Главная

Контакты

Случайная статья

• Автоматизация
• Антропология
• Археология
• Архитектура
• Биология
• Ботаника
• Бухгалтерия
• Военная наука
• Генетика
• География
• Геология
• Демография
• Деревообработка
• Журналистика
• Зоология
• Изобретательство
• Информатика
• Искусство
• История
• Кинематография
• Компьютеризация
• Косметика
• Кулинария
• Культура
• Лексикология
• Лингвистика
• Литература
• Логика
• Маркетинг
• Математика
• Материаловедение
• Медицина
• Менеджмент
• Металлургия
• Метрология
• Механика
• Музыка
• Науковедение
• Образование
• Охрана Труда
• Педагогика
• Полиграфия
• Политология
• Право
• Предпринимательство
• Приборостроение
• Программирование
• Производство
• Промышленность
• Психология
• Радиосвязь
• Религия
• Риторика
• Социология
• Спорт
• Стандартизация
• Статистика
• Строительство
• Технологии
• Торговля
• Транспорт
• Фармакология
• Физика
• Физиология
• Философия
• Финансы
• Химия
• Хозяйство
• Черчение
• Экология
• Экономика
• Электроника
• Электротехника
• Энергетика

Лабораторная работа № 4. Структуры, объединения, перечисления, битовые поля. Цель работы. Постановка задачи. Примеры решения задач

Лабораторная работа № 4

Структуры, объединения, перечисления, битовые поля

Цель работы

Получение практических навыков по работе со структурами, объединениями, перечислениями и битовыми полями в языке C, а также выработка умений использования в приложениях битовых операций

Постановка задачи

По индивидуальному заданию разработать два приложения: для работы со структурами, перечислениями и битовыми полями, а также для реализации битовых операций на языке С.

Примеры решения задач

1. Работа с объединениями

Объединение – это поименованная совокупность данных разных типов, размещаемых в одной и той же области памяти, размер которой достаточен для хранения наибольшего элемента. Объединение подобно структуре, однако в каждый момент времени может использоваться только один из элементов объединения.

В примере программы выводятся компоненты объединения Utypes.

Первая часть программы выполняется без ошибок, поскольку данные разных типов присваиваются объединению не одновременно, а последовательно.

Во второй части правильно отобразится лишь значение типа double, поскольку оно было занесено последним.

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

union Utypes

{

  char c;

  int ivalue;

  float fvalue;

  double dvalue;

} mun;

int main ()

{

  system("chcp 1251");

  mun.c = 'b';

  printf("%c\n", mun.c);

  mun.ivalue = 1990;

  printf("%d\n", mun.ivalue);

  mun.fvalue =19.90;

  printf("%f\n", mun.fvalue);

  mun.dvalue = 987654.32E+13;

  printf("%g\n", mun.dvalue);

  // некорректный вывод

  printf("%c\n", mun.c);

  printf("%d\n", mun.ivalue);

  printf("%f\n", mun.fvalue);

  printf("%g\n", mun.dvalue);

  printf("Размер объединения составляет %d байт\n", sizeof(Utypes));

  return 0;

}

2. Работа с перечислениями

Перечисления используются в тех случаях, когда данные можно представить в виде нумерованного списка, например содержащего названия месяцев года или дней недели.

В примере создается перечисление emonths, включающее названия месяцев.

Здесь перечисление представляет собой ряд целых чисел от 1 до 12. Например, значение переменной months, после того как ей была присвоена константа December, стало равным 12. Поскольку названию каждого месяца соответствует определенное числовое значение, то элементы перечисления могут участвовать в арифметических операциях.

#include <stdio.h>

#include <iostream>

enum emonths

{ January = 1 , February, March,

April, May, June, July, August, September,

October, November, December

} months;

int main()

{

setlocale (LC_CTYPE, "Russian");

int mnth, n;

printf ("Введите номер текущего месяца (от 1 до 12): ");

scanf ("%d",&mnth);

months = December;

n = (int)months - mnth;

printf ("\nДо конца года осталось %d месяца(ев)\n", n);

return 0;

}

3. Работа с битовыми полями

Элементом структуры может быть битовое поле, обеспечивающее доступ к отдельным битам памяти, которые позволяют рационально использовать память с помощью хранения данных в минимально требуемом количестве битов. Элементы битового поля должны быть объявлены как тип int или unsigned.

В программе отображается в двоичной системе счисления ASCII-код, который генерируется при нажатии любой клавиши. При этом используется объединение bits и битовые поля byte. Объединение позволяет присвоить значение нажатой клавиши символьной переменной, а битовые поля используются для отображения отдельных битов.

Программа прекращает работу при нажатии буквы q.

#include <stdio.h>

struct byte

{

  unsigned a : 1;

  unsigned b : 1;

  unsigned c : 1;

  unsigned d : 1;

  unsigned e : 1;

  unsigned f : 1;

  unsigned g : 1;

  unsigned h : 1;

};

union bits

{

  char ch;

  struct byte bit;

} ascii;

void disp_bits(bits b);

int main()

{

  do

  {

        scanf("%1s", &(ascii.ch));

        printf(":");

        disp_bits(ascii);

  }

  while(ascii.ch != 'q'); // Выход при вводе "q"

  return 0;

}

void disp_bits(bits b)

{

  if(b.bit.h) printf("1"); else printf("0");

  if(b.bit.g) printf("1"); else printf("0");

  if(b.bit.f) printf("1"); else printf("0");

  if(b.bit.e) printf("1"); else printf("0");

  if(b.bit.d) printf("1"); else printf("0");

  if(b.bit.c) printf("1"); else printf("0");

  if(b.bit.b) printf("1"); else printf("0");

  if(b.bit.a) printf("1"); else printf("0");

  printf("\n");

}

4. Работа с битовыми операциями

В примере извлекаются 3 бита числа А, начиная со второго (справа) и вставляются в число В, начиная с первого.

Стандартная функция _itoa_s (число ввода, строка вывода, основание с/с) используется для вывода двоичного представления числа.

Основные битовые операции:

- AND (и) - & - если какой-то бит в одном из операндов равен 0, то результирующий бит тоже будет равен 0 - сброс битов;

- OR (или) - | - если какой-то бит в одном из операндов равен 1, то результирующий бит тоже будет 1 - установка битов;

- XOR (исключающее или) - ^ - результирующий бит равен 1, если сравниваемые биты различны;

- NOT (не) - ~ - меняются все биты на противоположные;

- сдвиг влево - << - удваивается значение;

- сдвиг вправо - >> – значение уменьшается в два раза.

#include <stdio.h>

#include <iostream>

using namespace std;

void main()

{

  setlocale (LC_CTYPE,"Russian");

  char tmp[33];

  int A=150, B=270;

  _itoa_s (A, tmp, 2);

  printf(" A = %s\n", tmp);

  _itoa_s (B, tmp, 2);

  printf("B = %s\n", tmp);

  _itoa_s (0xE, tmp, 2);

  printf("Маска для А = %s\n", tmp);

  _itoa_s (A & 0xE, tmp, 2);

  printf("Выделенные биты А %s\n", tmp);

  _itoa_s (0x1F8, tmp, 2);

  printf("Маска для B = %s\n", tmp);

  _itoa_s (B & 0x1F8, tmp, 2);

  printf("Очищены биты, B = %s\n", tmp);

  _itoa_s (((B & 0x1F8)|(A & 0xE)), tmp, 2);

  printf("Результат B = %s\n", tmp);

}

Варианты заданий