Estruturas

Definição

Porquê uma estrutura?

Imaginemos que somos um professor, estando atualmente no processo de inserir a nota de um aluno a uma dada UC no Fénix. Ora, para tal, precisamos:

• do seu número de aluno;
• da sigla da disciplina (máx: 6 caracteres);
• da nota obtida.

Exemplo: 42069 IAED 20

Ora, representar algo deste género em C é possível de várias maneiras. Algumas delas são:

• Recorrendo a um vector. Problema: Todos os dados precisam de ser do mesmo tipo!
• Poderíamos, então, recorrer a 3 vectores do mesmo tamanho. Ora, mas isso acabava por ser relativamente desagradável, adicionando uma camada de complexidade adicional indesejável (para além de ter de haver $n$ vectores se quiséssemos $n$ propriedades - não ideal).

A solução "correta" em C passa por recorrer a estruturas, structs, para representar dados agregados de tipos diferentes.

Exemplos

Uma estrutura permite definir estruturas de dados sofisticadas, as quais possibilitam a agregação de diferentes tipos de declarações.

struct inscricao {
    double numero;
    char disciplina[7];
    int nota;
};

Declaração de Variáveis

A definição da estrutura introduz um novo tipo de dados: podemos agora passar a usar a estrutura como qualquer outro tipo de dados nativo a C, como um int ou um char.

struct ponto { /* Definição da estrutura */
    double x;
    double y;
};

struct ponto centro; /* Definição da variável com nome centro */

struct ponto centro = {12.3, 5.2}; /* Iniciar as variáveis */

Manipulação de Variáveis

A manipulação de propriedades de estruturas tem uma sintaxe bastante intuitiva: acedemos à propriedade via <variavel>.<membro>, e é também assim que a podemos alterar.

centro.x = 12.3;
centro.y = 5.2;

struct rectangulo {
    struct ponto a, b;
};

struct rectangulo rect;

rect.a.x = 3.4;
rect.b.y = 6.1;

Funções

A funções podem, claro, receber e retornar estruturas:

struct ponto adiciona_ponto(struct ponto p1, struct ponto p2) {
    struct ponto res;

    /*
     * Podíamos, alternativamente, fazer a soma sobre um dos argumentos
     * pois não alteraria o valor original de p1 e p2 fora da função
     */

    res.x = p1.x + p2.x;
    res.y = p1.y + p2.y;

    return res;
}

A função em questão retorna uma cópia da estrutura res. A passagem de argumentos é feita por valor, não por referência: chamar adiciona_ponto(pa, pb) não altera os valores de pa nem de pb.

Vetores de Estruturas

Permite, claro, criar tabelas que guardam estruturas:

struct ponto {
    double x;
    double y;
};

/* Cria uma tabela que guarda 100 pontos de nome figura */
struct ponto figura[100];

Podemos inicializar tabelas de estruturas com valores iniciais pré-definidos:

struct ponto {
    double x;
    double y;
};

/*
 * Estamos a declarar um vetor de "pontos"
 * de DIM 3, onde cada ponto tem as suas
 * coordenadas definidas
 */
struct ponto figura[] = {
    {1.2, 3.4},
    {4.5, 12.6},
    {1.2, 10.8}
};

Typedef

typedef permite associar um nome a um tipo de dados já existente. Para tal, basta adicionar a keyword typedef antes de struct, e escrever o nome a que queremos associar o novo tipo de dados após a definição da estrutura. Funcionam como uma espécie de alcunhas: podemos sempre usar struct <struct-name> para referenciar a estrutura, mas o typedef acaba por poder poupar key-strokes.

typedef struct complexo { /* nome do tipo de dados */
    float real;
    float imag;
} Complexo; /* "Alcunha" */

/* O nome e a alcunha devem ter nomes diferentes (Case Sensitive) */

Complexo k1;        /* exemplo de declaração de variável */
struct complexo k2; /* exemplo equivalente ao anterior */

Definir variáveis continua a ser bastante simples: basta escrever<alcunha> <nome da variavel> ou struct <nome> <nome da variavel>.