Struct

Un struct (sau "o structura") este un mod de a grupa mai multe date sub o singura denumire, intr-un tip nou de date. Ne permite sa modelam obiecte din realitate (un elev, un punct, o carte) care au mai multe proprietati simultan.

Motivatie: de ce avem nevoie de struct?

Avem de memorat, pentru n elevi ai unei clase, inaltimea si anul nasterii.

Solutia 1 — fara struct (vectori paraleli):

cpp

double inaltime[100];
int anNastere[100];

Daca trebuie sa memorez k proprietati pentru cei n elevi, am nevoie de k vectori diferiti. Daca vreau sa sterg un elev, trebuie sa sterg din fiecare din cei k vectori. Daca vreau sa sortez elevii dupa un criteriu, trebuie sa mut in paralel elementele din toti cei k vectori — greu si plin de bug-uri.

Solutia 2 — cu struct:

Creez un tip de date nou care ingloba toate proprietatile unui elev. Apoi e suficient sa declar un singur vector (de elevi), iar fiecare element are cele k proprietati.

cpp

struct Elev {
    double inaltime;
    int anNastere;
};

Elev v[100];  // un singur vector

Observatie

Proprietatile unui struct se numesc campuri. Sensul e de camp ca la completarea unui formular.

Definirea unui struct

Sintaxa:

cpp

struct numeStruct
{
    tip1 numeCamp1, numeCamp2;
    tip2 numeCamp3, numeCamp4;
    // ...
};

Atentie

Atentie la ; de dupa }. Daca lipseste, vom avea eroare de compilare !!!

Exemplu:

cpp

struct Elev {
    float inaltime, medieScolara;
    int anNastere;
};

Observatie

Tipurile de date predefinite ale limbajului (int, float, double, long long, bool, char etc.) se numesc tipuri primitive. Un struct este un tip definit de noi.

Declararea unei variabile de tip struct

Sintaxa: numeStruct numeVariabila;

cpp

struct Elev {
    float inaltime, medieScolara;
    int anNastere;
};

Elev Ionel;   // Ionel este o variabila de tip Elev
Elev Maria;

Accesarea campurilor

Pentru a accesa un camp al unei variabile de tip struct folosim operatorul punct .

Sintaxa: numeVariabila.numeCamp

cpp

Ionel.anNastere = 2008;           // scriem in camp
Ionel.medieScolara = 9.50f;

cout << Ionel.anNastere;          // citim din camp
cin >> Ionel.inaltime;            // citim de la tastatura in camp

Struct imbricat (un struct ca si camp)

Un camp al unui struct poate fi el insusi de tip struct.

cpp

struct Buletin {
    bool sex;
    int an, zi, luna;
};

struct Elev {
    int clasa;        // valoare intre 1 si 12
    Buletin b;        // camp de tip Buletin
    float note[3];    // vector de 3 note
};

Elev Ionel;
Ionel.clasa = 11;
Ionel.b.an = 2008;     // acces in lant: Ionel -> b -> an
cout << Ionel.note[0]; // prima nota a lui Ionel

Important

Pot avea un camp de tip Buletin in struct-ul Elev doar daca struct-ul Buletin a fost definit inaintea (mai sus de) struct-ului Elev.

Contra-exemplu (nu compileaza):

cpp

struct Triunghi {
    Punct v[3];   // EROARE: 'Punct' nu e inca definit
};
struct Punct {
    int x, y;
};

Rezolvare: definim Punct inainte de Triunghi.

cpp

struct Punct {
    int x, y;
};
struct Triunghi {
    Punct v[3];
};

Initializare cu acolade

Pot initializa toate campurile unui struct in momentul declararii, dand valorile intre { }, in ordinea declararii campurilor.

cpp

struct Elev {
    int anNastere;
    float medie;
};

Elev e = {2008, 9.50f};   // anNastere = 2008, medie = 9.50

struct Punct {
    int x, y;
};

Punct p = {3, 4};         // x = 3, y = 4

Important

Ordinea valorilor din { } trebuie sa corespunda exact ordinii campurilor din definitia struct-ului.

Declarare variabile intre `}` si `;`

Pot declara variabile de tip struct chiar in momentul definirii tipului, intre } si ;.

cpp

struct Elev {
    float medie;
    int clasa;
} clasa9[20], Ionel, Maria, Andra;

Aceasta instructiune este echivalenta cu:

cpp

struct Elev {
    float medie;
    int clasa;
};
Elev clasa9[20], Ionel, Maria, Andra;

Structuri anonime

Pot sa definesc un struct fara nume (anonim). Singurul mod de a declara variabile de acel tip este in momentul definirii, intre } si ;.

cpp

struct {
    int x, y;
} puncte[1000];   // vector de 1000 de puncte, fara nume de tip

Citirea si afisarea unui struct

In C++ nu pot citi un intreg struct cu o singura instructiune cin >> e;. Trebuie sa citesc camp cu camp, respectiv sa afisez camp cu camp.

cpp

#include <iostream>
using namespace std;

struct Elev {
    char nume[40];
    int clasa;
    float medie;
};

int main()
{
    Elev e;

    // citire
    cin >> e.nume >> e.clasa >> e.medie;

    // afisare
    cout << "Nume: " << e.nume << endl;
    cout << "Clasa: " << e.clasa << endl;
    cout << "Medie: " << e.medie << endl;

    return 0;
}

Intrare:

Ion 10 9.50

Afisare:

Nume: Ion
Clasa: 10
Medie: 9.5

Observatie

Pentru char nume[40], cin >> e.nume citeste un singur cuvant (pana la primul spatiu). In aceasta lectie vom folosi mereu nume dintr-un singur cuvant (ex. Ion, Maria), ca sa nu amestecam citirea.

Atribuirea intre structuri

Atribuirea a = b; intre doua variabile de acelasi tip struct se face automat camp cu camp.

cpp

struct Elev {
    int anNastere, lunaNastere, ziNastere;
    float medieGenerala;
};

Elev Ionel, Maria;
// ...
Ionel = Maria;

este echivalenta cu:

cpp

Ionel.anNastere    = Maria.anNastere;
Ionel.lunaNastere  = Maria.lunaNastere;
Ionel.ziNastere    = Maria.ziNastere;
Ionel.medieGenerala = Maria.medieGenerala;

Important

Atribuirea functioneaza doar intre variabile de acelasi tip struct. Elev a; Buletin b; a = b; este eroare.

Swap intre 2 structuri

Pot face swap intre doua variabile de tip struct doar daca sunt de acelasi tip.

Varianta 1: manual, cu variabila auxiliara

cpp

Elev aux = Ionel;
Ionel = Maria;
Maria = aux;

Efectul: se face swap camp cu camp (la fel ca la atribuire).

Varianta 2: cu `swap` din `<algorithm>`

cpp

#include <algorithm>
// ...
swap(Ionel, Maria);   // functioneaza la fel ca pentru variabile primitive

Sfat

Functia swap din biblioteca standard functioneaza si pentru structuri (de acelasi tip), nu doar pentru int sau double.

Vector de struct

Aceasta este utilizarea cea mai des intalnita la probleme de tip BAC / pbinfo: un vector de n structuri pe care il citim, il parcurgem si extragem informatii.

Declarare:

cpp

Elev v[100];   // vector de maxim 100 de elevi
int n;         // numarul efectiv de elevi

Citirea a n structuri:

cpp

struct Elev {
    char nume[10];
    int clasa;
    double medie;
};
Elev v[21];

int n, i;
// ...
cin >> n;
for (i = 1; i <= n; i++)
{
    cin >> v[i].nume >> v[i].clasa >> v[i].medie;
}

Afisarea vectorului:

cpp

for (i = 1; i <= n; i++)
{
    cout << v[i].nume << " " << v[i].clasa << " " << v[i].medie << endl;
}

Observatie

v[i] este un intreg struct Elev, iar v[i].medie este campul medie al elevului de pe pozitia i.

Probleme rezolvate

In toate problemele urmatoare, lucram cu acelasi tip de date:

cpp

struct Elev {
    char nume[40];
    int clasa;
    float medie;
};

Problema 1: Elevul cu media maxima

Enunt: Se citeste n (numarul de elevi), apoi pentru fiecare elev se citesc nume, clasa si medie. Sa se afiseze numele elevului cu media cea mai mare.

Solutie:

cpp

#include <iostream>
using namespace std;

struct Elev {
    char nume[40];
    int clasa;
    float medie;
};
int n, i, poz;
Elev v[100];

int main()
{
    cin >> n;
    for (i = 1; i <= n; i++)
    {
        cin >> v[i].nume >> v[i].clasa >> v[i].medie;
    }

    poz = 0;   // pozitia elevului cu media maxima
    for (i = 1; i <= n; i++)
    {
        if (v[i].medie > v[poz].medie)
        {
            poz = i;
        }
    }

    cout << v[poz].nume << endl;

    return 0;
}

Intrare:

4
Ion 10 9.50
Maria 10 9.75
Andrei 10 8.20
Ana 10 9.60

Afisare:

Maria

Sfat

Retinem pozitia (indicele poz), nu doar media maxima. Asa putem afisa si numele, si clasa, si orice alt camp al elevului castigator.

Problema 2: Cati elevi au media >= 9

Enunt: Se citeste n elevi. Sa se afiseze cati dintre ei au media cel putin 9.

Solutie: Folosim un contor (tehnica din lectia de if — initializam cu 0 si crestem cu 1 pentru fiecare elev care indeplineste conditia).

cpp

#include <iostream>
using namespace std;

struct Elev {
    char nume[40];
    int clasa;
    float medie;
};
int n, i, contor;
Elev v[100];

int main()
{
    cin >> n;
    for (i = 1; i <= n; i++)
    {
        cin >> v[i].nume >> v[i].clasa >> v[i].medie;
    }

    contor = 0;
    for (i = 1; i <= n; i++)
    {
        if (v[i].medie >= 9)
        {
            contor++;
        }
    }

    cout << contor << endl;

    return 0;
}

Intrare:

4
Ion 10 9.50
Maria 10 9.75
Andrei 10 8.20
Ana 10 9.60

Afisare:

Problema 3: Media aritmetica a mediilor

Enunt: Se citeste n elevi. Sa se afiseze media aritmetica a mediilor lor (cu 2 zecimale).

Solutie: Acumulam suma mediilor, apoi impartim la n.

cpp

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

struct Elev {
    char nume[40];
    int clasa;
    float medie;
};
int n, i;
Elev v[100];
float suma, mediaClasei;

int main()
{
    cin >> n;
    for (i = 1; i <= n; i++)
    {
        cin >> v[i].nume >> v[i].clasa >> v[i].medie;
    }

    suma = 0;
    for (i = 1; i <= n; i++)
    {
        suma += v[i].medie;
    }

    mediaClasei = suma / n;
    cout << fixed << setprecision(2) << mediaClasei << endl;
    return 0;
}

Intrare:

4
Ion 10 9.50
Maria 10 9.75
Andrei 10 8.20
Ana 10 9.60

Afisare:

9.26

Sfat

fixed si setprecision(2) din <iomanip> ne dau exact 2 zecimale la afisare.

Problema 4: Sortare descrescatoare dupa medie

Enunt: Se citeste n elevi. Sa se afiseze elevii ordonati descrescator dupa medie.

Solutie: Folosim sortare prin selectie. Pentru fiecare pozitie i (de la 0 la n-1), cautam in v[i..n-1] elevul cu media cea mai mare si il aducem pe pozitia i printr-un swap. Aici swap se aplica intre doua structuri de acelasi tip — exact ca in sectiunea Swap intre 2 structuri.

cpp

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

struct Elev {
    char nume[40];
    int clasa;
    float medie;
};
int n, poz, i, j;
Elev v[100];

int main()
{
    cin >> n;
    for (i = 1; i <= n; i++)
    {
        cin >> v[i].nume >> v[i].clasa >> v[i].medie;
    }

    // sortare prin selectie, descrescator dupa medie
    for (i = 1; i <= n - 1; i++)
    {
        poz = i;
        for (j = i + 1; j <= n; j++)
        {
            if (v[j].medie > v[poz].medie)
            {
                poz = j;
            }
        }
        if (poz != i)
        {
            swap(v[i], v[poz]);   // swap intre 2 structuri de tip Elev
        }
    }

    // afisare
    for (i = 1; i <= n; i++)
    {
        cout << v[i].nume << " " << v[i].medie << endl;
    }

    return 0;
}

Intrare:

4
Ion 10 9.50
Maria 10 9.75
Andrei 10 8.20
Ana 10 9.60

Afisare:

Maria 9.75
Ana 9.6
Ion 9.5
Andrei 8.2

Observatie

swap(v[i], v[poz]) mutand intregi structuri muta toate campurile (nume, clasa, medie) deodata — exact asta ne dorim. Daca am avea vectori paraleli (nume[], clasa[], medie[]), ar trebui sa facem 3 swap-uri separate si usor de gresit.

Capcane frecvente

1. Lipsa `;` dupa `}`

cpp

// GRESIT
struct Elev {
    int clasa;
    float medie;
}                  // lipseste ;

// CORECT
struct Elev {
    int clasa;
    float medie;
};

2. Citire/afisare pe intreg struct

cpp

Elev e;
cin >> e;          // EROARE — struct-ul nu stie sa se citeasca singur
cout << e;         // EROARE — la fel

Corect: citim/afisam camp cu camp.

cpp

cin >> e.nume >> e.clasa >> e.medie;
cout << e.nume << " " << e.clasa << " " << e.medie;

3. Mai intai definim tipul, dupa folosim tipul mai jos

Un struct nu poate avea un camp de un tip care nu este inca definit la momentul respectiv. Definim intotdeauna tipurile de la cel mai simplu la cel mai complex.

cpp

// CORECT: Punct e definit inainte sa fie folosit in Triunghi
struct Punct {
    int x, y;
};
struct Triunghi {
    Punct v[3];
};

4. Swap / atribuire intre tipuri diferite

cpp

Elev a;
Buletin b;
a = b;             // EROARE — tipuri diferite
swap(a, b);        // EROARE — tipuri diferite

Atribuirea si swap functioneaza numai intre variabile de acelasi tip struct.

Cifrele unui numar

Citiri pana la final

Divizibilitate

Struct

Motivatie: de ce avem nevoie de struct?

Definirea unui struct

Declararea unei variabile de tip struct

Accesarea campurilor

Struct imbricat (un struct ca si camp)

Initializare cu acolade

Declarare variabile intre `}` si `;`

Structuri anonime

Citirea si afisarea unui struct

Atribuirea intre structuri

Swap intre 2 structuri

Varianta 1: manual, cu variabila auxiliara

Varianta 2: cu `swap` din `<algorithm>`

Vector de struct

Probleme rezolvate

Problema 1: Elevul cu media maxima

Problema 2: Cati elevi au media >= 9

Problema 3: Media aritmetica a mediilor

Problema 4: Sortare descrescatoare dupa medie

Capcane frecvente

1. Lipsa `;` dupa `}`

2. Citire/afisare pe intreg struct

3. Mai intai definim tipul, dupa folosim tipul mai jos

4. Swap / atribuire intre tipuri diferite

Struct ​

Motivatie: de ce avem nevoie de struct? ​

Definirea unui struct ​

Declararea unei variabile de tip struct ​

Accesarea campurilor ​

Struct imbricat (un struct ca si camp) ​

Initializare cu acolade ​

Declarare variabile intre } si ; ​

Structuri anonime ​

Citirea si afisarea unui struct ​

Atribuirea intre structuri ​

Swap intre 2 structuri ​

Varianta 1: manual, cu variabila auxiliara ​

Varianta 2: cu swap din <algorithm> ​

Vector de struct ​

Probleme rezolvate ​

Problema 1: Elevul cu media maxima ​

Problema 2: Cati elevi au media >= 9 ​

Problema 3: Media aritmetica a mediilor ​

Problema 4: Sortare descrescatoare dupa medie ​

Capcane frecvente ​

1. Lipsa ; dupa } ​

2. Citire/afisare pe intreg struct ​

3. Mai intai definim tipul, dupa folosim tipul mai jos ​

4. Swap / atribuire intre tipuri diferite ​

Struct

Motivatie: de ce avem nevoie de struct?

Definirea unui struct

Declararea unei variabile de tip struct

Accesarea campurilor

Struct imbricat (un struct ca si camp)

Initializare cu acolade

Declarare variabile intre `}` si `;`

Structuri anonime

Citirea si afisarea unui struct

Atribuirea intre structuri

Swap intre 2 structuri

Varianta 1: manual, cu variabila auxiliara

Varianta 2: cu `swap` din `<algorithm>`

Vector de struct

Probleme rezolvate

Problema 1: Elevul cu media maxima

Problema 2: Cati elevi au media >= 9

Problema 3: Media aritmetica a mediilor

Problema 4: Sortare descrescatoare dupa medie

Capcane frecvente

1. Lipsa `;` dupa `}`

2. Citire/afisare pe intreg struct

3. Mai intai definim tipul, dupa folosim tipul mai jos

4. Swap / atribuire intre tipuri diferite