Rekord a struktura

Rekord pozwala na przechowywanie danych z zachowaniem pewnej abstrakcyjnej struktury. Rekord składa się z różnych typów danych połączonych w całość. Przykładowo, wyobraźmy sobie, że jesteśmy właścicielami firmy i chcemy napisać program, który ułatwi nam zarządzanie pracownikami. Program będzie działał, wykorzystując dane osobowe, takie jak imię, nazwisko, PESEL czy adres zamieszkania.

Moglibyśmy wszystkie potrzebne informacje przechowywać w oddzielnych tablicach. Wtedy w i-tej komórce każdej tablicy znajdowałyby się dane i-tego pracownika. Jednak taki sposób przechowywania danych jest niewygodny i mało intuicyjny. Skorzystajmy zatem z rekordu, często nazywanego również strukturą.

Przeanalizujmy poniższy pseudokod:

Struktura Pracownik {
	imie			// 1. skladowa
	nazwisko		// 2. skladowa
	pesel			// 3. skladowa
	wynagrodzenie	// 4. skladowa
}

Pracownik p
p.imie ← "Jan"
p.nazwisko ← "Kowalski"
p.pesel ← "99122819456"
p.wynagrodzenie ← 5600

wypisz(p.wynagrodzenie * 0.5)	// wypisze 2800

Definiując strukturę, musimy na samym początku zaznaczyć, jakie będą jej składowe. Każda z nich powinna mieć unikalną nazwę, za pomocą której będziemy mogli się odwoływać do jej konkretnej zawartości. Mówimy wtedy, że składowe są etykietowalne.

Firma może zatrudniać bardzo dużą liczbę pracowników, dlatego deklarowanie każdego z nich oddzielnie nie jest dobrym pomysłem. Możemy jednak utworzyć tablicę stuelementową o typie struktury Pracownik. Przeanalizujmy zatem jeszcze jeden pseudokod:

Pracownik pracownicy[100] = {}

pracownicy[0].wynagrodzenie = 10000
pracownicy[1] = pracownicy[0]

wypisz(pracownicy[0].wynagrodzenie + pracownicy[1].wynagrodzenie)
// wypisze 20000

Dzięki takiemu rozwiązaniu możemy w łatwy sposób utworzyć dużą liczbę zmiennych o typie wymyślonej struktury. Jest to bardzo wygodny i czytelny sposób pracy nad danymi, które posiadają pewną wewnętrzną abstrakcyjną strukturę.

Zagnieżdżanie struktur i tablice jako składowe

Struktury są bardzo elastyczne, jeśli chodzi o możliwe typy ich składowych. Mogą nimi być nawet tablice czy choćby inne struktury. Dzięki temu możemy tworzyć bardziej zaawansowane obiekty, które ułatwią nam pracę nad danymi.

Przeanalizujmy przykład takiej struktury:

Struktura Dane_osobowe {
	imie
	nazwisko
	pesel
}

Struktura Pracownik {
	Dane_osobowe dane	// struktura jako składowa
	godziny_pracy[50]	// tablica jako składowa
	wynagrodzenie
}

Pracownik p
p.dane.imie ← "Jan"
p.godziny_pracy[2] ← 8
p.wynagrodzenie ← 3350

Aby dostać się do konkretnej składowej zagnieżdżonej struktury, najpierw musieliśmy sprecyzować, że odwołujemy się do pola dane o typie Dane_osobowe, a następnie do składowej imie. Osiągnęliśmy to za pomocą instrukcji p.dane.imie <-- "Jan".

Za to w przypadku tablicy musieliśmy podać konkretny indeks komórki. W powyższym pseudokodzie skorzystaliśmy z tablicy statycznej, zatem w definicji struktury musimy podać jej rozmiar. Dzięki temu każda zmienna o typie Pracownik będzie zawierać 50‑elementową tablicę.

Przykładowe zastosowania

Struktura jest uniwersalna i może być wykorzystywana do różnych celów. Tak jak w zaprezentowanym wcześniej przykładzie, nadaje się ona do pracy na obiektach mających pewne etykietowalne własności.

Struktury mogą być także wykorzystywane do implementacji bardziej zaawansowanych struktur danych, takich jak lista czy drzewo. W liście dwukierunkowej każdy element przechowuje swoje wartości oraz wskaźnik do poprzednika i następnika. Wykorzystując strukturę, jesteśmy w stanie zaimplementować to w dosyć wygodny sposób.

Struktura Element_listy_dwukierunkowej {
	wartosc_1
	wartosc_2
	poprzednik
	następnik
}

Natomiast w przypadku drzewa binarnegodrzewo binarnedrzewa binarnego każdy węzeł przechowuje swoją wartość, wskaźnik do ojca oraz synów – lewego i prawego. Tutaj również wykorzystanie struktury wydaje się dosyć intuicyjne i naturalne.

Struktura Wezel_drzewa_binarnego {
	wartosc
	lewy_syn
	prawy_syn
	ojciec
}

Słownik