štruktúrovanej podobe.

Program v jazyku C vieme využiť aj na prácu so zložitejšími dátami ako sú celé a desatinné čísla. V tejto časti sa naučíme vytvoriť program na načítanie databázy a jej zotriedenie podľa zvolenej položky.

Prevtelíme sa do úlohy zamestnanca firmy pracujúcej v oblasti poľnohospodárstva. V našej biofarme sa profesionálne venujeme pestovaniu rôznych zdravých produktov na rozľahlých poliach. Od šéfa sme práve dostali zadanie vytvoriť databázu poľnohospodárskych strojov v našej biofarme. Každý stroj má svoj opis a počet najazdených kilometrov.

Štruktúry

Využijeme svoju znalosť jazyka C a informácie o strojoch v garáži si uložíme do premenných. Prvou časťou návrhu je rozmýšľanie o tom, aké dátové typy budeme potrebovať. Pre každý stroj v našej garáži musíme evidovať jeho meno a počet najazdených kilometrov. Pre meno stroja sa javí najvýhodnejší dátový typ reťazec maximálne 19 znakov (char[10]). Pre stav tachometra by mohla stačiť celočíslená premenná (int).

Vložme si všetky dostupné informácie o poľnohospodárskych strojoch do krátkeho programu. Premenné si môžeme ľahko vypisovať na obrazovku, kedykoľvek si spustíme náš výtvor:

#include <stdio.h>
int main(){
    char meno1[10]="Traktor";
    int tachometer1 = 20000;

    char meno2[10]="Retro Traktor";
    int tachometer2 = 200000;

    char meno3[10]="Kombajn";
    int tachometer3 = 123456;

    printf("V garazi mame:\n");
    printf("%s, najazdenych %d km\n",meno1,tachometer1);
    printf("%s, najazdenych %d km\n",meno2,tachometer2);
    printf("%s, najazdenych %d km\n",meno3,tachometer3);

    return 0;
}

Program je veľmi pekný a funguje výborne. Takmer sme od šéfa za neho dostali pochvalu. Nanešťastie si spomenul, že by bolo fajn, keby sme zistili, ktorý stroj má toho najazdené najviac. Samozrejme, dalo by sa to vyriešiť metódou pozriem - vidím, ale to nie je hodné pracovníka IT oddelenia farmy "Zdravý život". A je už vybavené, že naša farma dostane eurodotáciu, a dokúpime ďalších 70 strojov.

Informácie o jednom stroji by bolo dobré mať v jednej premennej, aby sme vedeli spojiť informácie o mene a počte najazdených kilometrov. Poznáme typ int vhodný na uloženie celých čísel a typ pole znakov char[], ktoré je vhodné na uloženie mena. Nepoznáme ale typ traktor do ktorý by bol vhodný na uloženie informácií o traktoroch.

Našťastie si môžeme definovať vlastný dátový typ: Nový dátový typ je niečo návod na usporiadanie miesta v pamäti.

struct traktor {
    char meno[10];
    int tachometer;
};

Týmto zápisom sme si definovali vlastný dátový typ, ktorý sa bude volať struct traktor. Pomocou štruktúry sme prekladaču vysvetlili, že pod pojmom "struct traktor" rozumieme dvojicu atribútov meno a tachometer. Tieto dva atribúty sa budú vyskytovať a spracovávať spolu.

V novom dátovom type definujeme druh "priehradiek", z ktorých sa bude skladať. Jednu priehradku nazývame "člen" štruktúry alebo "atribút". Člen štruktúry môže byť ľubovoľný existujúci dátový typ, dokonca aj iná štruktúra.

Statická inicializácia

Pomocou štruktúry struct traktor sme vysvetli, ako vyzerá traktor vo všeobecnosti. Traktor v našom programe má zatiaľ iba tachometer a ceduľu s menovkou, ale nebude problém uvažovať aj nádrž, objem motora alebo počet kolies. Stále sa ale pohybujeme v rovine úvah o tom, aký druh strojov chceme mať v garáži.

Ak chceme predstavy premeniť na skutočnosť, musíme pristúpiť k ich realizácii - akvizícii strojovej techniky. V reálnom svete by to znamenalo transfer finančných prostriedkov smerom k predajcovi a transfer traktora smerom k nám. V počítačovom programe zase musíme vyhradiť pamäťové miesto, kde si uložíme informácie o novom stroji.

Definícia štruktúry sa podobá na definíciu funkcie. Ak definujeme funkciu, neznamená to, že sme ju vykonali - iba sme vysvetlili ako sa má vykonať. Na vykonanie je potrebný špeciálny príkaz na vykonanie funkcie. Podobne aj pri štruktúrach potrebujeme špeciálny príkaz na vytvorenie pamäťového miesta s dátovým typom štruktúra:

struct traktor zetor;

Tento príkaz vytvorí nové miesto pre uloženie informácií o traktore zetor.

Celý program kde definujeme štruktúru struct traktor a vytvoríme jedno pamäťové miesto na uloženie informácií o jednom konkrétnom traktore bude vyzerať takto:

// Definícia nového dátového typu
struct traktor {
    char meno[10];
    int tachometer;
};

int main() {
    // Použitie nového dátového typu v novej premennej
    struct traktor zetor;
    return 0;
}

Bolo by fajn, keby sme do novej premennej nového dátového typu vedeli uložiť nejaké informácie. Klasický postup s operátorom = asi fungovať nebude. Na rozlíšenie toho, ktorý atribút premennej chceme využívať použijeme operátor . .

zetor.tachmoter = 123;

Menší problém nastane pri pokuse o určenie mena nového traktora. Príkaz na priradenie reťazca nefunguje podľa očakávania:

zetor.meno = "Zetor 1000";

Môžme využiť funkciu zo štandardnej knižnice strcpy na skpírovanie reťazca, ktorá kopíruje reťazce. Musíme dbať na to, aby v mieste kde kopírujeme bolo dosť miesta. Pre použitie funkcie strcpy musíme priložiť hlavičkový súbor <string.h>.

strcpy(zetor.meno,"Zetor 1000");

Statická inicializácia štruktúry

Druhou možnosťou je alokácia a inicializácia v jednom kroku. O kopírovanie sa postará kompilátor. Na tento účel existuje špeciálny zápis, ktorý sa podobá na inicializáciu poľa. Musíme len špecifikovať mená členov, ktoré inicializujeme:

struct traktor zetor = {.meno:"Zetor 1000",.tachometer:123};

Celý program bude vyzerať trochu inak. Hlavným rozdielom je to, že informácie o jednom poľnohospodárskom stroji sú uložené v jednej premennej.

#include <stdio.h>
struct traktor {
    char meno[10];
    int tachometer;
}
int main(){
    struct traktor stroj1 = {.meno:"Traktor",.tachometer:123};
    struct traktor stroj2 = {.meno:"Retro Traktor",.tachometer:10000};
    struct traktor stroj3 = {.meno:"Kombajn",.tachometer:3454};

    printf("V garazi mame:\n");
    printf("%s, najazdenych %d km\n",stroj1.meno,stroj1.tachometer);
    printf("%s, najazdenych %d km\n",stroj2.meno,stroj2.tachometer);
    printf("%s, najazdenych %d km\n",stroj3.meno,stroj3.tachometer);
    return 0;
}

Polia štruktúr

Počet riadov programu ktorý využíva štruktúry sa takmer nezmenil a získali sme to, že informácie o jednom stroji sú v jednej premennej. Keďže sme firma, ktorá sa profesionálne venuje poliam, databázu traktorov bude uložená v poli.

struct traktor stroje[3] = {
     {.meno:"Traktor",.tachometer:123},
     {.meno:"Retro Traktor",.tachometer:10000},
     {.meno:"Kombajn",.tachometer:3454}
};

Na prechádzanie poľa je špeciálne vhodný cyklus for. Výpis všetkých strojov v databáze je potom geniálne stručný:

for (int i = 0; i < 3; i++) {
    printf("%s, najazdenych %d km\n",stroje[i].meno,stroje[i].tachometer);
}

Výsledný program bude takýto:

#include <stdio.h>
struct traktor {
    char meno[10];
    int tachometer;
};
int main(){
    struct traktor stroje[3] = {
        {.meno:"Traktor",.tachometer:123},
        {.meno:"Retro Traktor",.tachometer:10000},
        {.meno:"Kombajn",.tachometer:3454}
    };
    printf("V garazi mame:\n");
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        printf("%s, najazdenych %d km\n",stroje[i].meno,stroje[i].tachometer);
    }
    return 0;
}

Typedef

Program môžeme "vylepšiť" ešte viac. Nemusíme stále vypisovať struct traktor. Pomocou zápisu typedef si môžeme definovať alias traktor pre názov typu struct traktor:

typedef struct traktor {
    char meno[10];
    int tachometer;
} traktor;

Takto sme si vytvorili nový typ traktor. Zlepšená verzia môže vyzerať takto:

#include <stdio.h>
#define POCET_STROJOV

typedef struct traktor {
    char meno[10];
    int tachometer;
} traktor;

int main(){
    traktor stroje[POCET_STROJOV] = {
        {.meno:"Traktor",.tachometer:123},
        {.meno:"Retro Traktor",.tachometer:10000},
        {.meno:"Kombajn",.tachometer:3454}
    };
    printf("V garazi mame:\n");
    for (int i = 0; i < POCET_STROJOV; i++) {
        printf("%s, najazdenych %d km\n",stroje[i].meno,stroje[i].tachometer);
    }
    return 0;
}

Bublinkové triedenie

Prvý krok sme zvládli - traktory sú úspešne na poli. Stačí iba ich presvedčiť nech sa zoradia podľa počtu najazdených kilometrov.

Milujeme bublinky. Každý má rád bublinky a tak na zotriedenie poľa použijeme "bublinkové triedenie".

Podstatou bublinkového triedenie je, že prvky poľa necháme "prebublávať" na koniec až pokiaľ sme si istý, že sú zoradené od najmenšieho po najväčší. Výsledkom prvého kola "prebublávania" bude to, že na konci určite bude najväčší prvok. V ďalšom kole už nemusíme "prebublávať" všetky prvky, ale môžeme vynechať ten na konci. Pokračujeme až spracujeme celé pole. "Prebublávanie" je realizované výmenou dvoch susediacich prvkov tak, aby ten väčší bol na pravo.

Jedno kolo prebublávania vyzerá takto:

for (int i=1; i < POCET_STROJOV; i++){
    // Ak je ma prvy stroj viac kilometrov
    if (stroje[i-1].tachometer > stroje[i].tachometer){
        // Vymenime ich tak, aby druhy stroj mal viac kilometrov
        traktor pomocny = stroje[i];
        stroje[i] = stroje[i-1];
        stroje[i-1] = pomocny;
    }
}

Na konci cyklu sme si istý, že na konci je stroj s najväčším počtom kilometrov. Aby sme zotriedili celé pole, stačí postup opakovať, ale na menšej oblasti poľa. Použijeme na to pomocnú premennú j, ktorá sa bude postupne zväčšovať.

for (int j=0; j < POCET_STROJOV -1; j++){
    for (int i=1; i < POCET_STROJOV -j ; i++){
        // Ak je ma prvy stroj viac kilometrov
        // Vymenime ich tak, aby druhy stroj mal viac kilometrov
    }
}

Finálny produkt bude:

#include <stdio.h>
#define POCET_STROJOV

typedef struct traktor {
    char meno[10];
    int tachometer;
} traktor;

int main(){
    traktor stroje[POCET_STROJOV] = {
        {.meno:"Traktor",.tachometer:123},
        {.meno:"Retro Traktor",.tachometer:10000},
        {.meno:"Kombajn",.tachometer:3454}
    };
    for (int j=0; j < POCET_STROJOV -1; j++){
        for (int i=1; i < POCET_STROJOV -j ; i++){
            // Ak je ma prvy stroj viac kilometrov
            if (stroje[i-1].tachometer > stroje[i].tachometer){
                // Vymenime ich tak, aby druhy stroj mal viac kilometrov
                traktor pomocny = stroje[i];
                stroje[i] = stroje[i-1];
                stroje[i-1] = pomocny;
            }
        }
    }
    printf("V garazi mame:\n");
    for (int i = 0; i < POCET_STROJOV; i++) {
        printf("%s, najazdenych %d km\n",stroje[i].meno,stroje[i].tachometer);
    }
    return 0;
}

Úloha na precvičenie

Vyskúšajte si program pre väčšie množstvo traktorov, ktorých parametre si vymyslite.

Modifikujte program pre triedenie iného druhu tovaru na sklade.

Previous Post Next Post