07 - Tipos de datos definidos por el programador en lenguaje C: struct, typedef, union

1
07 - Tipos de datos definidos por el
programador
Diego Andrés Alvarez Marín
Profesor Asociado
Universidad Nacional de Colombia
Sede Manizales

2
Temario
● Definición de tipos (typedef)
● Estructuras (struct)
● Uniones (union)
● Enumeraciones (enum)
● Campos de bits

3
typedef
Se utiliza para asignar nombres (alternos) a los
tipos de datos. La forma general de uso de este
comando es:
Ejemplo:
El standard POSIX (http://en.wikipedia.org/wiki/POSIX)
solicita que el nombre de un typedef no termine en
_t, ya que ellos lo usan en sus declaraciones
(recuerde a clock_t, size_t).

4
Enumeraciones
Es un tipo de dato especial que sirve para
guardar constantes enteras y asignarles un
nombre.
0 1 2
3 4 5 6
6 7 8 14
-5 -4 -3

5
Declaración de variables tipo enum

7
enum + switch + warning
No hay default, ni una opción
para Guardar ni para Cerrar

8
Utilizando enumeraciones en un
ciclo for

9
Estructuras (struct)
Una estructura es un conjuto de variables de
diferentes tipos relacionadas bajo un mismo
nombre

10
Declaración de
variables tipo struct

11
Inicialización de
estructuras
(gcc GNU extension)

12
Inicialización de arreglos de
estructuras

13
Accediendo a los miembros de una
estructura
Usando el
operador punto “.”
Utilizando
punteros: el
operador flecha
“->”
(NOTA: ver definiciones de struct punto y struct circulo en las diapositivas anteriores)

14
Ejemplo con estructuras
Ver:
http://programaciondecomputadoresunalmzl.wikispaces.com/file/detail/07_struct.c

15
Compound literals
Note que p1 y p2 no se inicializaron; en la líneas 15
y 16 se está separando y a la vez asignando el
espacio de memoria para p1 y p2 respectivamente.
Esta asignación sólo es válida en el bloque { } en el
cual se utilizó el compound literal.
a los campos
no
inicializados
se les asigna
ceros

16
Structures get copied, arrays get aliased
Aliasing: <programming> Two names (identifiers), usually of
local or global variables, that refer to the same resource
(memory location) are said to be aliased. Although names
introduced in programming languages are typically mapped to
different memory locations, aliasing can be introduced by the
use of address arithmetic and pointers or language-specific
features, like C/C++ references.
d1.x and d2.x are aliased.

17
El tamaño de una estructura
Es igual o mayor al tamaño de la suma de sus
miembros; esto puede ser debido a que el
computador agrega bytes de más a la estructura
(padding) para acelerar el acceso del computador a
la memoria. Varía con respecto al computador y al
sistema operativo.
En el gcc se puede desactivar el padding con opción
del compilador -fpack-struct Tenga en cuenta que
esto disminuye la velocidad de acceso a la memoria

18
Padding, alignment, packing
Hecho en
GNU/Linux de 32
bits

19
Padding
Padding hace un alineamiento de los miembros
de la estructura de modo que las direcciones de
memoria se alineen a 4 bytes o a 8 bytes,
dependiendo si se tiene un sistema operativo de
32 o de 64 bits. Observe que las direcciones de
memoria asignadas son divisibles entre 4 u 8
dependiendo del sistema operativo: ej:
0x80496ac == 134518444, el cual es un número
divisible entre cuatro (ejecutado en GNU/Linux de
32 bits).

21
Packing
Empaqueta todo sin dejar espacios. El packing se
debe hacer en los siguientes casos:
1) Cuando se debe sacrificar la velocidad del
código a cambio de utilizar mejor la memoria
RAM, en el caso que la memoria esté escasa.
2) Cuando se estén grabando estructuras a un
archivo. En este caso el PADDING se debe
desactivar y utilizar PACKING ya que si el archivo
se lee en un computador con un sistema
operativo diferente al sistema operativo que
escribió el archivo podrían haber errores en la
lectura de la estructura.

23
Offset de un elemento: offsetof()
offsetof(tipo,miembro)
Este macro, definido en stddef.h, retorna el
desplazamiento (“offset”) en bytes del elemento
miembro de una struct, o union tipo, contado a
partir del principio de la estructura.

24
Los operadores
== y != no
funcionan con
estructuras. Si se
quieren comparar
dos estructuras, la
comparación debe
hacerse miembro
a miembro.
Comparación de estructuras

25
No compare estructuras con
memcmp()
Algunos programadores incorrectamente
comparan estructuras utilizando:
memcmp(&struct1, &struct2, sizeof(struct1));
Esto es incorrecto, ya que no se está teniendo
encuenta que el padding entre los campos de las
estructuras tiene un valor indeterminado. De otro,
lado, en el caso que existan estructuras sin el
padding, habrían problemas comparando
punteros, doubles, floats, valores NAN, etc.
Por esta razón es preferible crear una función que
compare dos estructuras miembro a miembro.

26
Como hacer una función que
devuelva más de dos variables?
1. Pasando punteros

27
2. Retornando una estructura que contiene los
valores deseados:

28
3. Utilizar un híbrido: pasar un puntero a una
estructura, que posteriormente es llenada:
void

29
Arrays de estructuras
struct punto
{
int x, y;
};
struct punto p[3];
Los elementos se pueden inicializar así:
struct punto p[3] = { {2, 3}, {4, 5}, {6, 7} };
Para acceder a los elementos se hace lo
siguiente:
struct punto p[3];
p[0].x = 2;
p[0].y = 3;

30
Funciones
que retornan
vectores
Si se utiliza esta técnica
se debe tener en cuenta
que “vector” se está
creando en la memoria
de pila y el tamaño de
esta es limitada.

31
Uniones (union)
● Se utilizan para guardar varias variables de
diferentes tipos en el mismo espacio de
memoria, por lo tanto si se asigna un valor a una
variable, se sobreescribe el valor en las otras.
● Su tamaño es igual al tamaño de su elemento
más grande: sizeof(mi_union) = sizeof(double)
● El compilador no verifica si los datos se están
leyendo de la forma correcta.

32
Declaración de
variables tipo union

33
Inicialización de uniones
Se puede inicializar la
primera variable de la
unión cuando se
declara:
En este ejemplo el primer elemento (u1.c) se
inicializa a 'm', pero union.x se deja "quieto".
También se puede inicializar cualquier otro
miembro de la unión:

34
Accediendo a los miembros de una
unión
Se hace utilizando el operador punto "."
Aquí u1.x sobreescribe u1.c

35
En este caso la unión nos permite
crear un truco que permite
devolver cualquier tipo de dato
unión
anónima

36
Ejemplo uniones para entender la
representación interna de un
número float
Ver un buen ejemplo de uniones en:
http://tipsparaisc.blogspot.com/2012/12/representacion-interna-de-un-flotante.html

37
Arrays de uniones
union u
{
int i;
float f;
};
union u x[3];
Los tres primeros miembros de x se pueden
inicializar como:
union u x[3] = { {3}, {4}, {5} };
(los brackets internos son opcionales)
Los elementos se acceden así:
x[0].i = 2;

38
Campos de bits
Son estructuras cuyos miembros son paquetes de
bits. Se utilizan para representar enteros de
tamaño conocido. Se utilizan especialmente para
"comprimir datos", o para representar series de
bits en paquetes llamados "banderas" (flags). Se
pueden crear utilizando unsigned int, signed int o
_Bool.

40
Falta explicar estos comandos
definidos en el C11
_Alignas
_Alignof
_Atomic
_Generic
_Noreturn
_Static_assert
_Thread_local

Material basado en:
http://www.slideshare.net/amraldo/introduction-to-c-p
http://www.slideshare.net/petdance/just-enough-c-for
http://www.gnu.org/software/gnu-c-manual/gnu-c-man
Wikipedia

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