# Structure ## Lecture PPT {% file src="" %} ### For Embedded Controller {% file src="" %} ## *** ## Online Lesson **코딩도장 핵심요약**: [구조체 사용하기 핵심요약](https://dojang.io/mod/page/view.php?id=799) We can define our own data type of a set of related field members. Each field member can be defined with a different data type. Structure declaration and definition * Structure variables, Tagged structures, Type-defined structures ![](https://3453146497-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2F-MgmrEstOHxu62gXxq1t%2Fuploads%2Fgit-blob-10309912698897a75de1133a6ad9b2ffb1b6a8de%2Fimage.png?alt=media) ## Example Code ### Example 1 [C\_structure\_example.c](https://github.com/ykkimhgu/Tutorial-C-Program/tree/main/structure) ```cpp typedef struct { uint16_t sec; uint16_t min; uint16_t hour; } TIME_TypeDef; TIME_TypeDef time; //variable with position_t type. 4 Bytes are allocated in RAM time.hour=18; time.min=20; time.sec=01; // Also, we can define pointers to structures TIME_TypeDef *pTime; pTime=&time; pTime->hour=17; ``` ### Example 2 ```cpp struct Data { char c1; int *numPtr; // 포인터 }; int main() { int num1 = 10; struct Data d1; // 구조체 변수 struct Data *d2 = malloc(sizeof(struct Data)); // 구조체 포인터에 메모리 할당 d1.numPtr = &num1; d2->numPtr = &num1; ``` 구조체 변수 d1의 멤버 numPtr을 역참조 하는 방법과 구조체 포인터 d2의 멤버 numPtr을 역참조 하는 방법을 그림으로 표현하면 다음과 같은 모양이 됩니다. 구조체 멤버가 포인터일 때 역참조하기 ![fig. 49-1](https://dojang.io/pluginfile.php/482/mod_page/content/32/4901.png) 만약 역참조한 것을 괄호로 묶으면 어떻게 될까요? 이렇게 하면 구조체 변수를 역참조한 뒤 멤버에 접근한다는 뜻이 됩니다. \*(\*d2).numPtr처럼 구조체 포인터를 역참조하여 numPtr에 접근한 뒤 다시 역참조할 수도 있습니다. > **(\*구조체포인터).멤버** > > **\*(\*구조체포인터).멤버** ```cpp d2->c1 = 'a'; printf("%c\n", (*d2).c1); // a: 구조체 포인터를 역참조하여 c1에 접근 // d2->c1과 같음 printf("%d\n", *(*d2).numPtr); // 10: 구조체 포인터를 역참조하여 numPtr에 접근한 뒤 다시 역참조 // *d2->numPtr과 같음 ``` 여기서 (\*d2).c1 는 d2->c1 같고 \*(\*d2).numPtr 는 \*d2->numPtr 과 같습니다. 즉, 구조체 포인터를 역참조한 뒤 괄호로 묶으면 -> 연산자에서 . 연산자를 사용하게 되므로 포인터가 일반 변수로 바뀐다는 뜻입니다. 역참조의 원리와 같죠. ![fig. 49-2](https://dojang.io/pluginfile.php/482/mod_page/content/32/4902.png) ### Example 3 {% hint style="info" %} 구조체 별칭으로 선언한 포인터도 구조체 멤버에 접근할 때는 -> (화살표 연산자)를 사용합니다. `p1->age = 30;` {% endhint %} struct 키워드로 포인터를 선언하고 메모리를 할당했으니 typedef로 정의한 구조체 별칭으로도 포인터를 선언하고 메모리를 할당할 수 있겠죠? * **구조체별칭 \*포인터이름 = malloc(sizeof(구조체별칭));** ```cpp #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS // strcpy 보안 경고로 인한 컴파일 에러 방지 #include #include // strcpy 함수가 선언된 헤더 파일 #include // malloc, free 함수가 선언된 헤더 파일 typedef struct { // 구조체 이름이 없는 익명 구조체 char name[20]; // 구조체 멤버 1 int age; // 구조체 멤버 2 char address[100]; // 구조체 멤버 3 } Person; // typedef를 사용하여 구조체 별칭을 Person으로 정의 int main() { Person *p1 = malloc(sizeof(Person)); // 구조체 별칭으로 포인터 선언, 메모리 할당 // 화살표 연산자로 구조체 멤버에 접근하여 값 할당 strcpy(p1->name, "홍길동"); p1->age = 30; strcpy(p1->address, "서울시 용산구 한남동"); // 화살표 연산자로 구조체 멤버에 접근하여 값 출력 printf("이름: %s\n", p1->name); // 홍길동 printf("나이: %d\n", p1->age); // 30 printf("주소: %s\n", p1->address); // 서울시 용산구 한남동 free(p1); // 동적 메모리 해제 return 0; } ``` ### Example 4 {% hint style="info" %} 지금까지 malloc 함수로 구조체 포인터에 동적 메모리를 할당했습니다. 그럼 동적 메모리를 할당하지 않고 구조체 포인터를 사용하는 방법은 없을까요? 이때는 구조체 변수에 & (주소 연산자)를 사용하면 됩니다. **구조체포인터 = &구조체변수;** {% endhint %} ```cpp #include struct Person { // 구조체 정의 char name[20]; // 구조체 멤버 1 int age; // 구조체 멤버 2 char address[100]; // 구조체 멤버 3 }; int main() { struct Person p1; // 구조체 변수 선언 struct Person *ptr; // 구조체 포인터 선언 ptr = &p1; // p1의 메모리 주소를 구하여 ptr에 할당 // 화살표 연산자로 구조체 멤버에 접근하여 값 할당 ptr->age = 30; printf("나이: %d\n", p1.age); // 나이: 30: 구조체 변수의 멤버 값 출력 printf("나이: %d\n", ptr->age); // 나이: 30: 구조체 포인터의 멤버 값 출력 return 0; } ``` ptr에 p1의 메모리 주소를 할당했으므로 ptr의 멤버를 수정하면 결국 p1의 멤버도 바뀝니다. 접근하는 방식만 차이가 있을 뿐 결국 같은 곳의 내용을 수정하게 됩니다(메모리 주소는 컴퓨터마다, 실행할 때마다 달라집니다). 구조체 변수의 주소와 구조체 포인터 ![](https://dojang.io/pluginfile.php/484/mod_page/content/23/unit49-3.png) ### Example 5: Structure in a Structure Structure within Structure is a Useful technique for embedded programming (especially using FSM) ```cpp struct State{ uint8_t Out uint8_t Time; const struct State *Next[2]; }; typedef cost struct State State_t ; State_t FSM[4]={ {0x21, 3000, {&FSM[0], &FSM[1] }} {0x22, 500, {&FSM[1], &FSM[1] }} }; ``` *** ## Exercise * [Online C Compiler](https://www.onlinegdb.com/online_c_compiler) * [Exercise Code](https://github.com/ykkimhgu/Tutorial-C-Program/tree/main/structure) * [Exercise-Solution Code](https://github.com/ykkimhgu/Tutorial-C-Program/tree/main/structure/solution) ### Exercise 1 [C\_structure\_exercise.c](https://github.com/ykkimhgu/Tutorial-C-Program/tree/main/structure) Fill in the code to get the output of * 이름: 고길동 * 학년: 1 반: 3 * 평균점수: 65.389999 ```cpp #include #include #include struct Student { char name[20]; int grade; int class; float average; }; int main() { struct Student *s1 = ___________________________; _______________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ printf("이름: %s\n", s1->name); printf("학년: %d\n", s1->grade); printf("반: %d\n", s1->class); printf("평균점수: %f\n", s1->average); free(s1); return 0; } ``` [Check answer here](https://dojang.io/mod/page/view.php?id=422) ![Exercise\_1 result](https://3453146497-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2F-MgmrEstOHxu62gXxq1t%2Fuploads%2Fgit-blob-c4868be5096660878875e53a9b5669f58f8da6a0%2Fimage%20\(68\).png?alt=media) ### Exercise 2 [C\_structure\_exercise2.c](https://github.com/ykkimhgu/Tutorial-C-Program/tree/main/structure) Define a structure member as * Typedef Struct Handong * Members: char building\_name\[100], int room\_number, char room\_name\[100];
C_structure_exercise2.c ```c #include #include #include #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS typedef struct { char building_name[100]; int room_number; char room_name[100]; } Handong; int main() { // Create structure type (Handong) variable room1 Handong room1; // Create structure type (Handong) variable room2, room3 // Your code goes here // Create structure type (Handong) Pointer , roomPt Handong *room1Pt = &room1; // Assign room3 address to roomPt // Your code goes here // Define structure variable memeber values: room1 strcpy(room1.building_name, "Newton"); room1.room_number = 109; strcpy(room1.room_name, "iiLAB"); // Define structure variable memeber values: room2 // Your code goes here // Your code goes here // Your code goes here // Define structure variable memeber values: room3 // Your code goes here // Your code goes here // Your code goes here // Print each member values : room1, room2, room3 printf("%s building, room %d is %s\n", room1.building_name, room1.room_number, room1.room_name); // Your code goes here // Your code goes here // Print each member values by pointer variable: room1Pt // Your code goes here // Print address of room1 and value of room1Pt and compare. printf("\n room1 address=%x , roomPt = %x \n", &room1, room1Pt); } ```
Create structure variables room1, room2, room3. Assign the member values as | | **Building name** | **Room number** | **Room name** | | ----- | ----------------- | --------------- | ------------- | | room1 | Newton | 109 | iiLAB | | room2 | Newton | 118 | Control-Lab | | room3 | Newton | 119 | SW-Lab | Create roomPt as Pointer variable of Handong type Print each room names as follows ![image](https://user-images.githubusercontent.com/38373000/185043527-b1cacb2c-1645-4c1d-91ee-e59a3f1d62ea.png) ### Exercise 3 [C\_structure\_exercise3.c](https://github.com/ykkimhgu/Tutorial-C-Program/tree/main/structure) * Define a structure member for 3D position * Create the following functions ```cpp typedef struct { int x; int y; int z; } POSITION_TypeDef; // void addPos(POSITION_TypeDef pos1, POSITION_TypeDef pos2, POSITION_TypeDef *posOut); void getDist(POSITION_TypeDef pos1, POSITION_TypeDef pos2, POSITION_TypeDef *posOut); void printPos (POSITION_TypeDef Pos); ``` Use your functions in Main() as ```cpp void main() { ... // Exercise 2 *********************************************** printf(“\nExercise 2\n"); POSITION_TypeDef Pos[2]; POSITION_TypeDef PosOut = {0, }; Pos[0].x = 2; Pos[0].y = 2; Pos[0].z = 2; Pos[1].x = 5; Pos[1].y = 5; Pos[1].z = 5; addPos(Pos[0], Pos[1], &PosOut); printPos(PosOut); getDist(Pos[0], Pos[1], &PosOut); printPos(PosOut); system("pause"); } ``` ![Exercise\_2 result](https://3453146497-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2F-MgmrEstOHxu62gXxq1t%2Fuploads%2Fgit-blob-13d124269dd33481042c26c924504cfb020d9150%2Fimage.png?alt=media)