Structure
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For Embedded Controller
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코딩도장 핵심요약: 구조체 사용하기 핵심요약
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
Example Code
Example 1
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
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
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
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 같음여기서
(*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.
Example 3
struct 키워드로 포인터를 선언하고 메모리를 할당했으니 typedef로 정의한 구조체 별칭으로도 포인터를 선언하고 메모리를 할당할 수 있겠죠?
구조체별칭 *포인터이름 = malloc(sizeof(구조체별칭));
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS // strcpy 보안 경고로 인한 컴파일 에러 방지
#include <stdio.h>
#include <string.h> // strcpy 함수가 선언된 헤더 파일
#include <stdlib.h> // 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
#include <stdio.h>
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
Example 5: Structure in a Structure
Structure within Structure is a Useful technique for embedded programming (especially using FSM)
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
Exercise 1
Fill in the code to get the output of
이름: 고길동
학년: 1 반: 3
평균점수: 65.389999
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
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;
}
Exercise 2
Define a structure member as
Typedef Struct Handong
Members: char building_name[100], int room_number, char room_name[100];
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
Exercise 3
Define a structure member for 3D position
Create the following functions
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
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");
}
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