Chapitre 4 Structures Types Préprocesseur

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Renaud Boulet
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1 Chapitre 4 Structures Types Préprocesseur Jean Privat Université du Québec à Montréal INF7330 Construction de logiciels Diplôme d études supérieures spécialisées en systèmes embarqués Automne 2012 Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

2 Plan 1 Structures 2 Autres types 3 Préprocesseur 4 Bibliothèques Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

3 Plan 1 Structures 2 Autres types 3 Préprocesseur 4 Bibliothèques Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

4 Structures Agréger On regroupe des données lien dans un meme capsule Réifier On donne un type (et un nom) à ces agrégats Ils sont reconnus en tant que tel par le langage Abstraire Le contenu devient un détail Le «quoi» prime sur le «comment» Synonymes Enregistrement (record) Classe et object (OOP) Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

5 Structures en C struct point2d { double x ; double y ; } ; Attention Le type s appelle «struct point2d» Le point virgule est nécessaire Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

6 Déclaration, allocation et initialisation Variable automatique (locale ou globale) struct point2d monpoint1 ; struct point2d monpoint2 = {10.0, -0.5} ; Allocation dans le tas struct point2d *monpoint_ptr ; monpoint_ptr = malloc(sizeof(struct point2d)) ; Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

7 Accès aux champs Notation pointée monpoint.x = 10 ; Note : un champ est une left-value Notation fléchée (raccourci pour pointeurs) (*monpoint_ptr).x = 10 ; monpoint_ptr->x = 10 ; Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

8 Affectation, paramètres et retour de fonction Possible avec les structures struct point2d pt1 = {1, 1}, pt2 ; pt1 = pt2 ; Attention La structure est copiée en entier Le passage se fait par valeur Passage par référence Utilisez des pointeurs si : 1. C est l objet qui vous intéresse 2. L objet est trop gros Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

9 Tableaux et structures imbriqués Attention tableau pointeur struct triangle { struct point2d points[3] ; } ; struct chemin { struct point2d *points ; } ; Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

10 Taille d une structure et alignement Minimalement La somme de la taille de chaque champ Maximalement Pour des raisons de performances, un alignement peut être fait L alignement dépend de la plate-forme Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

11 Champs de bits (bit-fields) Principe Indiquer précisément le nombre de bits d un champ Le champ est interprété comme un entier Exemple struct bla { unsigned i :1 ; unsigned j :10 ; char k ; } ; Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

12 Champs de bits(2) Astuces Utilisez signed ou unsigned comme type Champs anonymes pour indiquer un décalage (padding) Utilisation Représenter une structure exacte Contrôler finement l espace des structures (modulo la compréhension des règles) Inconvénients Beaucoup de comportements indéterminés (alignement et ordre) Accès aux champs généralement plus lents Gain de place pas forcément présent Pas de & ou de sizeof sur des champs de bits Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

13 Exercice : Géométrie Calculer le périmètre d un triangle Déterminer le centre de gravité d un triangle (isobarycentre des sommets) Déterminer le triangle médian d un triangle Indiquer si deux triangle sont égaux Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

14 Exercice : Liste chaînée Manipulation de listes (simplement) chaînées d entiers Créer une liste vide Ajouter un élément en tête de liste Ajouter un élément en queue de liste Compter le nombre d éléments d une liste Récupérer l élément en tête de liste Récupérer l élément en queue de liste Supprimer l élément en tête de liste Supprimer l élément en queue de liste Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

15 Plan 1 Structures 2 Autres types 3 Préprocesseur 4 Bibliothèques Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

16 Énumération Syntaxe enum jours {LUN, MAR, MER, JEU, VEN, SAM, DIM} ; Sémantique Défint des constantes numériques La première vaut 0, la seconde 1, etc. On peut forcer les valeurs : enum couleur {ROUGE=1, VERT, JAUNE=4, SANG=1} ; Attention C est des entiers (int), donc pas de contrôle de type : enum jours toto = 1000 ; printf("%d\n", JEU*VEN+toto) ; Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

17 Unions Types alternatifs Plusieurs types possibles Mais un seul type est utilisé à un moment donné Syntaxe Comme les struct mais avec union Attention Le devoir du compilateur consiste seulement à réserver l espace pour le plus grand des types. C est de la responsabilité du programmeur de controler le contenu d une union Les alignements/casts/etc. sont ni garantis, ni portables Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

18 Alias de types Syntaxe typedef char NAS[9] ; typedef struct { double x ; double y ; } point2d_t ; Utilisation Peut améliorer la lisibilité du code Permet d avoir des types semi-opaques Attention Les types sont des synonymes Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

19 Plan 1 Structures 2 Autres types 3 Préprocesseur 4 Bibliothèques Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

20 Préprocesseur Principe Pré-traiter le code source avant la compilation Utilisation de directives et de macro-définitions Attention Le précprocesseur ne comprends pas le langage C En cas d erreur du C, les messages peuvent être bizarres Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

21 Préprocesseur Directives Commencent par # Espaces permis avant et après le # Macros Même forme que les identificateurs C Sont textuellement substitués par leur définitions Peuvent être paramétrées Conventions des macros Utilisation d identifiants en majuscules pour les constantes Utilisation de minuscules pour les macro-fonctions Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

22 Directive include Syntaxe #include <truc> #include "truc" Principe Remplace la directive par le contenu du fichier truc La première forme cherche truc à des endroits standards Le seconde forme cherche truc relativement au fichier Utilisation On inclue des fichiers d entête (header, extension.h) Permet d inclure les déclaration d une biliothèques Permet de factoriser les déclarations communes à plusieurs fichiers Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

23 Directive #define Syntaxe #define TOTO #define TATA 6 #define TITI(x) ((x)+1) Attention Pas de symbole = Protéger toute la définition et les macro-paramètres Gare aux duplications d effet de bord Astuce du do while(0) Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

24 Directive #undef Utilisation Supprime une macro existante Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

25 Directive conditionnelles Activer/désactiver du code macros #ifdef, #ifndef, #elif, #else, #endif Utilisation Contrôle de comportement (portabilité) Activation de fonctionnalité (macros prédéfinies) Désactivation de code (commentaire) Protection des entêtes (cf. plus bas) Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

26 Exercice minimum Implémenter un macro minimum qui retourne le minimux de deux entier compare Implémenter une macro compare qui compare deux entiers et Retourne -1 si le premier est plus petit que le second Retourne 0 si ils sont égaux Retourne 1 si le premier est plus grand que le second swap Implémenter une macro swap qui inverse deux left-values de type entier Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

27 Plan 1 Structures 2 Autres types 3 Préprocesseur 4 Bibliothèques Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

28 Bibliothèques Principe Regroupement cohérent de fonctions (principalement) Unité de haut niveau Unité de distribution Unité de versionnement Réification Réifié au niveau du compilateur (option -l) Non réifié au niveau du langage C Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

29 Découpage standard d une bibliothèques Séparation corps et interface L interface est publique et le corps privé Chaque corps est compilable séparément et indépendamment Fichiers Entête (.h) : Information publique destinée en premier au code client, en second au développeur du code client Corps (.c) : Information privée contenant l implémentation principale de la bibliothèques Documentation Destinée au développeur du code client Détermine l imputabilité de la bibliothèque Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

30 Contenu d un ficher d entête Une protection Utiliser des macro pour éviter l inclusion multiple Des dépendances Inclure des.h supplémentaires nécessaire à la validité des déclaration suivantes Des déclarations De types De macros De fonctions De variables globales Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

31 Exercice Libification Faire deux bibliothèques à partir des fonctions géométriques et de la gestion des listes Jean Privat (UQAM) 04 Structures préprocesseur INF7330 Automne / 31

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