Rheinwerk Computing :: C von A bis Z – 15.7 Strukturen in Strukturen (Nested Structures)

15.7 Strukturen in Strukturen (Nested Structures)

Neben der Kombination von Arrays und Strukturen können auch Strukturen innerhalb von Strukturen verwendet werden. Ein einfaches Beispiel sind Uhrzeit und Datum:

struct uhrzeit {
   unsigned int stunde;
   unsigned int minute;
   unsigned int sekunde;
};

struct datum {
   unsigned int tag;
   unsigned int monat;
   int jahr;
};

struct termin {
   struct datum d;
   struct uhrzeit z;
} t;

Anhand von Abbildung 15.5 lässt sich deutlich erkennen, was »Strukturen in Strukturen« bedeutet. Es wird dabei auch von Nested Structures gesprochen.

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Abbildung 15.5 Strukturen in Strukturen

Der Zugriff auf die einzelnen Strukturen ist ein wenig aufwendiger. Hier sehen Sie ein Programmbeispiel, wie auf die einzelnen Elemente und die gesamte Struktur zugegriffen werden kann:

/* nested_struct1.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct uhrzeit {
   unsigned int stunde;
   unsigned int minute;

   unsigned int sekunde;
};

struct datum {
   unsigned int tag;
   unsigned int monat;
   int jahr;
};

struct termin {
   struct datum d;
   struct uhrzeit z;
} t;

int main(void) {
   /* Termin am 19.12.2004 um 20:15 Uhr */
   struct termin t = { {19, 12, 2004}, {20, 15, 0} };

   printf("Termin am ");
   printf("%u.%u.%d um ", t.d.tag, t.d.monat, t.d.jahr);
   printf("%u.%u.%u0 Uhr \n\n",
      t.z.stunde, t.z.minute, t.z.sekunde);

   printf("Neuen Termin eingeben !!\n\n");
   printf("Tag.............: ");
   scanf("%u",&t.d.tag);
   printf("Monat...........: ");
   scanf("%u",&t.d.monat);
   printf("Jahr............: ");
   scanf("%d",&t.d.jahr);
   printf("\n");
   printf("Stunde..........: ");
   scanf("%u",&t.z.stunde);
   printf("Minuten.........: ");
   scanf("%u",&t.z.minute);
   printf("Sekunden........: ");
   scanf("%u",&t.z.sekunde);
   printf("\n");
   printf("Neuer Termin am ");
   printf("%02u.%02u.%04d um ",t.d.tag, t.d.monat, t.d.jahr);
   printf("%02u.%02u.%02u Uhr \n",
      t.z.stunde, t.z.minute, t.z.sekunde);
   return EXIT_SUCCESS;
}

Dieser geringe Mehraufwand stellt eher eine Erleichterung dar. Zuerst werden in diesem Programm zur Demonstration die Werte direkt übergeben:

struct termin t = {{19,12,2004},{20,15,0}};
/* struct termin t = {{struct datum}{struct uhrzeit}} */

Danach werden die Werte über die Tastatur eingelesen, z. B. die Minuten:

scanf("%u", &t.z.minute);

Das Listing wird kaum jemanden überfordern. Daher soll das Programm zur Adressverwaltung mit dem eben gezeigten Programm verbunden werden. Damit hätte die Struktur termin folgendes Aussehen:

struct termin {
   struct datum d;
   struct uhrzeit z;
   struct adressen a;
} t[20];

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Abbildung 15.6 Eine weitere Struktur wurde zur Struktur hinzugefügt.

So können Sie 20 Termine mit Datum, Uhrzeit und der Adresse verwalten. Hier folgt das vollständige Listing:

/* nested_struct2.c */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX 30

/* Zähler Termine */
static int dates = 0;
/* Zähler Adressen */
static int nr = 0;

struct uhrzeit {
                 unsigned int stunde;
                 unsigned int minute;
                 unsigned int sekunde;
               };

struct datum {
   unsigned int tag;
   unsigned int monat;
   int jahr;
};

struct adressen {
   char vname[MAX];
   char nname[MAX];
   long PLZ;
   char ort[MAX];
   int geburtsjahr;
} xyz[100];

struct termin {
   struct datum d;
   struct uhrzeit z;
   struct adressen a;
} t[20];

/* Funktionsprototypen */
void newdate(struct termin *);
int suche(char *);
void listdate(struct termin *,int);
void replacedate(struct termin *,int);
void sortdate(struct termin *,int);
void Eingabe(struct adressen *);
void Ausgabe(struct adressen *);
void Sortadress(struct adressen *);

void newdate(struct termin *t) {
   int auswahl,ret;
   char such_name[MAX];

   printf("Tag.......: ");
   scanf("%u",&t[dates].d.tag);
   printf("Monat.....: ");
   scanf("%u",&t[dates].d.monat);
   printf("Jahr......: ");
   scanf("%d",&t[dates].d.jahr);
   printf("---------------------\n");
   printf("Stunde....: ");
   scanf("%u",&t[dates].z.stunde);
   printf("Minute(n).: ");
   scanf("%u",&t[dates].z.minute);
   printf("---------------------\n");

   printf("\nTermin mit :\n -1- Neuer Adresse\n");
   printf(" -2- Vorhandener Adresse\n");
   printf("Ihre Auswahl : ");
   do {
      scanf("%d",&auswahl);
   } while(getchar()!= '\n');

   if(auswahl == 1) {
      printf("Vorname.....: ");
      fgets(t[dates].a.vname, MAX, stdin);
      printf("Nachname....: ");
      fgets(t[dates].a.nname, MAX, stdin);
      printf("Postleitzahl: ");
      do {
         scanf("%ld",&t[dates].a.PLZ);
      } while(getchar()!= '\n');
      printf("ORT.........: ");
      fgets(t[dates].a.ort, MAX, stdin);
      printf("Geburtsjahr..: ");
      do {
         scanf("%d",&t[dates].a.geburtsjahr);
      } while(getchar()!= '\n');

      /* Neue Adresse kommt auch zum neuen Adresssatz. */
      strcpy(xyz[nr].vname, strtok(t[dates].a.vname, "\n"));
      strcpy(xyz[nr].nname, strtok(t[dates].a.nname, "\n"));
      xyz[nr].PLZ = t[dates].a.PLZ;
      strcpy(xyz[nr].ort, t[dates].a.ort);
      xyz[nr].geburtsjahr=t[dates].a.geburtsjahr;
      dates++;
      nr++;
   }
   else {
      printf("Bitte geben Sie den Nachnamen ein : ");
      fgets(such_name, MAX, stdin);
      ret = suche(strtok(such_name,"\n"));
      if( ret == -1 ) {
         printf("Kein Eintrag vorhanden : %s ???", such_name);
         return;
      }
      strcpy(t[dates].a.vname,xyz[ret].vname);
      strcpy(t[dates].a.nname,xyz[ret].nname);
      t[dates].a.PLZ=xyz[ret].PLZ;
      strcpy(t[dates].a.ort,xyz[ret].ort);
      t[dates].a.geburtsjahr=xyz[ret].geburtsjahr;
      dates++;
   }
}

int suche(char *suchname) {
   int pos, found = 0;

   for(pos = 0; pos <= nr; pos++) {
      if(strcmp(xyz[pos].nname,suchname) == 0) {
         found = 1;
         break;
      }
   }
   if(found)
      return pos;
   else
      return -1;
}

void listdate(struct termin *list, int dates) {
   int i;

   for(i = 0; i < dates; i++) {
      printf("Nr. %d: ", i+1);
      printf("Termin am %02u.%02u.%04d ",
         list[i].d.tag, list[i].d.monat, list[i].d.jahr);
      printf("um %02u.%02u Uhr\n",
         list[i].z.stunde, list[i].z.minute);
      printf("mit %s %s\n\n", list[i].a.vname, list[i].a.nname);
      }
}

void replacedate(struct termin *aendern, int nt) {
    if(nt <= dates && nt < 20) {
        printf("Bitte neue Terminzeit eingeben!!\n");
        printf("Tag..........: ");
        scanf("%u",&aendern[nt].d.tag);
        printf("Monat........: ");
        scanf("%u",&aendern[nt].d.monat);
        printf("Jahr.........: ");
        scanf("%d",&aendern[nt].d.jahr);
        printf("------------------------\n");
        printf("Stunden......: ");
        scanf("%u",&aendern[nt].z.stunde);
        printf("Minuten......: ");
        scanf("%u",&aendern[nt].z.minute);
      }
    else
       printf("Falsche Eingabe : %d\n", nt);

}

void sortdate(struct termin *sort, int dates) {
   struct termin *temp;
   int i,j;

   temp = malloc(sizeof(struct termin *));
   if(NULL == temp) {
      printf("Konnte keinen Speicher reservieren ...\n");
      return;
   }
   for(i = 0; i < dates; i++) {
      for(j = i + 1; j < dates; j++) {
         if(sort[i].d.jahr > sort[j].d.jahr) {
            *temp=sort[j];
            sort[j]=sort[i];
            sort[i]=*temp;
         }
      }
   }
   printf("... sortiert!!\n");
}

void Eingabe(struct adressen *neu) {
   unsigned int size;

   printf("Vorname : ");
   fgets(neu[nr].vname, MAX, stdin);
   /* newline-Zeichen entfernen */
   size = strlen(neu[nr].vname);
   neu[nr].vname[size-1] = '\0';

   printf("Nachname : ");
   fgets(neu[nr].nname, MAX, stdin);
   /* newline-Zeichen entfernen */
   size = strlen(neu[nr].nname);
   neu[nr].nname[size-1] = '\0';

   printf("Postleitzahl: ");
   do {
      scanf("%ld",&neu[nr].PLZ);
   } while(getchar()!= '\n');
   printf("Wohnort : ");
   fgets(neu[nr].ort, MAX, stdin);
   printf("Geburtsjahr : ");
   do {
      scanf("%d",&neu[nr].geburtsjahr);
   } while(getchar()!= '\n');
   nr++;
}

void Ausgabe(struct adressen *all) {
   int i;

   for(i = 0; i < nr; i++) {
      printf("Vorname.........:%s\n", all[i].vname);
      printf("Nachname........:%s\n", all[i].nname);
      printf("Postleitzahl....:%ld\n", all[i].PLZ);
      printf("Ort.............:%s", all[i].ort);
      printf("Geburtsjahr.....:%d\n\n", all[i].geburtsjahr);
      if( (!(i%2)) && i!=0) {
         // fflush(stdin);
         printf("\n\tWeiter mit <Enter>\n\n");
         getchar();
      }
   }
}

void Sortadress(struct adressen *sort) {
   struct adressen *temp;
   int i,j;

   temp = malloc(sizeof(struct adressen *));
   if(NULL == temp) {
      printf("Konnte keinen Speicher reservieren ...\n");
      return;
   }
   for(i = 0; i < nr; i++) {
      for(j = i + 1; j < nr; j++) {
         if(strcmp(sort[i].nname, sort[j].nname)>0) {
            *temp=sort[j];
            sort[j]=sort[i];
            sort[i]=*temp;
         }
      }
   }
   printf("... sortiert!!\n");
}

int main(void) {
   int eingabe,aendern;

   do {
      printf("\tTerminverwaltung\n");
      printf("\t----------------\n\n");
      printf("\t-1- Neuer Termin\n");
      printf("\t-2- Termine auflisten\n");
      printf("\t-3- Termin ändern\n");
      printf("\t-4- Termine sortieren\n");
      printf("\t-5- Neue Adresse eingeben\n");
      printf("\t-6- Adressen ausgeben\n");
      printf("\t-7- Adressen sortieren\n");
      printf("\t-8- Programm beenden\n");
      printf("\n\tIhre Auswahl : ");
      scanf("%d",&eingabe);
      /* fflush(stdin); */
      getchar();
      switch(eingabe) {
         case 1  : newdate(t);            break;
         case 2  : listdate(t,dates);     break;
         case 3  : listdate(t,dates);
                  printf("Welchen Termin ändern(Nr.?):");
                  scanf("%d",&aendern);
                  replacedate(t,--aendern);
                  break;
         case 4  : sortdate(t,dates);     break;
         case 5  : Eingabe(xyz);          break;
         case 6  : Ausgabe(xyz);          break;
         case 7  : Sortadress(xyz);       break;
         default : break;
      }
   } while(eingabe < 8);
   printf("Bye\n");
   return EXIT_SUCCESS;
}

Eine kurze Erklärung: Bei der ersten Funktion newdate() wird zuerst der neue Termin eingegeben. Anschließend wird erfragt, ob ein neuer Adresseintrag für den Termin vorgenommen werden soll oder ob ein bereits vorhandener Adresssatz verwendet wird. Die nächste Funktion listdate() listet die Termine auf. Mit der Funktion replacedate() kann ein Termin verschoben werden. Die Funktion sortdate() wurde ebenfalls schon ähnlich verwendet. Hier wurde nur nach Jahresdatum sortiert. Als Übung können Sie dies ja bis auf die Minute genau umschreiben. Der Rest des Programms wurde zum Teil schon bei der Adressverwaltung erklärt. Die Suchfunktion wurde dabei verändert. Diese sucht jetzt nach einem ganzen Nachnamen, nicht mehr nur nach dem Anfangsbuchstaben. Dem Programm fehlen noch eine Menge Fehlerüberprüfungen bei der Eingabe. Auf diese wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit jedoch verzichtet (Sie können sie zur Übung ja selbst schreiben).

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Abbildung 15.7 Das Terminverwaltungsprogramm während der Ausführung

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