Strutture: dichiarazione ed uso

Da Gambas-it.org - Wikipedia.

La Struttura similmente al vettore (Array) aggrega due o più elementi. Però, mentre il vettore aggrega elementi del medesimo tipo (per esempio tutti valori di tipo Integer, o di tipo Byte, etc), la Struttura aggrega solitamente (ma non necessariamente) elementi di tipo diverso.

In Gambas3 la Struttura, analogamente ad un oggetto, può essere considerata una Classe priva di Metodi e di Eventi, che, come nel C, definisce e si riserva una porzione di memoria. Più precisamente la Struttura in Gambas è semplicemente una Classe senza proprietà, metodi ed eventi, ed essendo dichiarabile esclusivamente Pubblica, conseguentemente i suoi membri sono "Pubblici".

La Struttura, variabile strutturata di reminescenza del C, è un tipo derivato che aggrega elementi di tipo diverso. Ci si serve di essa, qualora si abbia necessità di utilizzare un'area riservata di memoria di tipi di dati non omogenei.


Dichiarazione di una Struttura

La Struttura va dichiarata sempre con la parola chiave Public: 

Public Struct Nome_della_Struttura
  nome_membro1 As tipo
  nome_membro2 As tipo
  etc....
End Struct

laddove:

  • Struct è la parola chiave che introduce alla dichiarazione della Struttura;
  • Nome_della_Struttura è l'etichetta che attribuisce un nome alla dichiarazione della Struttura;
  • nome_membro1 e nome_membro2 sono le variabili della Struttura destinate a ricevere ciascuna un valore in base base al proprio tipo di appartenza (Byte, Short, Integer, etc).
  • tipo è il tipo di dati (Byte, Short, Integer, etc.), al quale il membro della Struttura appartiene.

La dichiarazione della Struttura termina sempre con le parole chiave: End Struct .


Esempio astratto

Mostriamo un esempio astratto, nel quale dichiariamo una Struttura con dei membri, che dovranno essere riempiti con dei valori. Tale Struttura avrà un proprio nome e farà da modello alle particolari variabili di tipo Struttura che saranno effettivamente utilizzate per contenere valori.
La Struttura modello avrà il nome: NomeStruttura, mentre la variabile del tipo di quella Struttura la chiameremo: variabileStruttura: 

Public Struct NomeStruttura
' definiamo i membri della Struttura "modello".
' Questa Struttura si riserverà, occupandola, 8 byte di memoria in tutto:
  valore1 As Byte     ' Occupa 1 byte + un altro in questo caso per l'allineamento (byte di indici 0 e 1) 
  valore2 As Short    ' Occupa 2 byte: da quello di indice 2 a quello di indice 3
  valore3 as Integer  ' Occupa 4 byte: da quello di indice 4 a quello di indice 7
End Struct

' Dichiariamo una variabile di tipo Struttura (composta a perfetta immagine della Struttura modello):
Private variabileStruttura As New NomeStruttura


Public Sub Main()
  
' La variabile di tipo "Struttura" può essere dichiarata, ovviamente, anche come variabile "locale" nelle sub-procedure con:
' Dim variabile_struttura As New NomeStruttura
 

' Attribuiamo un valore a ciascun membro della variabile di tipo Struttura:
  variabileStruttura.valore1 = 4
  variabileStruttura.valore2 = 444
  variabileStruttura.valore3 = 44444


' Quindi operiamo con i valori contenuti dalla variabile "variabileStruttura", per esempio li facciamo mostrare in console:
  With variabileStruttura
    Print .valore1
    Print .valore2
    Print .valore3
  End With

End


Dichiarazione e creazione delle variabili di tipo Struttura

La dichiarazione e la creazione di una variabile di tipo Struttura può richiedere l'uso della parola chiave New.

L'uso della parola chiave New in fase di dichiarazione della variabile di tipo Struttura è richiesto, quando vi è l'assegnazione di un dato ad uno o più membri della Struttura.
In tal caso l'inserimento della parola chiave New è richiesto:

  • subito nella routine ove è dichiarata - come locale - la variabile di tipo Struttura, qualora in detta routine avvenga l'assegnazione di un valore ad uno o più membri della Struttura;
Public Struct STRUTTURA
  b As Byte
  s As Short
End Struct


Public Sub Main()

 Dim sr As New STRUTTURA
 
  Prova(sr)
 
  Print sr.b
  
End


Private Function Prova(t as STRUTTURA)
 
  t.b = 99
    
End


Non è invece richiesto nella routine principale, quando alla variabile deve essere assegnata una Struttura quale ritorno di una Funzione, nella quale è stata creata.
Dunque non sarà necessaria la parola-chiave "New" in una routine principale, qualora la variabile del tipo della Struttura, dichiarata e creata in una Funzione o in una Procedura, venga restituita alla routine principale che ha invocato la Funzione o la Procedura.

Esempio: 

Public Struct STRUTTURA
  b As Byte
  s As Short
End Struct


Public Sub Main()

 Dim sr As STRUTTURA     ' Qui non serve la parola-chiave "New", perché la varibile Struttura sarà istanziata nella Funzione chiamata !
 
' La Funzione invocata restituisce una Struttura istanziata nella Funzione medesima:
  sr = Prova(9, 199)
  
  Print sr.b
  Print sr.s
 
End


Private Function Prova(vlb As Byte, vlc As Short) As STRUTTURA   ' La Funzione restituisce la Struttura
 
 Dim tt As New STRUTTURA   ' Crea la variabile del tipo della Struttura dichiarata all'inizio (Struct "STRUTTURA")
  
  tt.b = vlb * 10
  tt.s = vlc * 100
  
  Return tt
  
End


Passaggio di una Struttura a una Funzione

Una variabile di tipo Struttura può senz'altro essere passata (e ritornata) "per Valore" a una Funzione o a una Procedura; ma, poiché tale variabile è in sostanza un Puntatore, contenente l'indirizzo di memoria della Struttura, sarà più opportuno e più adeguato passarla "per Indirizzo" (analogamente a quanto avviene con gli array): [nota 1] 

Public Struct STRUTTURA
  b As Byte
  c As Short
End Struct


Public Sub Main()
 
 Dim sr as New STRUTTURA
 
  sr.b = 10
  sr.c = 100
  
  Funzione(sr)
  
  Print sr.b
  Print sr.c
  
End


Private Function Funzione(sra As STRUTTURA)
 
  sra.b *= 10
  sra.c *= 10
  
End


Strutture contenenti Vettori e Matrici

Le Strutture possono essere costituite da membri di variabili vettoriali (Array) e Matrici.

Esempio: 

Public Struct StrutturaModello
  arB[10] As Byte       ' array monodimensionale definito
  arI As Integer[]      ' array monodimensionale non definito
  mt$[10, 4] As String  ' matrice
End Struct

Private variabileStruttura As New StrutturaModello


Public Sub Form_Open()

 Dim a, m As Byte

  variabileStruttura.arI = New Integer[]

  For a = 0 To 9
    With variabileStruttura
      .arB[a] = a
      .arI.Add(a + a)
        For m = 0 To 3
         .mt$[a, m] = Chr(variabileStruttura.arI[a] + 70)
        Next
   End With
 Next

End


Public Sub Button1_Click()

 Dim a, m As Byte

  For a = 0 To 9
   With variabileStruttura
    Print .arB[a]
    Print .arI[a]
    For m = 0 To 3
      Print .mt$[a, m]
    Next
   End With
 Next

End



Strutture che contengono altre Strutture

Le Strutture possono contenere, come proprio membro, altre Strutture. In tal caso la Struttura principale è chiamata "Struttura innestata", mentre quella richimata nel membro della Struttura principale è chiamata "Struttura innesto". Da tenere presente che è necessario dichiarare e definire la Struttura "innesto", che sarà contenuta nella Struttura principale, prima della dichiarazione della Struttura principale contenente.

Esempio: 

' va dichiarata e definita innanzitutto la Struttura "innesto"
' che sarà contenuta nella Struttura principale:
Public Struct strutturaInnesto
  sb As Byte
  sI As Integer
  s$ As String
End Struct


' ...quindi la Struttura principale "innestata", ossia quella che conterrà la Struttura "innesto".
' In un suo membro verrà dichiarata la variabile di tipo della Struttura "innesto" (che si intende appunto contenere in quella principale):
Public Struct StrutturaPrincipale
  prB As Byte
  prI As Integer
  innestoStru As Struct strutturaInnesto
End Struct

Private struttVariab As New StrutturaPrincipale


Public Sub Form_Open()

 Dim a As Byte

  a = 1

' Assegnamo i valori alle variabili contenute nei membri della variabile Struttura principale:
 With struttVariab
   .prB = 10
   .prI = 1000
   .innestoStru.sb = a
   .innestoStru.sI = struttVariab.prI + a
   .innestoStru.s$ = "prova " & Str(a)
 End With

End


' Andiamo a mostrare i risultati in console:
Public Sub Button1_Click()
 
 With struttVariab
   Print .prB
   Print .prI
   Print .innestoStru.sb
   Print .innestoStru.sI
   Print .innestoStru.s$
 End With

End

Il risultato in console sarà:
10
1000
1
1001
prova 1



Variabili array di tipo "Struttura"

E' infine possibile realizzare variabili array di tipo "Struttura".

La dichiarazione di variabili vettoriali di tipo Struttura può avvenire:
- mediante la parola Struct. Tale dichiarazione è Statica;
- mediante la parola New. Tale dichiarazione è Dinamica.


Vettori di tipo Struttura con numero di elementi definito

Possiamo dichiarare e creare variabili array di tipo Struttura con numero di elementi definito.

1° esempio

Public Struct strutturaModello
  prB As Byte
  prI As Integer
End Struct

' Dichiariamo la variabile della Struttura come array con numero di elementi definito.
' In questo tipo di esempio sarà necessario inserire dopo "As" la parola "Struct":
Private strutturaVariabile[10] As Struct StrutturaModello


Public Sub Form_Open()

 Dim a As Byte

' Assegnamo i valori agli elementi della variabile array di tipo Struttura:
 For a = 0 To 9
   With strutturaVariabile[a]
     .prB = a
     .prI = 1000 + a
   End With
 Next

End


' Andiamo a mostrare i risultati in console:
Public Sub Button1_Click()

 Dim a As Byte

For a = 0 To 9
 With strutturaVariabile[a]
   Print .prB
   Print .prI
 End With
Next

End

2° esempio

Public Struct strutturaModello
  prB As Byte
  prI As Integer
End Struct

' Dichiariamo la variabile della Struttura come array con numero di elementi definito.
' In questo caso sarà necessario inserire dopo "As" la parola "New":
Private strutturaVariabile As New StrutturaModello[10]


Public Sub Form_Open()

Dim a As Byte

' Assegnamo i valori agli elementi della variabile array di tipo Struttura:
  For a = 0 To 9

    With strutturaVariabile[a] = New StrutturaModello
      .prB = a
      .prI = 1000 + a
    End With

  Next

End


' Andiamo a mostrare i risultati in console:
Public Sub Button1_Click()

 Dim a As Byte

 For a = 0 To 9
   With strutturaVariabile[a]
     Print .prB
     Print .prI
   End With
 Next

End


Variazione successiva del numero degli elementi già definito

E' possibile variare successivamente, anche in modo ricorsivo, il numero degli elementi di una variabile vettoriale (array) di tipo Struttura, purché il numero dei suoi elementi, preliminarmente dichiarati, sia maggiore di zero.

Nell'esempio che segue dichiariamo una variabile array di tipo Struttura con numero di elementi uguale a 3. Successivamente varieremo più volte detto numero portandolo complessivamente a 6: 

Public Struct esempio
  b As Byte
  i As Integer
End Struct

' Viene dichiarata una variabile vettoriale (array) del tipo della "Struttura" denominata "Esempio",
' e contestualmente viene impostato ad esempio a 3 il numero iniziale degli elementi che si provvederà a variare successivamente:
Private eV As New Esempio[3]


Public Sub Form_Open()

 Dim j, k As Byte

' Il ciclo imposta volta per volta,  incrementandolo, il valore del numero degli elementi
' della variabile vettoriale di tipo "Struttura":
  For k = 4 To 6

    eV = New Esempio[k]

  Next

  For j = 0 To eV.Max
' Viene creata, quindi, la nuova variabile,
' e vengono assegnati dei valori ai suoi membri:
      With eV[j] = New Esempio
        .b = j
        .i = j + 1
      End With
 
  Next
 
' Si verifica il numero complessivo finale
' degli elementi della variabile vettoriale:
  Print "eV.Count = "; eV.Count
 
End


Public Sub Button1_Click()

 Dim j As Byte

' Si verifica quindi il valori contenuti dai membri di ciascuna variabile creata:
 For j = 0 To eV.Max

   With eV[j]
     Print "b = "; .b
     Print "i = "; .i
   End With
 
 Next

End


Aggiungere dinamicamente ulteriori elementi ad un vettore di tipo Struttura dichiarato con la parola chiave New avente dimensione prestabilita

Ad una variabile vettoriale di tipo Struttura, dichiarato con la parola chiave New ed avente un numero di elementi prestabilito, è possibile aggiungere dinamicamente ulteriori elementi con le modalità consuete.

Mostriamo un semplice esempio: 

Public Struct strutturaModello
  prB As Byte
  prI As Integer
End Struct


Public Sub Main()

 Dim b As Byte
 Dim strutturaVariabile As New StrutturaModello[10]
 Dim sv As New StrutturaModello

  Print strutturaVariabile.Count
  Print
 
' Aggiungiamo 5 elementi al vettore di tipo "Struttura":
  For b = 1 To 5
    strutturaVariabile.Add(sv)
' Mostriamo la corrente quantità di elementi posseduta dal vettore:
    Print strutturaVariabile.Count
  Next
 
End


Vettori con numero di elementi indefinito

E' possibile creare una variabile array di tipo Struttura avente numero di elementi non predefinito. Si potranno quindi aggiungere gli elementi alla variabile vettore ogni qual volta le si attribuisce una semplice variabile di tipo Struttura.

Poiché, come si è avuto modo già di precisare, la dichiarazione di un vettore di tipo Struttura mediante la parola New conferisce dinamicità alla variabile vettoriale medesima, si farà uso di tale parola per consentire l'incremento degli elementi della variabile vettoriale di tipo Struttura.

Esempio: 

Public Struct strutturaModello
  prB As Byte
  prI As Integer
End Struct

' Dichiariamo la variabile della Struttura come array con numero di elementi indefinito.
' In questo caso sarà necessario inserire dopo "As" la parola "New":
Private prima As New StrutturaModello[]


Public Sub Form_Open()

  Dim a As Byte

' Dichiariamo un'altra variabile del tipo della Struttura modello:
  Dim seconda As StrutturaModello

' Assegnamo i valori agli elementi della variabile normale di tipo Struttura:
  For a = 0 To 9

' Va prevista ovviamente la creazione di ogni variabile di tipo Struttura:
    seconda = New StrutturaModello

    With seconda
     .prB = a
     .prI = 1000 + a
    End With

' La variabile Struttura array vuole una variabile Struttura (non array) del tipo "StrutturaModello":
    prima.Add(seconda)

  Next

End


' Andiamo a mostrare i risultati in console:
Public Sub Button1_Click()

 Dim a As Byte

 For a = 0 To 9
   With prima[a]
     Print .prB
     Print .prI
   End With
  Next

End


Impostazione successiva del numero di elementi di un Vettore con numero di elementi indefinito

E' possibile impostare successivamente il numero di elementi di una variabile vettoriale dichiarata priva di un numero definito di elementi.

Nell'esempio che segue dichiariamo una variabile array di tipo Struttura senza definire preventivamente il numero dei suoi elementi. Esso verrà impostato solo successivamente portandolo complessivamente a 6: 

Public Struct esempio
  b As Byte
  i As Integer
End Struct

' Viene dichiarata una variabile vettoriale (array) del tipo della "Struttura" denominata "Esempio" senza definizione del numero dei suoi elementi:
Private eV As Esempio[]


Public Sub Form_Open()

 Dim j, k As Byte

' Il ciclo imposta volta per volta, incrementadolo sino al valore stabilito, il numero degli elementi della variabile vettoriale di tipo "Struttura":
  For k = 1 To 6

' Viene variato il numero degli elementi della variabile vettoriale del tipo della Struttura denominata "esempio":
    eV = New Esempio[k]

  Next

  For j = 0 To eV.Max
' Viene creata, quindi, la nuova variabile, e vengono assegnati dei valori ai suoi membri:
      With eV[j] = New Esempio
        .b = j
        .i = j + 1
      End With
 
  Next
 
' Si verifica il numero complessivo finale degli elementi della variabile vettoriale:
  Print "eV.Count = "; eV.Count
 
End


Public Sub Button1_Click()

 Dim j As Byte

' Si verifica quindi il valori contenuti dai membri di ciascuna variabile creata:
 For j = 0 To eV.Max

   With eV[j]
     Print "b = "; .b
     Print "i = "; .i
   End With
 
 Next

End



Strutture che contengono variabili vettoriali di tipo Struttura

Le Strutture possono contenere membri rappresentati da variabili vettoriali (array), o anche matrici, di tipo Struttura. Gli elementi di tali variabili vettoriali, o matrici, possono essere sia definiti che indefiniti, e dunque in quest'ultimo caso incrementabili nelle modalità viste nel paragrafo precedente.
In ogni caso la sintassi seguirà le forme viste in precedenza.


Variabile vettoriale di tipo Struttura con numero di elementi definito

Nel caso in cui la Struttura contenga uno o più membri rappresentati da variabili vettoriali di tipo Struttura con numero di elementi definito, si procederà nel seguente modo: 

Public Struct Struttura_Secondaria
  a As Byte
  b As Integer
End Struct
 

' Quindi la "Struttura" sarà rappresentata all'interno della Struttura principale
' dalla sua relativa variabile vettoriale, denominata "str_sec", usando le parole "As Struct":
Public Struct Struttura_Principale
  primo_membro As Integer
  secondo_membro As Integer
' Dichiariamo mediante la parola "Struct" la variabile vettoriale di tipo della Struttura denominata "Struttura_Secondaria":
  str_sec[n] As Struct Struttura_Secondaria
End Struct


Esempio pratico

Public Struct Struttura_Secondaria
  a As Byte
  b As Integer
End Struct


Public Struct Struttura_Principale
  primo_membro As Integer
  secondo_membro As Integer
  str_sec[3] As Struct Struttura_Secondaria
End Struct


Public Sub Main()

 Dim sp As New Struttura_Principale


  sp.str_sec[0].a = 9
  sp.str_sec[1].a = 10
   
  
  Print sp.str_sec[0].a
  Print sp.str_sec[1].a

End


Variabile vettoriale di tipo Struttura con numero di elementi indefinito

Nel caso in cui la Struttura contenga uno o più membri rappresentati da variabili vettoriali di tipo Struttura con numero di elementi non definito, si procederà nel seguente modo: 

Public Struct Struttura_Secondaria
  a As Byte
  b As Integer
End Struct


' Quindi la "Struttura" sarà rappresentata all'interno della Struttura principale dalla sua relativa variabile vettoriale, denominata "str_sec":
Public Struct Struttura_Principale
  primo_membro As Integer
  secondo_membro As Integer
' Dichiariamo la variabile vettoriale di tipo della Struttura denominata "Struttura_Secondaria[]":
  str_sec As Struttura_Secondaria[]
End Struct


Esempio pratico

Public Struct Struttura_Secondaria
  a As Byte
  b As Integer
End Struct


Public Struct Struttura_Principale
  primo_membro As Integer
  secondo_membro As Integer
  str_sec As Struttura_Secondaria[]
End Struct


Public Sub Main()

 Dim sp As New Struttura_Principale
 Dim s1, s2, s3 As New Struttura_Secondaria

  s1.a = 99
  s2.a = 100
  s3.a = 101


  sp.str_sec = New Struttura_Secondaria[]

  sp.str_sec.Add(s1)
  sp.str_sec.Add(s2)
  sp.str_sec.Add(s3)

  Print sp.str_sec[0].a
  Print sp.str_sec[1].a
  Print sp.str_sec[2].a

End



Note

[1] E' appena il caso di ricordare che il passaggio di valori "per Indirizzo" a una sotto-procedura/funzione, non crea una copia dell'Oggetto, o comunque del tipo, passato, come avviene invece nel passaggio "per Valore", ove si va ad occupare un'altra area di memoria (per generare la copia) di dimensioni pari a quella occupata dall'Oggetto (o dal tipo di valore) passato.
Va da sé che con il passaggio "per Valore", avendo due copie uguali, avremo due indirizzi di memoria che si riferiscono ovviamente a due aree di memoria riservate automaticamente di uguale dimensione, ...e quindi un consumo doppio delle risorse (ossia della memoria necessaria per il passaggio dei dati).
Il passaggio "per Indirizzo" fa in modo che la modifica avvenga direttamente all'indirizzo di memoria dell'Oggetto (o del tipo di valore) passato evitando così la creazione di una copia e l'occupazione di altra memoria per il medesimo dato da passare.

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