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Estruturas de dados

Quando falamos em Estruturas de Dados estamos nos referindo a maneiras de estruturar e organizar dados do nosso programa, ou seja, organizar como a memória deve ser alocada para aquele dado ou conjunto de dados, e como código irá descrever essa estrutura.

Estrutura de dados

Uma estrutura de dados é um conjunto de dados agrupados em um único nome, onde cada elemento da estrutura é conhecido como membro, podendo os membros serem de tipos e tamanho diferentes. No C/C++ para declararmos uma estrutura usamos a seguinte sintaxe:

struct type_name {
    member_type1 member_name1;
    member_type2 member_name2;
    member_type3 member_name3;
    .
    .
} object_names;

Onde type_name é o nome da estrutura, e member_typeN e member_nameN são respectivamente o tipo e nome dos membros da estrutura, object_names é um comando facultativo que permite já pré instanciar alguns objetos da estrutura no momento de declaração da estrutura. Nos dois exemplos abaixo veremos duas formas de declarar e instanciar uma estrutura e seus objetos.

• Exemplo 1 :

struct product {
  int weight;
  double price;
} ;

product apple;
product banana, melon;

• Exemplo 2 :

struct product {
  int weight;
  double price;
} apple, banana, melon;

Ambos os casos são equivalentes e descrevem a declaração e instância de uma estrutura de dados como podem ver, o uso de cada caso vai variar com o que se está estruturando, quando e em qual escopo deseja instanciar o objeto.

Para acessar, atribuir e modificar o valor de um membro de um elemento de uma estrutura é usado o operador ".".

Usando a estrutura do exemplo acima vamos atribuir um valor ao membro weight do elemento banana para então podermos printar.

banana.weight = 1;
std::cout << banana.weight;

Também podemos armazenar o valor do membro numa variável, desde que o membro da estrutura e a variável sejam do mesmo tipo,

int pesoBanana = banana.weight;

Como vimos não há diferença entre os membros de uma estrutura e uma variável, pois em termos práticos são a mesma coisa, outro fato importante é que estruturas também são tipos, e com isso quando instancia um objeto de cada estrutura estamos instanciando uma variável, ou seja reservando um espaço da memória de tamanho equivalente ao determinado pela estrutura para atribuir um valor.

Estruturas e ponteiros

Como qualquer outro tipo de dados, o endereço de memória de uma estrutura podem ser apontado usando seu próprio tipo de ponteiro,

struct movies_t {
  std::string title;
  int year;
};

movies_t amovie;
movies_t * pmovie;

pmovie = &amovie;

Como podemos ver os operadores padrões do ponteiro irá funcionar bem, e o ponteiro irá apontar para o lugar da memória onde está armazenado o objeto da estrutura, outro operador importante para lidar com ponteiro e estruturas é o operador ->, que serve para acessar o membro de um objeto a partir do seu endereço.

As seguintes linhas de comando são equivalente,

movie->title

e

(*pmovie).title

Mas é importante se lembrar e não confundir com,

*pmovie.title

que é equivalente a um hipotético ponteiro title, que no caso não existe dentro da estrutura,

*(pmovie.title)

Estruturas entrelaçadas

Como uma estrutura é uma forma de declarar um tipo é importante deixar claro que é possível inclusive ter como membros de uma estrutura elementos de outras estruturas, criando assim estruturas entrelaçadas.

struct movies_t {
  string title;
  int year;
};

struct friends_t {
  string name;
  string email;
  movies_t favorite_movie;
} charlie, maria;

friends_t * pfriends = &charlie;

Algo interessante é que embora uma estrutura não possa ter como elemento um membro do mesmo tipo da estrutura ainda é possível ter como membro um ponteiro para o mesmo tipo da estrutura, como no exemplo a seguir:

struct linkedInt
{
    int N;
    linkedInt *front;
    linkedInt *back;    
};

    linkedInt N1;
    linkedInt N2;
    linkedInt N3;

    N2.back = &N3;
    N1.front = &N2;
    N2.back = &N1;
    N2.front = &N3;
    N3.back = &N2;
    N3.front = &N1;