Struct va union

1. struct nima va qanday ishlatiladi?

Nazariy ma'lumot:

struct (structure) — bu bir nechta o'zgaruvchilarni bitta guruhga birlashtirish imkonini beruvchi ma'lumotlar tuzilmasi. struct bizga har xil turdagi o'zgaruvchilarni birgalikda ishlatish uchun qulay imkoniyat yaratadi. Masalan, odamning ismi, yoshi va bo'yi kabi turli xildagi o'zgaruvchilarni bitta tuzilma (structure) orqali birlashtirishimiz mumkin.

struct asosan ma'lumotlarni tartibli ko'rinishda saqlashda foydalaniladi. Bu ma'lumotlar guruhini toza va aniq ko'rinishda tutishga yordam beradi. C dasturlash tilida struct quyidagi ko'rinishda e'lon qilinadi:

struct Odam {
    char ism[50];
    int yosh;
    float boi;
};

Yuqoridagi misolda biz bir odam haqida ma'lumotlarni saqlash uchun struct Odam nomli tuzilmani yaratdik. Ushbu struct ichida ism (char ism[50]), yosh (int yosh) va bo'yi (float boi) kabi maydonlar mavjud.

Amaliy misol:

Endi, struct'ni qanday ishlatishni amaliy misol orqali ko'rib chiqamiz:

#include <stdio.h>

// Struct yaratish
// Bu huddi json fayil kabi dek ishlaydi.Ummuman olgan Hadvaldek ko'rinish desak ham buladi.
struct Odam {
    char ism[50];
    int yosh;
    float boi;
};

int main() {
    // Struct o'zgaruvchisini yaratish va uni to'ldirish
    struct Odam odam1;

    // Odamning malumotlarini kiritish
    printf("Odamning ismi: ");
    scanf("%s", odam1.ism);

    printf("Odamning yoshi: ");
    scanf("%d", &odam1.yosh);

    printf("Odamning bo'yi: ");
    scanf("%f", &odam1.boi);

    // Odamning malumotlarini chiqarish
    printf("\nOdam haqida malumotlar:\n");
    printf("Ism: %s\n", odam1.ism);
    printf("Yosh: %d\n", odam1.yosh);
    printf("Bo'yi: %.2f\n", odam1.boi);

    return 0;
}

Kodning tahlili:

• struct Odam: Bu tuzilma char ism[50], int yosh, va float boi o'zgaruvchilarini bir guruhga birlashtiradi.

• odam1: Odam turidagi o'zgaruvchi yaratiladi.

• scanf: Kiritilgan qiymatlar odam1 structining maydonlariga joylashtiriladi.

• printf: Struct maydonlari ekranga chiqariladi.

2. union nima va qanday ishlatiladi ?

Nazariy ma'lumot:

union — bir necha o'zgaruvchilarni bitta joyda, bir vaqtning o'zida faqat bitta qiymat saqlanishi mumkin bo'lgan tuzilma. Ya'ni, union da barcha maydonlar bitta xotira manzili bo'lib, ulardan faqat birida qiymat saqlanishi mumkin. Har bir maydon bir xil joyda saqlanganligi uchun, u eng katta o'zgaruvchining hajmiga teng bo'ladi.

Masalan, agar union ichida int, float va char[20] tursa, u holda union xotirasi bu uchta o'zgaruvchidan kattaroq bo'lganini oladi, lekin faqat bittasida qiymat saqlanadi.

Unionning struktura bilan farqi shundaki, struct'lar bir nechta maydonlarni bir vaqtda ishlatishi mumkin, union esa bir vaqtning o'zida faqat bitta maydonni ishlatadi.

union Data {
    int i;
    float f;
    char str[20];
};

Yuqoridagi misolda Data nomli union bir vaqtning o'zida yoki int i, yoki float f, yoki char str[20] maydonlaridan faqat birini saqlashi mumkin.

Amaliy misol:

#include <stdio.h>

// Union yaratish
union Data {
    int i;
    float f;
    char str[20];
};

int main() {
    union Data data;

    // Unionga qiymat berish va chiqarish
    data.i = 10;
    printf("data.i: %d\n", data.i);

    data.f = 220.5;
    printf("data.f: %.1f\n", data.f);

    // str o'zgaruvchisiga qiymat berish
    strcpy(data.str, "Salom");
    printf("data.str: %s\n", data.str);

    return 0;
}

Kodning tahlili:

• union Data: Bu union ichida int i, float f, va char str[20] o'zgaruvchilar bir joyda saqlanadi.

• data.i = 10: Bu qiymat i maydoniga yuklanadi, ammo keyinroq f yoki str maydoniga yangi qiymat berilsa, avvalgi qiymat yo'qoladi.

3. struct va union o'rtasidagi farqlar:

	Struct	Union
Xotira	Har bir maydon uchun alohida xotira ajratadi.	Barcha maydonlar uchun bitta xotira ajratiladi.
Saqlash	Barcha maydonlar bir vaqtda ishlatilishi mumkin.	Bir vaqtning o'zida faqat bitta maydon ishlatiladi.
Xotira hajmi	Har bir maydonning xotira hajmi umumiy yig'indisi hisoblanadi.	Eng katta maydonning hajmi bilan belgilanadi.
Qo'llanish	Ko'p turdagi ma'lumotlarni bir joyda saqlash va ularni parallel ishlatishda.	Xotira tejash kerak bo'lgan hollarda, bir nechta qiymat ishlatishda.

---

4. GCC orqali struct va union bilan ishlash:

GCC kompilyatori orqali struct va union bilan ishlash odatiy C dasturlashida bo'lgani kabi oddiy. Kompilyatsiya uchun quyidagi buyruqdan foydalanishingiz mumkin:

gcc struct_union.c -o struct_union
./struct_union

Bu erda struct_union.c faylda yozgan kodimiz bo'lib, kompilyator uni struct_union nomli bajariladigan faylga aylantiradi. Keyin esa bu faylni ishga tushirib, struct va union misollarini ko'rish mumkin.

Keling, struktura (struct) va uniya (union) farqlarini kod misollari bilan birgalikda tushuntirib chiqamiz.

1. Struct va Unionning asosiy farqlari:

• Xotira:

  • Struct: Har bir maydon uchun alohida xotira ajratiladi.

  • Union: Barcha maydonlar uchun bitta xotira ajratiladi.

• Xotira hajmi:

  • Struct: Har bir maydonning hajmi qo‘shiladi.

  • Union: Eng katta maydonning hajmi ajratiladi.

• Saqlash:

  • Struct: Bir vaqtning o‘zida bir nechta maydon saqlanishi mumkin.

  • Union: Bir vaqtning o‘zida faqat bitta maydon saqlanishi mumkin.

2. Struct va Union kod misollari:

Struct misoli:

#include <stdio.h>

// Struct yaratish
struct Odam {
    char ism[50];
    int yosh;
    float boi;
};

int main() {
    struct Odam odam1;

    // Struct qiymatlarni kiritish
    printf("Odamning ismi: ");
    scanf("%s", odam1.ism);

    printf("Odamning yoshi: ");
    scanf("%d", &odam1.yosh);

    printf("Odamning bo'yi: ");
    scanf("%f", &odam1.boi);

    // Struct qiymatlarni chiqarish
    printf("\nOdam haqida ma'lumot:\n");
    printf("Ism: %s\n", odam1.ism);
    printf("Yosh: %d\n", odam1.yosh);
    printf("Bo'yi: %.2f\n", odam1.boi);

    return 0;
}

Qatorlarning tahlili:

• struct Odam: Bu tuzilma orqali odamning ism, yosh va bo'yi kabi ma'lumotlari bir joyda saqlanadi.

• scanf: Foydalanuvchidan qiymatlarni kiritadi va structdagi maydonlarga joylaydi.

• printf: Struct maydonlari ekranga chiqariladi.

Union misoli:

#include <stdio.h>
#include <string.h>

// Union yaratish
union Data {
    int i;
    float f;
    char str[20];
};

int main() {
    union Data data;

    // Unionga qiymat berish va chiqarish
    data.i = 10;
    printf("data.i: %d\n", data.i);

    data.f = 220.5;
    printf("data.f: %.1f\n", data.f);

    strcpy(data.str, "Salom");
    printf("data.str: %s\n", data.str);

    return 0;
}

Qatorlarning tahlili:

• union Data: Union orqali bir vaqtning o‘zida faqat bitta qiymat saqlanadi.

• data.i, data.f, data.str: Ularning har biri bir vaqtning o‘zida faqat bir qiymatni saqlaydi, shuning uchun avvalgi qiymatlar o‘chadi.

3. Struct va Union farqlari bilan umumiy xulosa:

	Struct	Union
Xotira ajratilishi	Har bir maydon uchun alohida	Eng katta maydon uchun
Saqlash imkoniyati	Har bir maydon bir vaqtda mavjud bo'lishi mumkin	Bir vaqtning o‘zida faqat bitta maydon
Qo'llanishi	Katta ma'lumotlarni parallel ishlatishda	Xotirani tejash uchun

Struct va Union o‘rtasidagi asosiy farqlar shundan iborat. Union xotira tejash uchun mos bo‘lib, bir vaqtning o‘zida faqat bitta qiymat ishlatiladi, Struct esa ko‘p qiymatni saqlash va foydalanish uchun qulay.

Misol uchun.

C dasturlash tilidagi struct bilan ishlaganda, har bir element o'zining tabiiy hajmiga mos keladigan xotira hajmini egallaydi. Biroq, kompilyator samaradorlikni oshirish uchun qo'shimcha bo'sh xotira baytlarini hizalash uchun qo'shishi mumkin. Bu hizalanish protsessorning tezroq ishlashiga yordam beradi.

Misolda:

• Umumiy elementlar hajmi: 18 bayt.

• Hizalash uchun qo'shilgan bo'sh xotira: 6 bayt.

• Umumiy hajm: 24 bayt.

Kodda sizeof(address) funksiyasi bilan natijada 24 bayt chop etiladi.

#include<stdio.h>
 
struct address {
   char name;      // 1 byte
   char street;    // 1 byte
   int city_id;    // 4 byte
   int state_id;   // 4 byte
   long description; // 8 byte
};

int main(void) {
    struct address addr;
    printf("%d\n", sizeof(addr));  // Total size will be 24 bytes due to alignment
    return 0;
}

Alignment haqida:

Xotira hizalanishi sababli qo'shilgan bo'sh joy, har bir element o'zining tabiiy xotira manzillari bo'yicha hizalanishini ta'minlaydi. Bu esa protsessorning xotiraga murojaat qilish tezligini oshiradi.

Hizalanish (alignment) — bu xotira joylashuvi jarayonida ma'lumotlar to'g'ri hizalanishi uchun qo'shimcha xotira baytlarining qo'shilishi jarayoni. Har bir ma'lumot turi (masalan, int, char, long) ma'lum bir xotira bo'shlig'iga joylashtiriladi va hizalanishi kerak bo'lgan baytlar soni protsessor talablariga mos keladi.

Masalan, 4 byte o'lchamidagi int turidagi ma'lumot to'g'ri hizalanishi uchun 4 byte'lik manzilga joylashtirilishi kerak. Agar hizalanmagan bo'lsa, bu protsessorning ma'lumotni tez ishlov berishini sekinlashtiradi.

Shuning uchun, kompilyator bo'sh joy qo'shib, elementlarni hizalashni to'g'ri amalga oshiradi, bu esa umumiy xotira hajmini oshiradi.

GCC kompilyatorida aliegnment: Kompilyator qo'shimcha bo'sh joyni qo'shib, long va int kabi kattaroq turlarning to'g'ri hizalanishini ta'minlaydi.

Hajmni o'lchash uchun sizeof() funksiyasidan foydalaniladi va natija 24 byte bo'ladi, chunki kompilyator hizalash uchun qo'shimcha joy qo'shadi.