struct ve union, farklı veri türlerini tek bir isim altında toplayarak bu karmaşayı düzenleyen iki güçlü C aracıdır.
``
Yapı (struct) nedir?
Bir yapı, birbiriyle ilişkili değişkenleri tek bir veri modeli içinde saklar. Yapının her üyesi bellekte kendisine ait bir alana sahiptir. Dolayısıyla bütün üyeler aynı anda geçerli değerler taşıyabilir.
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct Ogrenci {
char ad[30];
int numara;
float notOrtalamasi;
};
int main(void) {
struct Ogrenci ogrenci;
strcpy(ogrenci.ad, "Ada");
ogrenci.numara = 1024;
ogrenci.notOrtalamasi = 91.5f;
printf("%s - %d - %.1f\n",
ogrenci.ad,
ogrenci.numara,
ogrenci.notOrtalamasi);
return 0;
}
Burada ogrenci tek bir değişkendir; fakat . operatörüyle erişilen üç farklı üyeyi taşır. Bir yapı işaretçisi kullanıldığında ise üyelere -> operatörüyle erişilir: ogrenciPtr->numara.
Birlik (union) nedir?
Birlik de farklı türleri aynı referans altında toplar, ancak üyelerin tamamı aynı bellek alanını paylaşır. Bir üyeye yeni değer yazıldığında diğer üyenin eski değeri güvenilirliğini kaybeder. Yani birlik, “hepsini aynı anda sakla” değil, “bunlardan birini sakla” yaklaşımıdır.
#include <stdio.h>
union Deger {
int tamSayi;
float ondalik;
char karakter;
};
int main(void) {
union Deger veri;
veri.tamSayi = 42;
printf("Tam sayı: %d\n", veri.tamSayi);
veri.ondalik = 3.14f;
printf("Ondalık: %.2f\n", veri.ondalik);
return 0;
}
İkinci atamadan sonra tamSayi üyesini okumak anlamlı değildir; çünkü aynı bitler artık float biçiminde yorumlanmaktadır.
Bellek hesabı
Bir yapının teorik boyutu üyelerin boyutları toplamına yakındır:
\[S_{struct} \geq \sum_{i=1}^{n} S_i\]Eşitsizliğin nedeni padding adı verilen hizalama boşluklarıdır. Derleyici, işlemcinin verilere daha verimli erişebilmesi için üyeler arasına kullanılmayan baytlar ekleyebilir.
Bir birlik için temel ilişki şöyledir:
\[S_{union} \geq \max(S_1, S_2, \ldots, S_n)\]Birliğin boyutu genellikle en büyük üyenin boyutudur; hizalama gereksinimleri sonucu küçük farklılıklar görülebilir. Kesin sonucu öğrenmenin doğru yolu sizeof kullanmaktır.
| Özellik | struct |
union |
|---|---|---|
| Bellek kullanımı | Üyelerin toplamına yakındır | En büyük üyeye yakındır |
| Aynı anda geçerli üye | Tüm üyeler | Genellikle yalnızca biri |
| Veri koruma | Bir üyeyi değiştirmek diğerlerini bozmaz | Yeni yazma eski üyeyi ezer |
| Tipik kullanım | Kayıt ve nesne modelleme | Değişken türde veri, donanım ve protokoller |
Güvenli birlik kullanımı: etiketli birlik
Birliğin hangi üyesinin geçerli olduğunu kendiliğinden bilmesi mümkün değildir. Bu nedenle bir enum etiketiyle birlik kullanımını güvenli hâle getirebiliriz:
enum DegerTuru {
TAM_SAYI,
ONDALIK
};
struct EtiketliDeger {
enum DegerTuru tur;
union {
int tamSayi;
float ondalik;
} veri;
};
void yazdir(struct EtiketliDeger deger) {
if (deger.tur == TAM_SAYI) {
printf("%d\n", deger.veri.tamSayi);
} else {
printf("%.2f\n", deger.veri.ondalik);
}
}
Bu desen, modern dillerdeki variant veya sum type yapılarına benzer. tur alanı hangi üyenin okunacağını söyler; union ise gereksiz bellek tüketimini azaltır.
Kısacası, bir varlığın bütün özelliklerine aynı anda ihtiyacınız varsa struct; seçeneklerden yalnızca biri tutulacaksa union uygundur. İkisini birlikte kullanmak ise hem düzenli hem de bellek açısından ekonomik veri modelleri kurmanın etkili bir yoludur.
