Sesja 7 — Struktury: instrukcja jako jedna rzecz

✅ Sprawdź się z sesji 6

Cel

Poznać struct i użyć go, żeby zamienić “parę liczb w tablicy” (kod operacji + wartość, osobno) na jeden, spójny typ danych reprezentujący instrukcję.

Teoria w pigułce

Problem z podejściem z sesji 5-6

program[i] i program[i+1] “wiedzą”, że są ze sobą powiązane, tylko dzięki temu, że pamiętacie o tym Wy, patrząc na kod. Nic w samym języku C tego nie wymusza — łatwo pomylić się o jeden indeks i sczytać wartość jako kod operacji.

struct — grupowanie powiązanych danych

struct Instrukcja {
    int kod;
    int wartosc;
};

Teraz kod i wartosc są jedną rzeczą — instrukcją — a nie dwiema osobnymi liczbami, które trzeba pamiętać trzymać razem.

struct Instrukcja instr;
instr.kod = 1;
instr.wartosc = 10;

printf("%d\n", instr.kod);   // dostep do pola przez kropke

Tablica struktur

struct Instrukcja program[] = {
    {1, 10},
    {2, 5},
    {3, 0},
};
int liczba_instrukcji = sizeof(program) / sizeof(program[0]);

Zwróć uwagę, jak bardzo to czytelniejsze niż tablica {1, 10, 2, 5, 3, 0} z sesji 5 — i jak sizeof teraz dzieli tylko raz (bez /2), bo każdy element tablicy to już cała instrukcja, nie pojedyncza liczba.

NoteTo jest dokładnie Chip8 ze szkieletu VM

Struktura Chip8 w ćwiczeniu 1 CHIP-8 (memory, V, pc, stack…) to ten sam pomysł na dużo większą skalę: zamiast trzymać stan maszyny jako kilka osobnych zmiennych porozrzucanych po main, grupujecie je w jedną rzecz, którą przekazujecie między funkcjami jednym argumentem.

Zadania

Zadanie 1 — przepisz maszynę na struct

Weź kod z sesji 6 i zamień tablicę int program[] na struct Instrukcja program[]. Dostosuj execute_instruction, żeby przyjmowała struct Instrukcja zamiast dwóch osobnych liczb:

int execute_instruction(int akumulator, struct Instrukcja instr) {
    switch (instr.kod) {
        case 1: return instr.wartosc;
        // ...
    }
}

Pętla w main upraszcza się do:

for (int i = 0; i < liczba_instrukcji; i++) {
    akumulator = execute_instruction(akumulator, program[i]);
}

Zwróć uwagę: żadnego i += 2, żadnego ryzyka pomylenia która liczba to kod, a która wartość — struktura wymusza porządek za Was.

Zadanie 2 — struktura z trzema polami

Rozbuduj struct Instrukcja o pole char nazwa[10] (krótki tekstowy opis operacji, np. "LOAD", "ADD") i wypisuj go razem z resztą w funkcji wypisz_program z sesji 6. Zwróć uwagę, że tablica char[10] jako pole struktury działa tak samo jak każda inna tablica, którą już znacie.

Zadanie 3 — struktura zagnieżdżona (dla chętnych)

Zdefiniuj struct Wynik { int wartosc; int bledny; }; i zmień execute_instruction tak, żeby zwracała struct Wynik zamiast samego int — bledny ustawiane na 1, gdy instr.kod jest nieznany, w przeciwnym razie 0. To pierwszy krok w stronę “pełnoprawnej” obsługi błędów, do której wrócimy w dalszych sesjach.

Kryterium sukcesu

• Maszyna wirtualna działa identycznie jak w sesji 6, ale operuje na struct Instrukcja zamiast na parach liczb w tablicy.
• Rozumiesz różnicę między dostępem przez . (do pola struktury) a przez [] (do elementu tablicy) — i że można ich używać razem (program[i].kod).