1、第七章 結(jié)構(gòu)體與共用體,高級語言程序設(shè)計,計算機基礎(chǔ)教研室,本章主要內(nèi)容,本章介紹：如何自己構(gòu)造數(shù)據(jù)類型(構(gòu)造型數(shù)據(jù)) 結(jié)構(gòu)體 內(nèi)存分配函數(shù) 共用體 枚舉類型 類型定義,教學(xué)目的與要求 掌握結(jié)構(gòu)體和共同體類型的說明 結(jié)構(gòu)體和共用體變量的定義及初始化方法 掌握結(jié)構(gòu)體與共用體變量成員的引用 領(lǐng)會存儲動態(tài)分配和釋放 領(lǐng)會鏈表的基本概念和基本操作 領(lǐng)會枚舉類型變量的定義 了解Typedef的作用 重點與難點 結(jié)構(gòu)體的基本概念 結(jié)構(gòu)體類型及變量的定義 結(jié)構(gòu)數(shù)組 用指針處理鏈表 共用體及枚舉類型的基本概念 Typedef的基本概念,C(C+)數(shù)據(jù)類型,一、結(jié)構(gòu)體,1概述 數(shù) 組 是構(gòu)造類數(shù)據(jù)，其數(shù)組元素必

2、須是同一數(shù)據(jù)類型的。 結(jié)構(gòu)體 也是構(gòu)造類數(shù)據(jù)，但其成員可以是任何類型的。 構(gòu)造類型使用戶可以象處理單個變量一樣來處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。,諸如學(xué)生花名冊、通訊錄之類的數(shù)據(jù)，最適合用結(jié)構(gòu)體來處理。因為這類數(shù)據(jù)具有如下特點： 每個人信息都是一個復(fù)合的構(gòu)造數(shù)據(jù)，如由姓名、學(xué)號、性別、年齡、家庭住址、聯(lián)系電話等“成員”組成。 不同的人，數(shù)據(jù)的值不同，但都有共同的成員組成。,使用結(jié)構(gòu)體的一般步驟,根據(jù)問題的要求定義一個結(jié)構(gòu)體類型 用自己定義的結(jié)構(gòu)體類型定義結(jié)構(gòu)體變量 在程序中使用結(jié)構(gòu)體變量處理問題 比較普通變量的情況： 用系統(tǒng)給定的數(shù)據(jù)類型定義變量 在程序中使用變量處理問題,如何定義結(jié)構(gòu)體類型？,struc

3、t 結(jié)構(gòu)體名 類型標識符 成員名； ;,關(guān)鍵字 用戶指定,/*struct 結(jié)構(gòu)體名合稱“結(jié)構(gòu)類型標識符”*/,/*成員表列*/,/*此處分號不能省略*/,一個示例,【例一】 main() struct student int number; char name6; char sex; int age; char address20; ; ,本質(zhì)上，它定義了一個名為”student”的“結(jié)構(gòu)體類型”（表頭）。,小結(jié)：什么是“結(jié)構(gòu)體類型”？,用戶自己定義的構(gòu)造型數(shù)據(jù)類型 由若干數(shù)據(jù)項（成員）組成 同一結(jié)構(gòu)體中的成員可以具有不同的數(shù)據(jù)類型 注意成員定義與普通變量定義的區(qū)別： 成員定義時不為其分配內(nèi)

4、存 變量定義時為其分配內(nèi)存,結(jié)構(gòu)體類型的特點：,組成結(jié)構(gòu)體的成員本身必須是一種已有定義的數(shù)據(jù)： 基本類型成員（整型/字符型/實型） 指針類型成員 數(shù)組類成員 其他構(gòu)造類成員(包括已定義的另一種結(jié)構(gòu)體） 注意：成員變量，故成員名可與變量名同名 結(jié)構(gòu)體類型可以有千千萬萬種，表示由若干不同數(shù)據(jù)項組 成的復(fù)合類型。 定義結(jié)構(gòu)體類型時，系統(tǒng)不會為該結(jié)構(gòu)體分配內(nèi)存（只是定義類型，而非變量聲明）,2、結(jié)構(gòu)體類型變量的定義,定義了以上結(jié)構(gòu)體類型后,struct student 相當于標準數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字char, int ,float我們可以用它來定義“結(jié)構(gòu)體變量”。 在結(jié)構(gòu)體類型定義后，用 struct 結(jié)構(gòu)

5、體名 復(fù)合詞定義 struct 結(jié)構(gòu)體名 ； struct 結(jié)構(gòu)體名 變量名1，變量名2， 變量名n; 如：struct student a,b30,*p; a 為struct student類型的變量 b 為struct student類型的數(shù)組（每個元素都是一個結(jié)構(gòu) 體變量，都有眾成員） p 為指向struct student類型的指針變量,還有兩種合二為一方法, 在定義結(jié)構(gòu)體類型的同時定義結(jié)構(gòu)體類型變量 struct 結(jié)構(gòu)體名 變量名1，變量名2， 變量名n; 直接定義結(jié)構(gòu)體類型變量 struct 變量名1，變量名2， 變量名n;,實際使用中，還可以使用以下形式： 先定義 #define

6、 STU struct student 爾后 STU student1,student2;,【例二】定義結(jié)構(gòu)體類型的同時定義結(jié)構(gòu)體類型變量。 main() struct student int number; char name6; char sex; int age; char address20; a,b30,*p; ,【例三】不定義結(jié)構(gòu)體類型，直接定義結(jié)構(gòu)體類型變量。 main() struct int number; char name6; char sex; int age; char address20; a,b30,*p; ,其他有關(guān)知識,實際使用中，還可以使用以下形式： #de

7、fine STU struct student STU stu1,stu2; 比較一下兩種變量定義方式的異同： int a,b,c; 定義三個整型變量，每個變量占二個字節(jié)，可單獨賦值。 struct student a,b,c; 定義三個結(jié)構(gòu)體類型變量，每個變量下有若干“成員”。其占用的內(nèi)存長度等于各成員項長度之和。,示例,【例四】 main() struct student int number; char name6; char sex; int age; char address20; ; printf(%dn ,sizeof(struct student); ,結(jié)果： 31,示例,【例

8、五】若有以下定義，則正確的賦值語句為 。 struct complex float real; float image; ; struct value int no; struct complex com; val1; A) com.real=1; B) plex.real=1; C) .real=1; D) val1.real=1;,答案：C）.real=1,3、結(jié)構(gòu)體變量的初始化和賦值,使一個結(jié)構(gòu)體變量獲得數(shù)據(jù)“值”(實際上是給其各個成員賦值)有三種方法： 定義時初始化之 用賦值語句對各成員分別賦值 同類型的結(jié)構(gòu)體變量間相互賦值 如 student1=student2,示例： 定義時初始化

9、之,【例六】 main() struct char name15; char class12; long num; stu=Wenli,Computer,200113; printf(%sn%sn%ldn,,stu.class,stu.num); ,結(jié)果：Wenli Computer 1 200113,示例： 用賦值語句對各成員分別賦值,【例七】 main() struct char name15; char class12; long num; stu=Wenli,Computer,200113; 0=1; stu.class2=A; stu.num=1111

10、; printf(%s,%s,%dn,,stu.class,stu.num); ,結(jié)果： 1enli,CoAputer,1111,示例： 用賦值語句對各成員分別賦值,【例七】 main() struct char name15; char class12; long num; stu=Wenli,Computer 1,200113; 0=1; stu.class2=A; stu.num=1111; printf(%s,%s,%dn,,stu.class,stu.num); ,結(jié)果： 1enli,CoAputer,1111,進行所謂“結(jié)構(gòu)體變量賦值

11、”只能逐個成員進行，不能將結(jié)構(gòu)體變量作為一個整體進行輸入和輸出。如對結(jié)構(gòu)體變量stu，以下語句是錯誤的： scanf(“%s,%s,%ld”,stu); printf(“%s,%s,%ld”,stu);,正確編程： main() struct char name15; char class12; long num; stu; scanf(%s,); scanf(%s,stu.class); scanf(%ld, ,亦可用以下賦值語句： strcpy(,”wenli”); strcpy(stu.class, “Computer”); stu.num=200113;

12、,為什么啊？,但是如果改為=”wenli”是錯誤的。,4、結(jié)構(gòu)體變量的引用,只能引用其成員變量 用圓點（成員運算符）優(yōu)先級最高 如 val1.no+ sum=.real+.image 可以將成員變量按普通變量運算方式處理，包括取地址： ; unsigned months =0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31; main() struct datetp d; printf(請輸入年 月 日:); scanf(%u%u%u, ,答案：【1】 char name20; char sex; int age; float score; char a

13、ddr30; ; struct student stu3;,定義結(jié)構(gòu)體時同時定義 struct student int num; char name20; char sex; int age; float score; char addr30; stu3;,5、結(jié)構(gòu)體數(shù)組,初始化 P266 一般初始化 省略維數(shù) 定義后初始化,一般初始化 struct student int num; char name20; char sex; int age; float score; stu3= 10101,李寧,M,18,87.5, 10102,張凡,M,19,99, 10103,王敏,F,20,78.

14、5 ;,定義后初始化 struct student int num; char name20; char sex; int age; float score; ； Struct student stu3= 10101,李寧,M,18,87.5, 10102,張凡,M,19,99, 10103,王敏,F,20,78.5 ;,一般初始化示例,main() struct student int num; char name20; char sex; int age; float score; stu3= 10101,李寧,M,18,87.5, 10102,趙凡,M,19,99, 10103,王敏,F

15、,20,78.5 ; int i; clrscr(); for (i=0;i3;i+) printf(%s,學(xué)號%d,成績:%.2fn,,stui.num,stui.score); ,試一試運行結(jié)果,這里面的花括號能不能去掉？,6、指向結(jié)構(gòu)體類型的指針,一個結(jié)構(gòu)體變量的指針就是該變量所占據(jù)的內(nèi)存段的起始地址。 如 struct student stu; struct student *p; p=,如果 struct student stu; struct student *p; p= 則以下三種形式等價： stu.age （結(jié)構(gòu)體變量名.成員名） (*p).age （*指針變

16、量名.成員名） p-age （指針變量名.成員名） 此時： p-age+ 等效于（p-age）+ 先得 到成員值，再使它加1； +p-age 等效于 +(p-age) 先使成員 值加1，再使用之。,struct tm int hours,minutes,seconds; main() struct tm time; time.hours=time.minutes=time.seconds=0; clrscr(); printf(Now, press any key to begin my clock.); getch(); for(;) update( ,display(struct tm *

17、t) clrscr(); printf(%d:,(*t).hours); printf(%d:,(*t).minutes); printf(%dn,(*t).seconds); delay() long int t; for(t=1;t=11128000;+t); ,運行一下試試 再把例中的 (*t). 部分或全部替換為 t- 結(jié)果有什么變化？,7、鏈表,特點： 按需分配內(nèi)存 不連續(xù)存放 有一個“頭指針”（head）變量 每個結(jié)點中應(yīng)包括一個指針變量，用它存放下一結(jié)點的地址。 最后一個結(jié)點的地址部分存放一個“NULL” (空地址）。,鏈表結(jié)點定義形式,定義形式： struct student

18、int number; char name6; struct student *next; ;,鏈表操作常用技術(shù)語句,p=p-next 在鏈表結(jié)點間順序移動指針 將p原來所指結(jié)點中next的值賦給p，而p-next值即下一結(jié)點起始地址，故p=p-next 的作用是使p指向下一結(jié)點起始地址。 p2-next=p1 將新結(jié)點添加到現(xiàn)在鏈表中 如果p2是鏈表中的末結(jié)點，p1指新建結(jié)點，此句的功能是使p1所指新結(jié)點變成鏈表中的新的末結(jié)點。 p2-next=NULL 讓p2所在結(jié)點成為鏈表中最后結(jié)點,示例,若已建立下面的鏈表結(jié)構(gòu)，指針p指向某單向鏈表的首結(jié)點，如下圖所示。 struct node int

19、 data; struct node *next; *p; 以下語句能正確輸出該鏈表所有結(jié)點的數(shù)據(jù)成員data的是 。,A) for ( ;p!=NULL;p+) printf(“%7d,”,p-data); B) for ( ;!p;p=p-next) printf(“%7d,”,(*p).data);,C) while (p) printf(“%7d,”,(*p).data); p=p-next; D) while (p!=NULL) printf(“%7d,”, p-data); p+; ,答案：C,鏈表指針p+表示什么？,main() struct stu int num; char

20、*name; int age; st=12,ABC,100,*p= ,結(jié)果： FFD2 FFD8 FFDE FFE4 6,結(jié)論： 若p指向某個結(jié)構(gòu)體變量，則 p+ 的功能是將指針p 移到本結(jié)點后的存儲單元，而不是本結(jié)點的下一個成員處。 所以鏈表中不能用p+進行結(jié)點間的跳轉(zhuǎn)。,靜態(tài)鏈表的建立 P274 例11.7,#define NULL 0 struct student long num; float score; struct student *next; ; main() struct student a,b,c,*head,*p; a.num=99101;a.score=89.5; b.

21、num=99103;b.score=90; c.num=99107;c.score=85; head= ,注意有關(guān)技巧： 結(jié)點是如何定義的？ 結(jié)點是如何建立的？ 如何使諸結(jié)點形成鏈表？ 最后一個結(jié)點如何建立？ 如何從一個結(jié)點轉(zhuǎn)到下一結(jié)點？ 如何遍歷所有結(jié)點？,二、內(nèi)存分配函數(shù),1、“動態(tài)內(nèi)存分配”的概念 使用戶程序能在運行期間動態(tài)地申請和釋放內(nèi)存空間，從而更有效地利用內(nèi)存并提高程序設(shè)計的靈活性。 如，為了保證程序的通用性，最大需要建立一個1000個元素的字符數(shù)組，每個數(shù)組元素占30個字符，共需30000個字節(jié)存儲空間。但程序某次運行時，可能只使用30個數(shù)組元素，于是就有29100個字節(jié)的已分配

22、存儲空間被浪費。 此時，可通過動態(tài)內(nèi)存分配技術(shù)，將程序設(shè)計成運行時才向計算機申請內(nèi)存，并在用完時立即釋放占用的內(nèi)存空間。 使用動態(tài)內(nèi)存分配技術(shù)建立的鏈表稱為“動態(tài)鏈表”。,2、動態(tài)內(nèi)存分配函數(shù) P275/P387,以下函數(shù)在malloc.h或stdlib.h中定義（n,x為無符號整數(shù)，p為指針變量）： void *malloc(x) 分配一個長度為x字節(jié)的連續(xù)空間，分配成功返回起始地址指針，分配失敗（內(nèi)存不足）返回NULL void *calloc(n,x) 分配n個長度為x字節(jié)的連續(xù)空間（成敗結(jié)果同上） void *realloc(p,x) 將p所指的已分配空間大小調(diào)整為x個字節(jié) void

23、free(p) 將由以上各函數(shù)申請的以p為首地址的內(nèi)存空間全部釋放,動態(tài)內(nèi)存分配函數(shù)使用示例,#include stdlib.h main( ) char *p; p=(char *)malloc(17); if (!p) printf(內(nèi)存分配出錯); exit(1); strcpy(p,This is 16 chars); /*如果超過16個字符，可能破壞程序其他部分*/ p=(char *)realloc(p,18); if (p=NULL) printf(內(nèi)存分配出錯); exit(1); strcat(p,.); printf(p); free(p); ,結(jié)果：This is 16

24、chars.,動態(tài)鏈表的建立和遍歷示例（后進先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即所謂“?！保?#define NULL 0 struct info int data; struct info *next; ; main() struct info *base,*p; int n; base=NULL;,for(n=0;ndata=n+1; p-next=base; base=p; while (p!=NULL) printf(%4d,p-data); p=p-next; ,結(jié)果：10 9 8 7 6 5 4 3 2 1,動態(tài)鏈表的建立和遍歷示例(以建立P274鏈表為例),#define NULL 0 struc

25、t info long num; int score; struct info *next; ; main() struct info *head,*p1,*p2; int n=1; clrscr();,head=p1=p2=(struct info *)malloc(sizeof(struct info); printf(請輸入第%d個同學(xué)的學(xué)號和成績:,n+); scanf(%ld,%d, ,三、共用體（聯(lián)合體）,1、概述 P287 與結(jié)構(gòu)體相似，共用體也是一種用戶自己定義的構(gòu)造型數(shù)據(jù)，其成員也可以具有不同的數(shù)據(jù)類型，但共用體將幾種不同的數(shù)據(jù)項存放在同一段內(nèi)存單元中。所以，每一時刻只能有一

26、個成員存在占用分配給該共用體的內(nèi)存空間（新進舊出）。該共用體的數(shù)據(jù)長度等于最長的成員長度。,如何定義共用體類型？,union 共用體名 類型標識符 成員名； ;,關(guān)鍵字 用戶指定,/*union 共用體名合稱“共用類型標識符”*/,/*成員表列*/,/*此處分號不能省略*/,示例 union data int i; char ch; float p; ;,3、共用體變量的聲明, 用union 共用體名 復(fù)合詞聲明 union 共用體名 ； union 共用體名 變量名1，變量名2， 變量名n; 在定義共用體類型的同時聲明 union 共用體名 變量名1，變量名2， 變量名n; 直接聲明共用體類

27、型變量 union 變量名1，變量名2， 變量名n;,共用體變量的引用,共用體變量的引用與結(jié)構(gòu)體相似 只能引用其成員變量，不能引用共用體變量本身 正確：printf(“%d”,data.i); 錯誤：printf(“%d”,data); 不能對共用體變量賦值，不能初始化，不能作為 函數(shù)參數(shù)！ 見P289示例 允許兩個同類型共用體之間相互賦值。 可通過指針引用。,示例,main() union u_type int i; char ch6; long s; ; struct st_type union u_type u; float score3; ; printf(%dn,sizeof(str

28、uct st_type); ,結(jié)果：18,示例,main() union example struct int x; int y; in; int a2; e=0,0; e.a0=1; e.a1=2; printf(%d,%dn,e.in.x,e.in.y); ,結(jié)果：1,2,四、枚舉類型,1、概述 P291 所謂“枚舉”，是指將變量的值一一列舉出來，變量的值只限于列舉出來的值的范圍內(nèi)。 枚舉類型也是用戶自定義的數(shù)據(jù)類型，用此種類型聲明的變量只能取指定的若干值之一。,2、定義枚舉類型,一般形式 enum cnred,yellow,blue,while,black; enum daysun,mon,tue,wed,thu,fri,sat; 0 , 1 , 2 , 3, 4, 5 （有值常量） 花括號中間的數(shù)據(jù)項稱“枚舉元素”或“枚舉常量”，是用戶定義的標識符。,3、枚舉型變量的聲明,enum cn a,b,c; enum day x,y,z; 亦可在定義類型時同時聲明枚舉型變量： enum cnred,yellow,blue,white,black a,b,c; 【注意】枚舉元素為有值