精品《C语言程序设计第11章结构体与共用体》PPT课件.ppt

,第十一章,结构体与共用体,主要内容,11.1 概述11.2 定义结构体类型变量的方法11.3 结构体变量的引用11.4 结构体变量的初始化11.5 结构体数组 11.指向结构体类型数据的指针 11.7 用指针处理链表11.8 共用体 11.9 枚举类型 11.10 用typedef定义类型,11.1 概述,声明一个结构体类型的一般形式为：struct 结构体名 成员表列；如：struct student int num;char name20;char sex;int age;float score;char addr30;,结构体名,类型名,成员名,11.2 定义结构体类型变量的方法,（1）先定义结构，再说明结构变量。如：struct stu int num;char name20;char sex;float score;struct stu boy1,boy2;,11.2 定义结构体类型变量的方法,（1）先定义结构，再说明结构变量。也可以用宏定义使一个符号常量来表示一个结构类型。例如：#define STU struct stu STU int num;char name20;char sex;float score;STU boy1,boy2;,11.2 定义结构体类型变量的方法,(2)在声明类型的同时定义变量例如：struct stu int num;char name20;char sex;float score;boy1,boy2;,这种形式的定义的一般形式为:struct结构体名 成员表列 变量名表列；,11.2 定义结构体类型变量的方法,（3）直接说明结构变量例如：struct int num;char name20;char sex;float score;boy1,boy2;,这种形式的说明的一般形式为：struct 成员表列变量名表列;,11.2 定义结构体类型变量的方法,它们都具有同样的结构：,11.2 定义结构体类型变量的方法,嵌套的结构：,struct date int month;int day;int year;,struct int num;char name20;char sex;struct date birthday;float score;boy1,boy2;,11.3结构体变量的引用,在定义了结构体变量以后,当然可以引用这个变量。但应遵守以下规则:不能将一个结构体变量作为一个整体进行输入和输出。例如:已定义student1和student2为结构体变量并且它们已有值。printf(%d,%s,%c,%d,%f,%n,student1);,11.3结构体变量的引用,引用结构体变量中成员的方式为结构体变量名.成员名例如，student1.num表示student1变量中的num成员,即student1的num(学号)项。可以对变量的成员赋值,例如:student1.num=10010;“.”是成员(分量)运算符,它在所有的运算符中优先级最高,因此可以把student1.num作为一个整体来看待。上面赋值语句的作用是将整数10010赋给student1变量中的成员num。,11.3结构体变量的引用,可以引用结构体变量成员的地址，也可以引用结构体变量的地址。例如：scanf(%d，（输入student1.num的值）printf(%o，student1）；（输出student1的首地址）,11.3结构体变量的引用,但不能用以下语句整体读入结构体变量，例如：scanf（%d，s，c，d，f，s，student1）；结构体变量的地址主要用作函数参数，传递结构体变量的地址。,11.4结构体变量的赋值,结构变量的赋值就是给各成员赋值。可用输入语句或赋值语句来完成。【例11.1】给结构变量赋值并输出其值。main()struct stu int num;char*name;char sex;float score;boy1,boy2;,11.4结构体变量的赋值,boy1.num=102;boy1.name=Zhang ping;printf(input sex and scoren);scanf(%c%f,11.4结构体变量的赋值,本程序中用赋值语句给num和name两个成员赋值，name是一个字符串指针变量。用scanf函数动态地输入sex和score成员值，然后把boy1的所有成员的值整体赋予boy2。最后分别输出boy2的各个成员值。本例表示了结构变量的赋值、输入和输出的方法。,11.5 结构体数组,一个结构体变量中可以存放一组数据（如一个学生的学号、姓名、成绩等数据）。如果有个学生的数据需要参加运算，显然应该用数组，这就是结构体数组。结构体数组与以前介绍过的数值型数组不同之处在于每个数组元素都是一个结构体类型的数据，它们都分别包括各个成员（分量）项。,11.5 结构体数组,11.5.1 定义结构体数组,和定义结构体变量的方法相仿，只需说明为数组即可，例如：struct student int num；char name20;char sex;int age;float score;char addr30;struct student stu3;,11.5 结构体数组,11.5.1 定义结构体数组,以上定义了一个数组stu，数组有3个元素，均为struct student类型数据，也可以直接定义一个结构体数组，例如：struct student int num；stu3;或者struct int num；stu3;,11.5 结构体数组,11.5.2 结构体数组的初始化,与其他类型的数组一样，对结构体数组可以初始化。例如：struct student int num；char name20;char sex;int age;float score;char addr30;stu3=10101,”Li Lin”,M,18,87.5,”103 Beijing Road”,10102,”Zhang Fun”,M,19.99,”130 Shanghai Road”;,11.5 结构体数组,11.5.2 结构体数组的初始化,同样数组个数可以不指定：stu=10101,”Li Lin”,M,18,87.5,”103 Beijing Road”,10102,”Zhang Fun”,M,19.99,”130 Shanghai Road”;,11.5 结构体数组,11.5.3 结构体数组应用举例,例11.2对候选人得票的统计程序。设有3个候选人，每次输入一个得票的候选人的名字，要求最后输出各人得票结果。#include#include struct person char name20;int count;leader3=“Li”,0,“Zhang”,0,“Fun”,0,11.5 结构体数组,11.5.3 结构体数组应用举例,void main()int i,j;char leader-name20;for(i=0;i=10;i+)scanf(“%s”,leader-name);for(j=0;j3;j+)if(strcmp(leader-name,leaderj.name)=0)leaderj,count+;printf(“n”);for(i=0;i3;i+)printf(“%5s:%dn”,leaderi.name,leaderi.count);,11.6 指向结构体类型数据的指针,一个结构体变量的指针就是该变量所占据的内存段的起始地址。可以设一个指针变量，用来指向一个结构体变量，此时该指针变量的值是结构体变量的起始地址。指针变量也可以用来指向结构体数组中的元素。,11.6 指向结构体类型数据的指针,11.6.1 指向结构体变量的指针,一个指针变量当用来指向一个结构变量时，称之为结构指针变量。结构指针变量中的值是所指向的结构变量的首地址。通过结构指针即可访问该结构变量，这与数组指针和函数指针的情况是相同的。结构指针变量说明的一般形式为：struct 结构名*结构指针变量名例如，在前面的例题中定义了stu这个结构，如要说明一个指向stu的指针变量pstu，可写为：struct stu*pstu;,11.6 指向结构体类型数据的指针,11.6.1 指向结构体变量的指针,当然也可在定义stu结构时同时说明pstu。与前面讨论的各类指针变量相同，结构指针变量也必须要先赋值后才能使用。赋值是把结构变量的首地址赋予该指针变量，不能把结构名赋予该指针变量。如果boy是被说明为stu类型的结构变量，则：pstu=&boy pstu=&stu哪个是正确的，哪个是错误的？,11.6 指向结构体类型数据的指针,11.6.1 指向结构体变量的指针,结构名和结构变量是两个不同的概念，不能混淆。结构名只能表示一个结构形式，编译系统并不对它分配内存空间。只有当某变量被说明为这种类型的结构时，才对该变量分配存储空间。因此上面&stu这种写法是错误的，不可能去取一个结构名的首地址。有了结构指针变量，就能更方便地访问结构变量的各个成员。,11.6 指向结构体类型数据的指针,11.6.1 指向结构体变量的指针,其访问的一般形式为：(*结构指针变量).成员名或为：结构指针变量-成员名例如：(*pstu).num或者：pstu-num应该注意(*pstu)两侧的括号不可少，因为成员符“.”的优先级高于“*”。如去掉括号写作*pstu.num则等效于*(pstu.num)，这样，意义就完全不对了。,11.6 指向结构体类型数据的指针,【例11.3】下面通过一个简单例子来说明指向结构体变量的指针变量的应用。,struct stu int num;char*name;char sex;float score;boy1=102,Zhang ping,M,78.5,*pstu;,11.6 指向结构体类型数据的指针,main()pstu=,11.6 指向结构体类型数据的指针,三种等价的形式：结构体变量.变量名(*)p.成员名p-成员名,请分析一下几种运算：p-np-n+p-n,11.6 指向结构体类型数据的指针,例11.4 指向结构体数组的指针的应用,11.6.2 指向结构体数组的指针,#include struct studentint num;char name20;char sex;int age;);struct student stu3=10101,”Li Lin”,M,18,10102,”Zhang Fun”,M,19,10104,”Wang Min”,F,20;,11.6 指向结构体类型数据的指针,11.6.2 指向结构体数组的指针,void main()struct student*p;printf(“No.Name sex agen”);for(p=stu;pnum,p-name,p-sex,p-age);,11.6 指向结构体类型数据的指针,11.6.3 用结构体变量和指向结构体的指针 作函数参数 将一个结构体变量的值传递给另一个函数，有3个方法:用结构体变量的成员作参数。(2)用结构体变量作实参。(3)用指向结构体变量（或数组）的指针作实参，将结构体变量（或数组）的地址传给形参。,11.6 指向结构体类型数据的指针,例115 有一个结构体变量stu，内含学生学号、姓名和3门课程的成绩。要求在main函数中赋予值，在另一函数print中将它们输出。,11.6.3 用结构体变量和指向结构体的指针作函数参数,#include#include#define FORMAT“%dn%sn%fn%fn%fn”struct studentint num;char name20;float score3;,11.6 指向结构体类型数据的指针,11.6.3 用结构体变量和指向结构体的指针作函数参数,void main()void print(struct student);struct student stu;stu.num=12345;strcpy(stu.name,”Li Li”);stu.score0=67.5;stu.score1=89;stu.score2=78.5;print(stu);,11.6 指向结构体类型数据的指针,11.6.3 用结构体变量和指向结构体的指针作函数参数,void print(struct student stu)printfFORMAT,stu.num,stu.name,stu.score0,stu.score1,stu.score2);printf(“n”);,11.6 指向结构体类型数据的指针,11.6.3 用结构体变量和指向结构体的指针作函数参数,#include#include#define FORMAT“%dn%sn%fn%fn%fn”struct studentint num;char name20;float score3;stu=12345,”Li Li”,67.5,89,78.6;,例116 将上题改为指向结构体变量的指针作实参。,11.6 指向结构体类型数据的指针,11.6.3 用结构体变量和指向结构体的指针作函数参数,void main()void print(struct student*);print(,11.7 用指针处理链表,链表概述,动态存储的方法：有一个学生就分配一个结点，无须预先确定学生的准确人数，某学生退学，可删去该结点，并释放该结点占用的存储空间。从而节约了宝贵的内存资源。另一方面，用数组的方法必须占用一块连续的内存区域。而使用动态分配时，每个结点之间可以是不连续的(结点内是连续的)。结点之间的联系可以用指针实现。即在结点结构中定义一个成员项用来存放下一结点的首地址，这个用于存放地址的成员，常把它称为指针域。,11.7 用指针处理链表,链表概述,可在第一个结点的指针域内存入第二个结点的首地址，在第二个结点的指针域内又存放第三个结点的首地址，如此串连下去直到最后一个结点。最后一个结点因无后续结点连接，其指针域可赋为0。这样一种连接方式，在数据结构中称为“链表”。下图为最一简单链表的示意图。,11.7 用指针处理链表,链表概述,链表的基本操作对链表的主要操作有以下几种：建立链表；结构的查找与输出；插入一个结点；删除一个结点；,11.7 用指针处理链表,简单链表,【例11.7】建立一个如图所示的简单链表，它由3个学生数据的结点组成。输出各结点中的数据。,10101,89.5,10103,90,10107,85,numscorenext,#include#define NULL 0struct studentlong num;float score;struct student*next;void main()struct student a,b,c,*head,*p;a.num=10101;a.score=89.5;b.num=10103;b.score=90;c.num=10107;c.score=85;,head=,输出结果：,11.7 用指针处理链表,处理动态链表所需的函数 库函数提供动态地开辟和释放存储单元的有关函数：malloc函数其函数原型为void*malloc(unsigned int size);其作用是在内存的动态存储区中分配一个长度为size的连续空间。此函数的值（即“返回值”）是一个指向分配域起始地址的指针（类型为void）。如果此函数未能成功地执行（例如内存空间不足），则返回空指针(NULL)。,11.7 用指针处理链表,(2)calloc函数 其函数原型为void*calloc（unsigned，unsigned size）;其作用是在内存的动态存储区中分配个长度为size的连续空间。函数返回一个指向分配域起始地址的指针；如果分配不成功，返回NULL。用calloc函数可以为一维数组开辟动态存储空间，n为数组元素个数，每个元素长度为Size。,11.7 用指针处理链表,(3)free函数 其函数原型为void free（void*p）;其作用是释放由指向的内存区，使这部分内存区能被其他变量使用。是最近一次调用calloc或malloc函数时返回的值。free函数无返回值。以前的版本提供的malloc和calloc函数得到的是指向字符型数据的指针。ANSI 提供的malloc和calloc函数规定为void类型。,11.7 用指针处理链表,所谓建立动态链表是指在程序执行过程中从无到有地建立起一个链表，即一个一个地开辟结点和输入各结点的数据，并建立起前后相链的关系。,建立动态链表,【例11.8】写一函数建立一个有3名学生数据的单向动态链表。,开辟一个新结点，并使p1,p2指向它,读入一个学生数据给p1所指的结点,head=NULL,n=0,当读入的p1-num不是零,n=n+1,n等于1？,Head=p1(把p1所指的结点作为第一个结点),p2-next=p1(把p1所指的结点连接到表尾),真,假,p2=p1(p2移到表尾),再开辟一个新结点，使p1指向它,读入一个学生数据给p1所指结点,表尾结点的指针变量置NULL,10101,89.5,10103,90,head,p2,p1,10101,89.5,10103,90,head,p2,p1,10101,89.5,10103,90,head,p2,p1,10101,89.5,10103,90,head,p2,p1,10101,89.5,10103,90,head,p2,10107,85,p1,10101,89.5,10103,90,head,p2,10107,85,p1,11.7 用指针处理链表,建立链表的函数如下:#include#include#define NULL 0/令NULL代表，用它表示“空地址#define LEN sizeof(struct student)/令LEN代表struct/student类型数据的长度 struct student long num;float score;struct student*next;int n;/n为全局变量，本文件模块中各函数均可使用它,11.7 用指针处理链表,struct student*creat()struct student*head;struct student*p1,*p2;n=0;p1=p2=(struct student*)malloc(LEN);scanf(%ld,%f,11.7 用指针处理链表,例19 编写一个输出链表的函数print.void print(struct student*head)struct student*p;printf(nNow,These%d records are:n,n);p=head;if(head!=NULL)do printf(%ld%5.1fn,p-num,p-score);p=p-next;while(p!=NULL);,head,NULL,p1,p,11.7 用指针处理链表,例11.10写一函数以删除动态链表中指定的结点.解题思路:从p指向的第一个结点开始，检查该结点中的num值是否等于输入的要求删除的那个学号。如果相等就将该结点删除，如不相等，就将p后移一个结点，再如此进行下去，直到遇到表尾为止。,11.7 用指针处理链表,A,B,C,D,E,A,B,C,D,E,head,NULL,p1,head,NULL,p1,head,NULL,p1,p2,head,NULL,p1,p2,11.7 用指针处理链表,可以设两个指针变量p1和p2，先使p1指向第一个结点。,如果要删除的不是第一个结点，则使p1后移指向下一个结点(将p1-next赋给p1)，在此之前应将p1的值赋给p2，使p2指向刚才检查过的那个结点。,11.7 用指针处理链表,删除结点的函数del:struct student*del(struct student*head,long num)struct student*p1,*p2;if(head=NULL)printf(nlist null!n);goto end;p1=head;while(num!=p1-num,11.7 用指针处理链表,对链表的插入操作 对链表的插入是指将一个结点插入到一个已有的链表中。为了能做到正确插入，必须解决两个问题：怎样找到插入的位置；怎样实现插入。,10101,10103,head,10107,NULL,p1,10100,p0,10101,10103,head,10107,NULL,p1,10100,p0,10101,10103,head,10107,NULL,p1,10102,p0,10101,10103,head,10107,NULL,p1,10102,p0,10101,10103,head,10107,NULL,p1,10109,p0,10101,10103,head,10107,p1,10109,NULL,p0,11.7 用指针处理链表,先用指针变量p0指向待插入的结点，p1指向第一个结点。,将p0-num与p1-num相比较，如果p0-nump1-num，则待插入的结点不应插在p1所指的结点之前。此时将p1后移，并使p2指向刚才p1所指的结点。,11.7 用指针处理链表,再将p1-num与p0-num比,如果仍然是p0-num大，则应使p1继续后移，直到p0-p1-num为止。这时将p0所指的结点插到p1所指结点之前。但是如果p1所指的已是表尾结点，则p1就不应后移了。如果p0-num比所有结点的num都大，则应将p0所指的结点插到链表末尾。,如果插入的位置既不在第一个结点之前，又不在表尾结点之后，则将p0的值赋给p2-next，使p2-next指向待插入的结点，然后将p1的值赋给p0-next，使得p0-next指向p1指向的变量。,11.7 用指针处理链表,例11.11插入结点的函数insert如下。struct student*insert(struct student*head,struct student*stud)struct student*p0,*p1,*p2;p1=head;p0=stud;if(head=NULL)head=p0;p0-next=NULL;elsewhile(p0-nump1-num),11.7 用指针处理链表,11.7.8 对链表的综合操作 将以上建立、输出、删除、插入的函数组织在一个C程序中，用函数作主调函数。,void main()struct student*head,stu;long del_num;prinf(intput records:n);head=creat();print(head);printf(n intput the deleted number:n);scanf(%ld,11.7 用指针处理链表,此程序运行结果是正确的。它只删除一个结点，插入一个结点。但如果想再插入一个结点，重复写上程序最后4行，共插入两个结点，运行结果却是错误的。,Input records：（建立链表）10，10，10，,11.7 用指针处理链表,Now,these 3 records are：101010 intput the deleted number：10103（删除）：10Now,these 4 records are：1010,11.7 用指针处理链表,input the inserted record（插入第一个结点）10102，90Now,these 3 records are：101010,input the inserted record（插入第二个结点）10104，99Now,these 4 records are：10101010,11.7 用指针处理链表,出现以上结果的原因是：stu是一个有固定地址的结构体变量。第一次把stu结点插入到链表中，第二次若再用它来插入第二个结点，就把第一次结点的数据冲掉了，实际上并没有开辟两个结点。为了解决这个问题，必须在每插入一个结点时新开辟一个内存区。我们修改main函数，使之能删除多个结点（直到输入要删的学号为0），能插入多个结点（直到输入要插入的学号为0）。,11.7 用指针处理链表,main()struct student*head,*stu;long del_num;printf(input records:n);head=creat();print(head);printf(ninput the deleted number:);scanf(%ld,11.7 用指针处理链表,stu定义为指针变量，在需要插入时先用malloc函数开辟一个内存区，将其起始地址经强制类型转换后赋给stu，然后输入此结构体变量中各成员的值。对不同的插入对象，stu的值是不同的，每次指向一个新的struct student变量。在调用insert函数时，实参为head和stu，将已建立的链表起始地址传给insert函数的形参，将stu（即新开辟的单元的地址）传给形参stud，返回的函数值是经过插入之后的链表的头指针（地址）,11.7 用指针处理链表,运行结果：10，10，10，：10 10 10,11.7 用指针处理链表,intput the deleted number 10103（删除）：10Now,these 4 records are10 910,intput the deleted number 10103（删除）：105Now,these 4 records are10 9,11.7 用指针处理链表,intput the deleted number:0input the inserted record 10104，87Now,these 3 records are10101 99.010104 87,input the inserted record 10106，65Now,these 3 records are10101 99.010104 8710106 65.0,11.8 共用体,例如：union data union data int i；int i;char ch；或 char ch;float f；float f；a,b,c;union data a,b,c;,11.8 共用体,共用体和结构体的比较：结构体变量所占内存长度是各成员占的内存长度之和。每个成员分别占有其自己的内存单元。共用体变量所占的内存长度等于最长的成员的长度。,例如:上面定义的“共用体”变量、各占个字节（因为一个实型变量占个字节），而不是各占个字节。,11.8 共用体,11.8.2 共用体变量的引用方式 只有先定义了共用体变量才能引用它，而且不能引用共用体变量，而只能引用共用体变量中的成员。,例如:前面定义了a、b、c为共用体变量 a.i（引用共用体变量中的整型变量）a.ch（引用共用体变量中的字符变量）a.f（引用共用体变量中的实型变量）,11.8 共用体,11.8.3 共用体类型数据的特点(1)同一个内存段可以用来存放几种不同类型的成员，但在每一瞬时只能存放其中一种，而不是同时存放几种。(2)共用体变量中起作用的成员是最后一次存放的成员，在存入一个新的成员后原有的成员就失去作用。(3)共用体变量的地址和它的各成员的地址都是同一地址。,11.8 共用体,(4)不能对共用体变量名赋值，也不能企图引用变量名来得到一个值，又不能在定义共用体变量时对它初始化。(5)不能把共用体变量作为函数参数，也不能使函数带回共用体变量，但可以使用指向共用体变量的指针(6)共用体类型可以出现在结构体类型定义中，也可以定义共用体数组。反之，结构体也可以出现在共用体类型定义中，数组也可以作为共用体的成员。,11.8 共用体,#include structint num;char name10;char sex;char job;unionint banji;char position10;category;person2;/*先设人数为2*/,11.8 共用体,void main()int i;for(i=0;i2;i+)scanf(%d%s%c%c,运行情况如下：,11.9 枚举类型,枚举：将变量的值一一列举出来，变量的值只限于列举出来的值的范围内。申明枚举类型用enumenum weekdaysun，mon，tue，wed，thu，fri，sat;定义变量：enum weekday workday，week-day;enumsun，mon，tue，wed，thu，fri，satworkday；变量值只能是sun到sat之一。,枚举元素枚举常量,11.9 枚举类型,说明：在编译中，对枚举元素按常量处理，故称枚举常量。它们不是变量，不能对它们赋值。(2)枚举元素作为常量，它们是有值的，语言编译按定义时的顺序使它们的值为，(3)枚举值可以用来作判断比较。(4)一个整数不能直接赋给一个枚举变量。,11.9 枚举类型,例:口袋中有红、黄、蓝、白、黑5种颜色的球若干个。每次从口袋中先后取出3个球，问得到3种不同色的可能取法，输出每种排列的情况。,13.9 枚举类型,#include main()enum color red,yellow,blue,white,black;enum color i,j,k,pri;int n,loop;n=0;for(i=red;i=black;i+)for(j=red;j=black;j+)if(i!=j)for(k=red;k=black;k+)if(k!=i),13.9 枚举类型,switch(pri)case red:printf(%-10s,red);break;case yellow:printf(%-10s,yellow);break;case blue:printf(%-10s,blue);break;case white:printf(%-10s,white);break;case black:printf(%-10s,black);break;default:break;printf(n);printf(ntotal:%5dn,n);,运行情况如下：1redyellowblue2redyellowwhite3redyellowblack58blackwhitered59blackwhiteyellow60blackwhiteblue total:60,11.10 用typedef定义类型,用typedef声明新的类型名来代替已有的类型名。声明INTEGER为整型typedef int INTEGER声明结构类型Typedef struct int month；int day；int year；DATE;,11.10 用typedef定义类型,声明为整型数组类型：；声明为字符指针类型：typedef char*STRING；声明POINTER为指向函数的指针类型，该函数返回整型值：typedef int(*POINTER)(),11.10 用typedef定义类型,用typedef定义类型的方法：先按定义变量的方法写出定义体（如：int i）。将变量名换成新类型名（例如：将i换成COUNT）。在最前面加（例如：typedef int COUNT）。然后可以用新类型名去定义变量。,11.10 用typedef定义类型,用typedef定义类型的方法（举例）：先按定义数组变量形式书写：int n100；将变量名换成自己指定的类型名：intNUM0；在前面加上typedef，得到 typedef int NUM；用来定义变量：NUM；,11.10 用typedef定义类型,说明：用typedef可以声明各种类型名，但不能用来定义变量。(2)用typedef只是对已经存在的类型增加一个类型名，而没有创造新的类型。(3)当不同源文件中用到同一类型数据时，常用typedef声明一些数据类型，把它们单独放在一个文件中，然后在需要用到它们的文件中用#include命令把它们包含进来。(4)使用typedef有利于程序的通用与移植。,11.10 用typedef定义类型,说明：(5)typedef与#define有相似之处，例如：typedef int COUNT；#define COUNT int的作用都是用COUNT代表int。但事实上，它们二者是不同的。#define是在预编译时处理的，它只能作简单的字符串替换，而typedef是在编译时处理的。实际上它并不是作简单的字符串替换，而是采用如同定义变量的方法那样来声明一个类型。,