用户自定义数据类型.ppt

第8章 用户自定义数据类型 在现实中，经常要处理一些复杂的数 据，它们由多个数据对象聚合而成，且这 些数据分项的数目和数据类型不尽相同。 C语言了提供类型构造器，使程序员可 以自行定义数据类型，本章介绍结构类型 、联合类型和枚举类型。 1 第8章 用户自定义数据类型 8.1 结构类型及其变量的定义 8.2 结构数组 8.3 结构和指针 8.4 联合类型 8.5 枚举类型 8.6 用typedef定义类型别名 2 8.1 结构类型及其变量的定义 在应用中，一组数据往往具有不同的数据类型 。例如：学生数据(描述学生的基本情况) 学号、姓名、性别、籍贯、出生年月、成绩 (这些数据项称为学生数据的分量或成员)。 它们具有如下特征： (1) 由多个数据对象聚合而成 (2) 被聚合的数据对象，类型可相同，也可不同 (3) 成员具有相对的独立性，可以单独被访问 3 8.1 结构类型及其变量的定义 8.1.1 结构类型的定义 结构类型是聚合数据对象的抽象，通常由程 序员根据聚合数据对象的聚合形态自行定义，因 此结构类型是用户自定义数据类型。 定义结构类型的语法格式 struct 结构类型名 成员列表; ; 1. 定义结构类型的一般格式 4 8.1 结构类型及其变量的定义 8.1.1 结构类型的定义 struct Student int number; char name9; int age; char sex; ; 例8.1 定义一个用于描述学生数据的结构类型 5 说明： struct是关键字，声明要定义一个结构类型； 结构类型名用标识符命名， (注意：“见名知义”)； 成员列表给出n个成员的声明，成员可以是基本类 型变量、数组，也可以是另一结构类型变量等。对 每个成员必须作类型声明，成员之间用分号分隔。 大括号“”后面的；是必不可少的。 8.1 结构类型及其变量的定义 6 8.1 结构类型及其变量的定义 8.1.1 结构类型的定义 (1) 系统不会为结构类型分配内存单元； (2) 每个成员都不是独立的，它不是一般的 变量，而是跟结构联系在一起的。 (3) 结构类型可以嵌套定义。(在一个结构类 型中包含另一个或一些结构类型)，通常用于 结构类型的成员是一个结构变量的场合。 2. 结构类型的几点说明 7 8.1 结构类型及其变量的定义 struct Student int number; char name9; struct Birthday int year; int month; int day; birthday; char sex; ; 例8.2 将例8.1中struct Student的第三个成员年 龄age改为出生年月birthday。 成员birthday的类 型又是结构类型 (struct Birthday, 描述日期的类型) 8 8.1 结构类型及其变量的定义 (4) 允许定义无类型名的结构类型 2. 结构类型的几点说明 struct int year; int month; int day; birthday; (5) 可用sizeof运算符计算结构类型的长度(字节数) “无名”结构类型必须后 随结构变量的定义，常 用于内嵌的结构类型。 例如：printf(“%d”,sizeof(struct Student); 9 8.1 结构类型及其变量的定义 8.1.2 结构类型数据对象的定义及初始化 结构类型数据对象包括一般变量、指针、数 组等，对应称为结构变量、结构指针、结构数组 。 先定义结构类型再定义结构变量 struct 结构类型名 结构变量名表； 1. 定义结构变量(三种方式) 用已定义的struct Student定义学生结构变量； struct Student student1,student2; 10 8.1 结构类型及其变量的定义 8.1.2 结构类型数据对象的定义及初始化 在定义结构类型的同时定义结构变量 struct Student int number; char name9; struct Birthday int year; int month; int day; birthday; char sex; student1,student2; 11 8.1 结构类型及其变量的定义 8.1.2 结构类型数据对象的定义及初始化 直接定义结构变量 struct int number; char name9; struct Birthday int year; int month; int day; birthday; char sex; student1,student2; struct 成员表列; 变量名列表; 该方式没有给出结 构类型名，通用性不强 。 12 8.1 结构类型及其变量的定义 在定义结构变量的同时对其初始化，格式为 ： struct 结构类型名 结构变量名=成员初始化值表; 2. 结构变量的初始化 struct Student int number; char name9; struct Birthday int year; int month; int day; birthday; char sex; student1=1101,”lilin”,1985,08,01,M; 13 8.1 结构类型及其变量的定义 8.1.3 结构成员的引用 1. 结构成员的表示 如同定义了数组就可以访问数组的任意一个元 素一样，定义了结构数据对象(结构变量)，就可以访 问其中每一个成员。 结构成员可以像基本变量那样使用，如：赋值 、 输入输出、参加表达式的计算等。 要访问结构变量中的一个成员，必须同时给出 整体(结构变量)的名称和个体(成员)的名称。 14 8.1 结构类型及其变量的定义 假设有如下定义： struct Student s1, s2100, *s3= s2是结构数组，该数组包含100个类型是struct Student的变量，可存储100个学生的信息; s3是结构指针，用来存放struct Student类型数据 对象s1的内存首地址; 15 8.1 结构类型及其变量的定义 假设有如下定义： struct Student s1, s2100, *s3= 结构数组元素成员的表示： 即：s2的第六个元素(结构变量)的name成员； 结构指针成员的表示：s3-name 或 (*s3).name 即：结构指针s3所指向的结构变量s1的name成员; 16 8.1 结构类型及其变量的定义 8.1.3 结构成员的引用 2. 成员运算符 (1) “.” 作用在结构变量(含数组元素)上，其左操作数 是结构变量名(或数组元素)，右操作数是成员名。 (2) “-” 作用在结构指针上，其左操作数是结构指针 名，右操作数是成员名。 17 8.1 结构类型及其变量的定义 8.1.3 结构成员的引用 3. 嵌套结构的结构成员的表示 结构成员本身又是结构变量，称为嵌套结构。 必须使用若干个成员运算符来连接多个结构变量及 其对应的分量，逐级表示到最低一级成员。 语法格式为： 结构变量名.结构变量名. .成员名 例如： student1.birthday.year 18 8.1 结构类型及其变量的定义 8.1.3 结构成员的引用 4. 结构变量成员的引用 结构变量的成员可以像普通变量一样进行各 种运算，如：赋值、输入输出、计算及地址操作等 。 student1.number=11001 scanf(“%c”, 则：printf(“%d,%s,%cn”,student1); printf(“%d,%s,%cn”,student1.number, ,student1.sex); student1=student1+student2; (1) 若成员是基本数据类型，可以直接引用； 20 8.1 结构类型及其变量的定义 8.1.3 结构成员的引用 5. 结构成员的表示和引用的注意事项 (3) 可以将一个结构变量作为一个整体赋给另一个具 有相同类型的结构变量，其作用相当于逐个对位于 赋值语句左部的结构变量的每个分量赋值。如： student2=student1; 等效于： student2.number=student1.number; strcpy(,); student2.sex=student1.sex; 21 例8.3 试分析以下程序的执行结果。 #include struct Birthday int m; int d; int y; ; struct Student long num; char name10; int age; char sex; struct Birthday birthday1; 运行结果为： student1:01001 lili 18 M 12/15/1982 student2:01001 lili 18 M 12/15/1982 8.1 结构类型及其变量的定义 22 例8.3 试分析以下程序的执行结果。(续) void main() struct Student student1=1001,“lili“,18,M, 12,15, 1982,student2; student2=student1; /*把student1赋值给student2*/ printf(“student1:%ld %s %d %c %d/%d/%dn“, student1.num, , student1.age, student1.sex, student1.birthday1.m, student1.birthday1.d, student1.birthday1.y); printf(“student2:%ld %s %d %c %d/%d/%dn“, student2.num, ,student2.age, student2.sex, student2.birthday1.m, student2.birthday1.d, student2.birthday1.y); 8.1 结构类型及其变量的定义 23 8.1 结构类型及其变量的定义 8.1.3 结构成员的引用 5. 结构成员的表示和引用的注意事项 (4) 不允许将一组常量直接赋给一个结构变量。 例如： student1=1001,“lili“,18,M,12,15, 1982; 24 例8.4 假设职工数据包括：职工编号、姓名 、工资、地 址、电话,试定义职工类型并用它来声明职工变量,然后访 问其各个成员。 struct Employee long code; char name20; float salary; char address50; char phone11; ; 8.1 结构类型及其变量的定义 25 例8.4 (续) #include void main( ) struct Employee ps1=123,“chen“,2000.0,“qianzhou“,“2699999“,ps2; printf(“please input data of the second employee“); scanf(“%ld“, printf(“name:“); scanf(“%s“,); printf(“phone:“); scanf(“%s“,ps2.phone); strcpy(ps2.address,ps1.address); ps2.salary = ps1.salary*1.5; 8.1 结构类型及其变量的定义 26 例8.4 (续) printf(“ncode:%ldn“,ps1.code); printf(“name:%sn“,); printf(“salary:%6.2fn“,ps1.salary); printf(“address:%sn“,ps1.address); printf(“phone:%sn“,ps1.phone); printf(“ncode:%ldn“,ps2.code); printf(“name:%sn“,); printf(“salary:%6.2fn“,ps2.salary); printf(“address:%sn“,ps2.address); printf(“phone:%sn“,ps2.phone); 8.1 结构类型及其变量的定义 27 8.2 结构数组 一个职工结构类型(struct Employee)变量 一次只能存储单个职工数据的各个数据项。若 程序中要处理多名职工的数据(输入n个职工的 数据并按姓氏排序)。 需建立职工类型数组，再对数组的成员排序。 28 8.2 结构数组 姓名性 别 出生年月部门职称工资奖金健康 状况 陈沙 风 男67.03.25财务 部 会计2000.0 1500.0良好 孙小雄 男58.10.01 技术部 高工 3000.0 2000.0良好 黎珂女60.05.10质检 部 助工 2000.0 1000.0良好 吴江女77.07.20营销 部 职员1500.0500.0良好 林天阳男80.08.21物流部 职员1500.0600.0良好 emp1 emp2 emp3 emp4 emp5 emp5 29 8.2 结构数组 8.2.1 结构数组的定义及其应用 定义结构数组的语法格式 格式二： struct 结构类型名 成员表; 数组名常量表达式; 1. 结构数组的定义 格式一：struct 结构类型名 数组名常量表达式; struct Student st10; struct Student int number; char name9; char sex; st5;30 8.2 结构数组 8.2.1 结构数组的定义及其应用 一维结构数组的初始化 2. 结构数组的初始化 struct Student st3= 1101，“lilin”，1985，08，01，M， 1102，“wangjing”，1985，07，01，F， 1103，“chenfei”，1986，03，25，F; 31 8.2 结构数组 8.2.2 对结构数组的操作 结构数组名下标表达式 或： *(结构数组名+i) 1. 引用结构数组元素 例如： employee2 或： *(employee+3) 32 8.2 结构数组 8.2.2 对结构数组的操作 结构数组名下标表达式.成员名 例如： employee3.salary 2. 引用结构数组元素的成员 (1) 结构数组元素成员可以像基本变量一样使用 ； scanf(“%s”,); (2) 不能将结构数组元素作为一个整体输入输出； printf(“%dn”,employee0); 或：scanf(“%d”, (3) 可以将结构数组元素作为一个整体进行赋值。 employee0=employee1; 33 8.2 结构数组 8.2.2 对结构数组的操作 3. 结构数组应用实例 例8.5 计算学生的平均年龄。 #include struct Student int number; char name20; int age; stu4= 1011,“li li“,21, 1022,“li hong“,23, 1023,“wang ping“,22, 1024,“zhang san“,22 ; /* 定义学生结构数组并初始化之 */ 34 8.2 结构数组 例8.5 计算学生的平均年龄。(续) void main() int i=0; float ave,s=0; for(i=0;i #define N 10 /*设备数量*/ struct Device char type; int count; ; 8.2 结构数组 36 例8.6 (续) void main() struct Device array =A, 0, B, 0, C, 0; int i, j; char device_type; for(i=1; iname 等价 38 8.3 结构和指针 8.3.1 指向结构变量的指针 赋于其一个已存在的、基类型相同的结 构变量地址，也可赋空地址(NULL)。 2. 结构指针的初始化 例如：struct Employee employee1, *EmpPtr= 39 8.3 结构和指针 8.3.1 指向结构变量的指针 3. 通过结构指针来引用结构变量成员 例8.7 将一个学生数据存放在学生类型结构变量中, 并以直接访问结构成员、通过结构指针间接访问结 构变量成员的方式输出各个成员的值。 #include #include struct Student long num; char name20; int age; char sex; ; 运行结果为： name:Wang Li number:89101 age:18 wex:M 40 例8.7 (续) void main() struct Student student, *p; p= strcpy(, “Wang Li“); student.num=89101; student.age=18; student.sex=M; printf(“nname:%snnumber:%ldnage:%dnsex:%cn“, , student.num, student.age, student.sex); /*直接访问结构变量成员*/ printf(“nname:%snnumber:%ldnage:%dnsex:%cn“, (*p).name, (*p).num, (*p).age, (*p).sex); /*通过结构指针间接访问结构变量成员*/ printf(“nname:%snnumber:%ldnage:%dnsex:%cn“, p-name, p-num, p-age, p-sex); /*通过结构指针间接访问结构变量成员*/ 8.3 结构和指针 41 8.3 结构和指针 8.3.2 指针变量作为结构成员 例8.8 指针变量作结构变量的成员。 #include struct Student /*定义结构类型*/ int number; char *name; /*为指针变量,可指向一字符串*/ ; void main() struct Student stu=1101,“lili“; /*定义结构变量并对其进行初始化*/ printf(“%sn“, stu.(*name); /*输出stu成员*/ 42 8.3 结构和指针 8.3.2 指针变量作为结构成员 例8.8 如果没有上面的初始化,则name的指向是不确 定的,即不可用,欲使用之,必须调用calloc函数为其申 请内存空间。与此相应,我们将主函数改为： void main() struct Student stu; /*定义结构变量,但未初始化*/ scanf(“%d“, =(char *)calloc(21,sizeof(char); /*申请字符数组的空间,并将首址存在name指针中*/ scanf(“%s“,); printf(“%sn“, stu.(*name); 43 8.3 结构和指针 定义一个结构指针指向一个结构数组， 即可利用该指针间接访问结构数组的元素。 例如： struct A int a; float b; ;arr3,*p; p=arr; 1 1.5 2 2.5 3 3.5 arr0 arr1 arr2 arr p 请分析： p-a; (p+)-a; (+p)-a; (p-a)+; 8.3.3 指向结构数组的指针 44 例8.9 指向结构数组的指针应用：学生类型结构数组中存 放若干学生的数据,通过结构指针输出各个学生的数据。 #include struct Student int num; char name20; char sex; int age; struct Student stu2=10101,“li lin“,M,18, 10102,“zhang fan“,M,19; 8.3 结构和指针 运行结果为： No. Name sex age 10101 Li lin M 18 10102 Zhang fan M 19 45 例8.9 指向结构数组的指针应用：学生类型结构数组中存 放若干学生的数据,通过结构指针输出各个学生的数据。 void main() struct Student *p; printf(“No. Name sex agen“); for(p=stu; pnum,p-name,p-sex,p-age); 8.3 结构和指针 46 8.3 结构和指针 8.3.4 结构指针作为函数参数 例8.10 输出学生的姓名及年龄 。 #include struct Student int number; char name20; int age; /*定义函数age,参数为结构指针*/ void age (struct Student *p) printf(“%sn“,p-name); /*输出P指针指向的name这个成员*/ printf(“%dn“,p-age); /*输出P指针指向的age这个成员*/ 47 8.3 结构和指针 8.3.4 结构指针作为函数参数 例8.10 输出学生的姓名及年龄 (续)。 void main() struct Student stu3=1101, “kiki“, 23, 1102, “honghong“, 24, 1103, “mingming“, 23; struct Student *p; p= /*将结构数组的第一个元素的地址赋给指针变量p*/ age(p+1); /*将第二个元素的地址作为实参传递给函数age*/ 48 8.3 结构和指针 例8.11 编写一个程序用来建立一份职工花名册(输入五个 职工数据),统计员工工资和奖金的总和。 (要求：输入、输出和统计等功能用函数实现) #include Struct Employee /*定义职工结构类型*/ char name9; char sex; char birthday9; char dept11; char ProTitle9; float salary; float bonus; char health; ; 49 8.3 结构和指针 例8.11 (续) /*定义表示工资和奖金统计结果的类型,该类型可以作为 sum函数的返回值类型*/ struct Total char title110; float sum1; char title210; float sum2; #define NUM 5 /*定义职工人数*/ void ReadEmplo(struct Employee employee ); void WriteEmplo(struct Employee employee); struct Total sum(struct Employee employee ,struct Total temp); 50 8.3 结构和指针 例8.11 (续) void main() struct Employee employeeNUM; struct Total t1=“工资总和:“, 0, “奖金总和:“ , 0; int i; ReadEmplo(employee); for(i=0;ib 与结构变量一样，对联合变量只能在成员级 上进行操作。例如： union data int i; float j; char c; data1,*p; 60 8.4 联合类型 8.4.3 联合类型的应用示例 假设有若干人员的数据，包括教师和学生。学生的数 据包括:姓名、号码、性别、职业、班级。教师的数据 包括:姓名、号码、性别、职业、职务。要求把它们放 在一张表中。如果job项是“s”,则第5项为class;如果 job项是“t”,则第5项为position。 分析：如果job项输入s(学生)，则使程序接收一个整 数给class(班号)，如果job的值为t(教师)，则接收一 个字符串给position20。 61 8.4 联合类型 8.4.3 联合类型的应用示例 struct Persin long num; char name20; char sex; char job; /*职业*/ union Category int class; /*班级*/ char position20; category; person10; 62 8.5 枚举类型 上述表示法存在两个问题: (1)含义不明确,可读性差; (2)无法实现用区间限制来防止越界。 week：Sunday,Monday,Tuesday,Wednesday, Thursday,Friday,Saturday 看下列一组常用又特殊的数据： 可用整型数的一个子集0,1,2,3,4,5,6作为值域 63 8.5 枚举类型 8.5.1 枚举类型的定义 enum 枚举类型名 枚举值表; 枚举型是一种特殊的数据类型，它的值域是某些 个整数的集合。集合是可以指定的，集合中的所有整 数都可以命名。枚举类型定义的语法格式为： enum WeekSunday=7, Monday=1, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday; 枚举值表中的每个值都是一个命名的整型常量，称为 枚举常量。其格式为：枚举常量名=整数 64 8.5 枚举类型 8.5.2 枚举变量的定义和使用 用已定义的enum Week类型定义weekDays变量 1. 用变量定义语句定义枚举类型变量 enum Week weekDays=Sunday; enum WeekSunday=7, Monday=1, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, SaturdayweekDays=Sunday; 在定义enum Week类型同时定义weekDays变量 65 8.5 枚举类型 8.5.2 枚举变量的定义和使用 (1) 枚举类型变量的取值只能在枚举类型定义的值域 内，并且依次只能取一个值 注意事项： workDays=Monday; （） workDays=(enum Week) 2; （） workDays