[工学]C语言结构体与共用体复习课件.ppt

1,第十一章 结构体与共用体 11.1 概述 11.2 定义结构体类型和定义结构体变量 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 11.6 指针与结构体 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,2,11.1 概述 数组：同类型数据的集合； C构造类型 结构体：不同类型数据的集合； 共用体：不同类型的量共用存储单元。 若：表示学生多门课成绩，各门课成绩数据类型一 致，适合用数组表示。 若：对一系列整数排序，适合用数组表示。,3,若：编程处理若干学生的基本情况；其中每个学生 的基本情况由若干项组成，而各项的类型可能 相同或不同。 项目： 学号 姓名 性别 出生日期 成绩 电话号码 数据: 类型: 长整/字串 字串 字符 字串 整型 字串 该例构成每个学生基本情况的数据类型不同，可采 用结构体这种数据类型实现。 教工基本情况: 工号 学院 姓名 性别 工作时间 基本工资,4,11.2 定义结构体类型和定义结构体变量 1. 定义结构体类型 定义一般形式：struct 结构体名 类型标识符 成员名1； 类型标识符 成员名2； 类型标识符 成员名n； ; 其中： 1) struct 结构体名组成具体的结构体类型标识符， 可用这个结构体类型标识符去定义变量等对象； 2) 结构体名、成员名应符合标识符命名规则； 3) 类型标识符确定各成员类型；,5,【例】定义可表示学生基本情况的结构体类型。 项目： 学号 姓名 性别 出生日期 成绩 电话号码 数据: 类型: 长整/字串 字串 字符 字串 整型 字串 struct student /*特定结构体类型标识*/ long num; char name20; char sex; char birthday12; float score; char tel15; ; /*该类型共有6个成员*/,6,说明： 1) 结构体不可能有统一的结构，因此一个结构体的 成员数目、各成员的类型必须依据具体情况由用 户自己定义； 2) 一个C程序可定义多个结构体类型；定义的位置 可在函数之内，也可在函数之外；位置决定其有 效范围； 如：结构体类型1定义； void main( ) 结构体类型2定义； ; fun1() ; ,类型1有效,类型2有效,7,3) 成员名可与程序中其它量同名，且互不干扰； 4) 成员的类型也可是已定义过的结构体类型； 如：struct date /*该结构体有3个成员*/ int m; /*或int m, d, y;*/ int d; iny y; ; struct student /*该结构体有6个成员*/ long num; char name20; char sex; struct date birthday; /*成员类型：结构体*/ float score; char tel15; ;,8,5) 定义结构体类型仅仅声明了一种数据结构，编译 系统是不会为类型分配存储空间的；此时在有效 范围内，可用已定义的结构体类型去定义结构体 变量或数组，编译系统将为结构体变量或数组分 配存储空间；,9,2. 定义结构体类型的变量 三种定义方法： 1) 先定义结构体类型，再用类型标识去定义变量 struct student stu1, stu2; struct student是已定义的结构体类型标识符； stu1、stu2是所定义的结构体变量；编译时将为 结构体变量分配各自的存储空间； 2) 定义类型的同时定义变量 struct student ; /*各成员的定义*/ ; stu1, stu2;,10,3) 不使用结构体名，定义类型的同时定义变量 struct /*无结构体名*/ ; ; stu1, stu2; 说明： 结构体变量可以是局部的或全局的。 结构体变量存储空间大小为各成员长度之和； 如变量stu1存储字节数(sizeof(stu1)： TC下：4+20+1+6+4+15=50 VC下：4+20+1+12+4+15=56,11, 结构体变量的存储结构：各成员按定义顺序连续 存储； 如VC下： struct date int m, d, y; struct student long num; char name20; char sex; struct date birthday; float score; char tel15; stu1, stu2;,num name sex birthday score tel,4 20 1 12 4 15,共56字节,成员 成员字节数,stu1,m d y,12,11.3 结构体变量的引用 数组引用的单位是元素，而不能引用整个数组。 结构体变量引用的单位则是具体成员，同样结构体 变量不能被整体引用。 1. 结构体变量各成员的引用 引用形式：结构体变量名 . 成员名 其中：成员运算符 . : 一级，自左而右； 如：按以上定义 stu1.num 引用结构体变量stu1的num成员； 引用stu1的name成员(字符指针)； i 引用name成员的第i个元素； stu1.birthday.y 只能对最低级成员进行引用；,13,2. 结构体变量各成员的输入、输出 应按成员类型选择输入、输出的格式符。 【例】按以上定义输入 scanf(“%ld“, /*成员tel的指针*/ Li Feng,14,【例】按以上定义输出 printf(“nunber:%06ldn“, stu1.num); /*前导0*/ printf(“%d,%d,%d“, stu1.birthday.y, stu1.birthday.m, stu1.birthday.d); printf(“name:%sn“, ); 或： for(i=0; i!=0; i+) /*数组成员输出*/ printf(“%c“, i); 说明：. 与 运算符同为一级，自左而右运算。,15,3. 成员的赋值 1) 数值型成员赋值 如：stu1.num=60234; /*不加前导0*/ stu1.birthday.y=1988; stu1.birthday.m=5; 2) 字符数组成员赋值 如：strcpy(, “Li Feng“); 错误：=“Li Feng“; 3) 结构体变量间的赋值 如：stu2=stu1; 注：同类型结构体变量间可直接赋值，其结果是 按成员一一对应赋值。,16,4. 对成员运算 如：aver=(stu1.score+stu2.score)/2.0; 如：stu1.num+; /*.1级/+2级*/ 先访问成员num, 而后num自加1； 如：if(stu1.score60) c+;,17,4 20 1 12 4 15,5. 结构体变量的指针、结构体成员的指针 注：&优先级为2级，低于.和 ； 图示：,num name sex birthday score tel,m d y,变量stu1的指针：&stu1 num成员指针：&stu1. num name成员指针：stu1. name name第i个元素指针：&stu1. namei 最低级成员y的指针：&stu1.birthday.y 成员tel的指针：stu1.tel,stu1,18,11.4 结构体变量的初始化 定义结构体变量的同时用初值表给出初值。 【例】定义结构体变量存放两位学生的基本情况， 计算平均成绩，并以大写形式输出name成员。 #include “stdio.h“ struct student /*定义全局结构体类型*/ long num; char name20; float score; ; void main( ) /*按成员顺序给出初值*/ struct student stu1=109031,“Li Feng“,89.0, stu2=109032,“Wang Li“,71.0; float aver; int i; ; ,19, aver=(stu1.score+stu2.score)/2.0; printf(“ntaverage=%7.2fn“, aver); for(i=0; i!=0; i+) /*处理stu1 */ if(i=a /*main*/,20,11.5 结构体数组 数组是同类型元素的集合；结构体数组也是同类型 元素的集合，只不过每个元素的类型均为相同的结 构体类型。 前面介绍的结构体变量可用来表示一位学生的基本 情况，要表示多个学生的基本情况时，采用结构体 数组比较方便。,21,1. 结构体数组的定义和初始化 例：struct student long num; char name20; float score; stu3= 99001, “Li Feng“, 89.5, 99002, “Wang Yi“, 70.5, 99003, “Zhao Hui“, 92 ; 说明： 1) 数组stu各元素类型相同，都为struct student型； 2) 结构体数组stu的存储字节数为： 元素类型长元素个数=(4+20+4)3=84字节,22,3) 结构体数组stu的存储结构,stu0,stu1,stu2,99001 Li Feng0 89.5 99002 Wang Yi0 70.5 99003 Zhao Hui0 92.0,4 20 28 4,84 byte,stu1. score stu2. num,23,2. 结构体数组的引用 结构体数组在引用时，不仅要确定引用哪一个 元素，还要确定引用该元素的哪一个成员。 引用形式：数组名下标 . 成员名 其中：运算符 与. 同为一级，自左而右结合； 过程：依据数组名及下标先定位到元素，然后再定 位到成员； 如： stu0.num 访问stu数组首元素的成员num; stu0.score 访问stu数组首元素的score成员; stu1.score 访问以1为下标那个元素的score成员;,24,【例】编程求三位学生的平均成绩，并输出成绩最 高者的学号、姓名、成绩。 void main( ) struct /*定义局部结构体类型及数组*/ long num; char name20; float score; stu3= 99031, “Li Lin“, 89.0, 99032, “Wang Fang“, 71.0, 99033, “Zhao Ping“, 92.0 ; float maxs, sum=0; int i, p; ; ,25,void main( ) 结构体类型、结构体数组stu的定义及赋初值； float maxs, sum=0; int i, p; maxs=0; for(i=0; imaxs) maxs=stui.score; p=i; printf(“ntaverage=%fn“, sum/3.0); printf(“tnum:%ld, name:%s, score:%7.2fn“, stup.num, , stup.score); ,26,【例】30张选票，对三名侯选人之一投票选举，输 入得票人名字，按名字计数，输出最后选举结果。 #include “stdio.h“ #define N 30 struct person char name20; int count; ; void main( ) struct person led3= “Li“, 0, “Zhang“, 0, “Wang“, 0; ; ,led0,led1,led2,,led0.count,27,void main( ) struct person led3= “Li“, 0, “Zhang“, 0, “Wang“, 0; char lname20; int i, j; for(i=1; i=N; i+) /*i控制选票张数*/ printf(“Input %d NO.name:“, i); gets(lname); for(j=0; j3; j+) /*j控制数组下标*/ if(strcmp(, lname)=0)/*串比较*/ ledj.count+=1; break; /*计票*/ for(i=0; i3; i+) printf(“n%-10s:%d“, ,ledi.count); ,28,11.6 指针与结构体 1. 指向结构体变量的指针 一个结构体变量的指针是该变量存储区域的起始地 址，它指向结构体这个整体。 在程序中可定义一个指向同类型结构体的指针变量 ，并将该指针变量指向某结构体变量，之后便可利 用指针变量访问各成员。,29,【例】利用结构体指针，对某学生基本情况赋值并输出。 void main( ) struct student long num; char name20; float score; stu1, *p; stu1.num=99001; strcpy(, “Li Feng“); stu1.score=89.5; p= ,p,name0 name1 name19,468 472 473 491 492,stu1,30,说明： 1) 当p= p-namei：访问p指向变量的name成员第i个元素。,31,2. 用结构体指针变量访问结构体数组元素 【例】输入/输出三位学生基本情况，计算平均成绩 #include #include struct student long num; char name20; float score; ; void main( ) struct student *p, stu3; int i; float sum=0; ; ; p=stu; ; ,stu0,stu1,stu2,99001 Li Feng 89.5 99002 Wang Yi 70.5 99003 Zhao Hui 92.0,p,32,sqrt(25); /*TC下激活浮点运算*/ for(i=0; inum, p-name, p-score); for(p=stu, i=0; iscore; /*累加成绩*/ printf(“taverage=%-7.2fn“, sum/3.0); ,33,说明： 1) 若p=stu; p+的增量为元素类型长28，从而使 p指向下一个元素； 2) 当p=stu; 且保持不变时， p+i的值：stu+i元素类型长 =stu+i28 p+i含义：数组元素stri的地址； 即: p+i stu+i ,34,3. 结构体指针作为函数参数 此时实参与形参对应关系为： 实参 形参 结构体变量.成员 成员 结构体变量的指针 结构体指针变量 结构体变量名 同类型结构体变量,基本类型变量 数组名,成员的值 数组成员的指针,与成员同类型变量 同类型形参数组,结构体变量的指针,各成员值对应传递,35,【例】一结构体类型，可表示学号、姓名、三门课成绩及平均成绩，编程对两位学生的成绩求个人平 均分、输出所有数据项。 要求：1) 分别用结构体变量stu1、stu2存储数据； 2) 由函数aver实现个人平均分计算； 3) 由函数pfun实现输出； 函数间信息传递：,主 函 数,aver,pfun,结构体变量的指针,结构体变量各成员值,无返回值,无返回值,36,源程序： struct student long num; char name20; float score3; float aver; ; void main( ) ; struct student stu1=, stu2=; /*定义变量并赋初值*/ ; ,num name score0 score1 score2 aver,99001 Li Hong 89.0 76.0 90.0 0,12byte,37,void main( ) struct student /*定义结构体变量并赋初值*/ stu1=99001,“Li Hong“,89,76,90,0, stu2=99002,“Wang Li“,70.5,85.5,76,0; void aver(struct student *p); void pfun(struct student s); aver( ,38,void aver(struct student *p) int i; float sum=0; for(i=0; iscorei; p-aver=sum/3.0; return; void pfun(struct student s)/*实形参对应成员值传递*/ int i; printf(“t%ldt%st“, s.num, ); for(i=0; i3; i+) /*输出成绩成员的各元素*/ printf(“t%-7.2f“, s.scorei); printf(“t%7.2fn“, s.aver); return; ,39,【例】设计一软件计时器，用字符显示时：分：秒 struct time_stru /*该类型全局有效*/ int h, m, s; /*三个成员用一个标识符*/ void main( ) void updata(struct time_stru *t); void display(struct time_stru *t); struct time_stru time; /*定义结构体变量*/ time.h=time.m=time.s=0; clrscr( ); while(!kbhit( ) /*击键测试*/ updata( ,40,void updata(struct time_stru *t) long i; t-s+; /*秒成员自加1*/ if(t-s=60) t-m+; t-s=0; if(t-m=60) t-h+; t-m=0; if(t-h=24) t-h=0; for(i=1; ih, t-m, t-s); return; ,41,【例】TC中调用标准函数，显示系统日期和时间。 系统日期函数原形：void getdate(struct date *datep); 系统时间函数原形：void gettime(struct time *timep); dos.h头文件中结构体类型的定义： struct time unsigned char ti_min; unsigned char ti_hour; unsigned char ti_hunt; /*百分之一秒*/ unsigned char ti_sec; ; struct date int da_year; char da_day; char da_mon; ;,42,#include #include void main( ) struct date sysd; /*定义结构体变量*/ struct time syst; getdate( ,43,#include “dos.h“ #include “graphics.h“ #define PATH “c:tc“ void main( ) struct date *dp, sysdate; /*定义结构体变量*/ struct time *tp, systime; unsigned char t; int gd=VGA, gm=VGAHI, size; char ch20, *p; initgraph( ,44,tp= /*更新t*/ ,45,11.7 用指针处理链表 1. 链表概述 1) 动态数据结构概念 数组和结构体是定长数据结构，而链表、堆 栈、队列、树、图等是执行时大小可变的动态数 据结构。 链表是连成一行的数据项集合，每一个数据 项(元素)称为节点，可以在链表中的任意位置进 行节点插入或删除操作，使链表数据项的个数随 之增加或减少。,46,2) 链表的构成 单向链表图示： 1048 1370 1012 头节点 表内节点 尾节点,head,其中： 各节点是相同的结构体类型，该类型有三个成员； head是指针变量，存放链表的头节点指针1048； 各节点应包含一个指针成员存放下一节点的地址； 各节点存储有可能不连续，但各节点逻辑上连续。,47,3) 节点的构成 上图每个节点具有如下结构体类型： struct student long num; float score; structer student *next; ; /*链节成员*/ 其中： 成员num、score用于存放一个节点的具体数据； 成员next是指针类型，用于存放下一节点指针， 最后一个节点的next 成员存放空指针NULL； 成员next是指向与自身同一类型的结构，这种结 构称为自引用结构。(只有指针成员可自引用) 节点是在运行时动态生成的。,48,4) 动态内存分配和释放 建立和维护动态数据结构需要实现动态内存 分配；如在链表中插入节点需要先申请一段存储 区域，而删除一个节点需要释放该节点原先占用 的存储区域，这可由标准函数实现。 内存分配函数原形： void *malloc(unsigned size); 功能：申请长度为size个字节的内存空间；若申请 成功，返回存储块起始指针，该指针类型为 void *；否则返回空指针(NULL)。 内存释放函数原形：void free(void *p); 功能：释放p所指向的内存块。 包含文件：malloc.h、stdlib.h中均有其原型声明。,49,5) 采用链表的意义 与定长数据结构数组相比，链表能更好地利用内存，按需分配和释放存储空间。 在链表中插入或删除一个节点，只需改变某节点“链节”成员的指向，而不需要移动其它节点，相对数组元素的插入和删除效率高。 即：链表特别适合于对大线性表频繁插入和删除元素、或成员数目不定的数据结构。,50,6) 链表的类型 单链表：每个节点只有一个指向后继节点的指针 双向链表：每个节点有两个用于指向其它节点的指针；一个指向前趋节点，一个指向后继节点 循环链表：使最后一个节点的指针指向第一个节点,51,2. 单链表的建立和输出 建立链表的准备工作: 1) 定义链表的节点类型； 2) 定义与节点同类型的链表头指针变量head并赋值0，表示链表在建立之前是空的； 3) 定义与节点同类型的工作指针变量p1、p2。,52,建立链表的步骤： 1) 开辟第一个节点的存储区域，使head、p1、p2 指向第一个节点，并输入第一个节点数据；,head,p2,操作： len=sizeof(struct student); p1=(struct student *)malloc(len); scanf(“%ld,%f“, ,53,2) 开辟下一节点的存储区域，使p1指向新节点、 输入新节点数据，并将上一个节点的next成员 指向新节点；,head,p1,1048,操作： p1=(struct student *)malloc(len); scanf(“%ld,%f“, /*使p2也指向新节点*/,1370,1370,54,3) 重复第2步，建立并链接多个节点直至所需长 度，将末尾节点的next成员赋值0。,head,p2,NULL,1048 1370,操作： p1=(struct student *)malloc(len); scanf(“%ld,%f“, /*末尾节点next赋值0*/,55,【例】建立并输出有3名学生数据的单链表。 #include /*包含NULL的定义*/ #include #define N 3 struct student /*结构体类型定义*/ long num; float score; struct student *next; /*自引用结构体指针*/ ; void main( ) ,56,void main( ) struct student *head, *p1, *p2; int i, len; sqrt(5.5); /*TC激活浮点运算*/ head=NULL; /*head不指向任何位置*/ len=sizeof(struct student); /*求类型长*/ for(i=1;inum, /*标记末尾节点*/ ,57, void main( ) for(i=1; inext; /*p1指向下一节点*/ printf(“%d:num=%ld,score=%5.2fn“, i, p1-num, p1-score); /*main*/,58,【例】将上题利用函数实现，并求平均成绩。 定义如下函数： 建立链表函数: struct student *create(void); 输出链表函数: void plink(struct student *head); 求平均值函数: float averf(struct student *head); 函数间信息传递：,主 函 数,create,plink,averf,无参,头指针,头指针,无返回值,平均值,头指针,59,#include #include #define N 3 struct student /*全局结构类型*/ long num; float score; struct student *next; ; void main( ) ,60,void main( ) struct student *head, *create(void); void plink(struct student *head); float averf(struct student *head); int i, len; float aver; sqrt(5.5); clrscr( ); /*TC中使用 head=NULL; head=create( ); /*返回链表头指针*/ plink(head); aver=averf(head); /*返回平均值*/ printf(“Average=%5.2fn“, aver); ,61,struct student *create( ) struct student *head, *p1, *p2; int i, len; len=sizeof(struct student); for(i=1; inum, /返回链表头指针 ,62,void plink(struct student *head) /*输出各节点*/ struct stduent *p; int i; for(i=1; inext; printf(“%d:num=%ld,score=%5.2fn“, i, p-num, p-score); return; ,P,P,63,float averf(struct student *head) struct student *p; float sum=0; int c=0; p=head; /*使p指向首节点*/ while(p!=NULL) c+; /*c统计节点数*/ sum=sum+p-score; p=p-next; return(sum/c); /*返回平均值*/ ,64,1370,3. 节点的删除 步骤： 从头节点开始按查找关键字查找要删除的节点； 2) 找到，则将要删除节点的“链节”成员赋给前一节点的“链节”成员，使删除的节点脱离链表。 若：要删除节点为首节点，则将首节点“链节”成 员赋给链头指针变量。 3) 释放已被删除节点占用的空间。 1048 1012,head,p,NULL,1048,1012,65,【例】按上例删除指定学号的节点 struct student *del(struct student *head, long n) struct student *p1, *p2; /*n：要删除学号*/ p1=head; if(p1-num=n) head=p1-next; /*删除首节点*/ else do p2=p1; p1=p1-next; /*继续找*/ while(p1!=NULL /*返回头指针*/ ,66,void plink(struct student *head) /*更具通用性*/ struct student *p; p=head; while(p!=NULL) printf(“num=%ld, score=%5.2fn“, p-num, p-score); p=p-next; return; 注：本形式的链表输出函数具有通用性，可适应由于删除或插入节点引起的链表长度的变化。,67,4. 节点的插入 插入可分为随意插入和按顺序插入，随意插 入包括插入到头部、尾部或中间指定位置；按顺 序插入是指按某关键字的顺序插入，而在插入前 链表必须已按该关键字进行了排序。 按顺序插入的步骤： 开辟待插入节点的存储区域并输入数据； 2) 查找插入位置：从链表首节点开始按关键字成 员与待插入节点相同成员进行比较，直到确定了插入位置；,68,3) 将插入位置前一节点的“链节”成员赋给待插入节 点的“链节”成员； 若：插入点在链头，则将头指针赋给待插入节点的 “链节”成员； 4) 将待插入节点的指针赋给前一节点“链节”成员； 若：插入点在链头，先将头指针赋给插入节点的指针域，再将待插入节点的指针赋给头指针变量。,head,1048,1048 1370 1012,1012,2680,2680,69,【例】按上例在链表中按学号顺序插入节点 插入函数： struct student *insert(struct student *head) struct student *p0, *p1, *p2; long n; int len; len=sizeof(struct student); p0=(struct student *)malloc(len); /*申请新节点*/ printf(“Enter num,score to insert:“); scanf(“%ld,%f“, /*从首节点开始查找*/ ,70, p1=head; /*插入在头部*/ if(nnum) p0-next=head; head=p0; else do /*查找插入位置*/ p2=p1; p1=p1-next; while(p1!=NULL /*insert*/,71,【例】编写一个通用的函数，可根据需要建立任意 节点数的链表。 struct student *creat( ) /*无参有返回值*/ struct student *head=NULL, *p1, *p2; int len; long n; float s; len=sizeof(struct student); while(1) /*循环次数不确定*/ printf(“Enter number,score:“); scanf(“%ld,%f“, ,72, while(1) printf(“Enter number,score:“); scanf(“%ld,%f“, /*返回链表头指针*/ /*creat*/,73,补充作业/实验： JOBBCB1.C： 用随机数建立10节点有序链表。 提示：边生成随机数边建立节点，并判断新节点应插入的位置。 JOBBCB2.C： 10只猴子围成一圈选猴王，方法是1、2、3报数，数到第3者退出，用循环链表模拟。 注意：链头指针；最后一个节点链节成员指向头节点。,74,11.10 用typedef定义类型的别名 关键字typedef可用来为类型标识符建立一个 别名，这个别名同样可用于变量、数组、函数等 对象的声明。 使用一般形式：typedef 原类型名 新类型名； 其中：原类型名可以是标准的或用户定义的； 新类型名即为别名，别名通常大写； 意义： 1) 用较短的别名代替用户定义的结构体类型名; 2) 使程序具有更好的通用性。,75,如：typedef float REAL; /*定义类型别名*/ REAL x, y; /*用类型别名定义变量*/ 如：typedef unsigned long ULONG; ULONG a, b; 如： typedef struct long num; char name20; floag score4; STRSTU; /*结构体类型的别名*/ STRSTU s1,s2,stu10; /*定义变量、数组*/ void fun1(STRSTU *); /*声明函数*/,76,Turbo C对文件类型FILE的定义: typedef struct short level; /* fill/empty level of buffer */ unsigned flags; /* File status flags */ char fd; /* File descriptor */ unsigned char hold; /*Ungetc char if no buffer*/ short bsize; /* Buffer size*/ unsigned char *buffer; /*Data transfer buffer*/ unsigned char *curp; /*Current active pointer*/ unsigned istemp; /*Temporary file indicator*/ short token; /*Used for validity checking*/ FILE; /*This is the FILE object*/,77,Visaul C在stdio.h中对文件类型FILE的定义: struct _iobuf char *_ptr; int _cnt; char *_base; int _flag; int _file; int _charbuf; int _bufsiz; /缓冲区尺寸 char *_tmpfname; ; typedef struct _iobuf FILE;,78,习题10.3 输入10个整数，将其中的最小数与第一个对换，最大数与最后一个对换。用函数实现I/O及对换处理