c10结构体、共用体及枚举类型.ppt

C语言程序设计,第10章 结构体、共同体与枚举类型,问题：实际应用中，通常会将相关的不同类型的数据项组成一个有机的整体，这些数据项在计算机中如何表示？,学生登录信息 学生成绩表,这些数据的特点是： 1、有多项不同类型数据组成 2、各项数据占用空间大小有可能不同 C语言为了表示这种数据，定义了一种数据结构：结构体。,引子,第10章 结构体、共同体与枚举类型,本章难点,结构体类型及变量 结构体数组的使用 指针和结构体 共用体、枚举、用户自定义类型,结构体指针变量的引用 链表的建立、插入、删除、输出等操作 共用体类型的数据特点,本章要点,10.1,10.2,10.3,10.4,10.5,结构体变量的定义,结构体变量的引用和初始化,结构体数组,结构体指针变量,结构体与函数,本章主要内容,10.6,10.7,10.8,10.9,10.10,位段结构体,链表,共同体,枚举类型,用typedef定义类型,本章主要内容,结构体类型定义 结构体是一种构造数据类型 一个“结构体”类型由若干“成员”组成，每一个成员可以是一个基本数据类型或者是一个结构体类型。 结构体类型定义,struct 结构体名 类型标识符 成员名； 类型标识符 成员名； . ；,成员类型可以是 基本型或构造型,struct是关键字, 不能省略,合法标识符 可省:无名结构体,10.1 结构体变量的定义,定义义结构体类型时，应注意 成员类型可以是除本身结构体类型之外的任何已有类型，也可以是任何已有类型(包括本身类型在内)的指针类型，即构成嵌套的结构。 当一个结构体类型定义在函数之外时，它具有全局作用域；若定义在任一对花括号之内，则具有局部作用域，其作用范围是所在花括号构成的块。 结构体是一种复杂的数据类型，是数目固定、类型不同的若干成员的集合，结构体类型的定义只是列出了该结构的组成情况，编译系统并未因此而分配存储空间，当定义了结构体类型的变量或数组后，编译系统才会分配存储空间。 成员名可以与程序中的变量名相同，二者不代表同一个对象。 如果两个结构体的成员类型、名称、个数相同，但结构体名不同，也是两个不同的结构类型。,例如，可将日期定义为一个结构体： struct date int month; int day; int year; ;,结构体变量的定义 先定义结构体类型，再定义结构体变量 先定义结构体类型，再定义结构体变量 例如 在定义结构体类型的同时定义结构体变量 例如 直接定义结构体变量 例如,struct stu int num; char name20; char sex; int age; float score; struct date birthday; ; struct stu boy1,boy2;,struct stu int num; char name20; char sex; int age; float score; struct date birthday; boy1,boy2;,struct int num; char name20; char sex; int age; float score; struct date birthday; boy1,boy2;,10.1,10.2,10.3,10.4,10.5,结构体变量的定义,结构体变量的引用和初始化,结构体数组,结构体指针变量,结构体与函数,结构体变量的引用 引用方式： 结构体变量名.成员名 其中点号“.”称为成员运算符，它在所有的运算符中优先级最高。 引用结构体变量时，应注意以下几点 不能将一个结构体变量作为一个整体进行输入输出 如果成员本身又是一个结构体类型，则要用若干个成员运算符逐级找到最低一级的成员才能引用 对成员变量可以像普通变量一样进行各种运算 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,10.2 结构体变量的引用和初始化,例如，对前面定义的结构变量boy1和boy2，其成员的引用形式如下。 boy1.num /* 第一个人的学号 */ boy2.sex /* 第二个人的性别 */,结构体变量的初始化 本例中，对结构体变量boy1作了初始化赋值，然后把boy1的值整体赋予boy2，最后用printf函数输出boy2各成员的值。,例对结构变量初始化。 #include main() struct stu int num; char name20; char sex; int age; float score; boy2,boy1=102,“Zhang ping“,M,20,78.5; boy2=boy1; printf(“Number:%dnName:%sn“,boy2.num,); printf(“Sex:%cnage:%dScore:%4.1fn“,boy2.sex,boy2.age,boy2.score); ,运行结果： Number:102 Name:Zhang ping Sex:M Age:20 Score:78.5,本章主要内容,10.1,10.2,10.3,10.4,10.5,结构体变量的定义,结构体变量的引用和初始化,结构体数组,结构体指针变量,结构体与函数,结构体数组的定义 结构体数组的每一个元素都具有相同的结构体类型 三种形式：,形式一: struct student int num; char name20; char sex; int age; ; struct student stu2;,形式二: struct student int num; char name20; char sex; int age; stu2;,形式三: struct int num; char name20; char sex; int age; stu2;,10.3 结构体数组,结构体数组初始化 一个结构体数组的元素相当于一个结构体变量，引用结构体数组元素的一般形式为 结构体数组名下标.成员名 例如,#include struct stu int num; char name20; char sex; float score; boy5= 101,“Li ping“,M,45, 102,“Zhang ping“,M,62.5, 103,“He fang“,F,92.5, 104,“Cheng ling“,F,87, 105,“Wang ming“,M,58 ; main() int i,c=0; float ave,s=0; for(i=0;i5;i+) s+=boyi.score; if(boyi.score60) c+=1; ave=s/5; printf(“average=%fncount=%dn“,ave,c); ,运行结果： average=69.000000 count=2,本章主要内容,10.1,10.2,10.3,10.4,10.5,结构体变量的定义,结构体变量的引用和初始化,结构体数组,结构体指针变量,结构体与函数,指向结构体变量的指针 定义形式：struct 结构体名 *结构体指针名; 例如struct stu boy,*pstu; 定义了结构体变量boy和结构体指针变量pstu，通过赋值语句可使pstu指向boy, 构体指针可以访问结构体变量的各个成员，一般形式为 结构体指针变量-成员名 运算符“-”的优先级比较高，高于算术运算符、关系运算符、逻辑运算符 例如 +pstu-num 等价于 +(pstu-num) 结构体指针访问结构体变量的形式也可以表示为 (*结构体指针变量).成员名 例如 (*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“*”,10.4 结构体指针变量,存放结构体变量在内存的起始地址,以下三种形式是等价 结构体变量名.成员名 (*结构体指针变量).成员名 结构体指针变量-成员名,结构指针变量的引用 #include struct stu int num; char name20; char sex; float score; boy=102,“Zhang ping“,M,78.5,*pstu; main() pstu= ,运行结果： Number=102 Name= Zhang ping Sex=M Score=78.500000 Number=102 Name= Zhang ping Sex=M Score=78.500000 Number=102 Name= Zhang ping Sex=M Score=78.500000,指向结构体数组的指针 普通数组可以通过指针变量来访问，同样，也可以通过结构体指针访问结构体数组。 例如 pstu=boy;或pstu= pstu就指向了该结构体数组的首地址（即第一个元素boy0的地址）。结构体指针pstu加1则指向下一个元素,用指针变量输出结构体数组。 #include struct stu int num; char name20; char sex; float score; boy5= 101,“Zhou ping“,M,45, 102,“Zhang ping“,M,62.5, 103,“Liu fang“,F,92.5, 104,“Cheng ling“,F,87, 105,“Wang ming“,M,58 ; main() struct stu *ps; printf(“NotNametttSextScoretn“); for(ps=boy;psnum,ps-name,ps-sex,ps-score); ,运行结果： No Name Sex Score 101 Zhou ping M 45.0 102 Zhang ping M 62.5 103 Liu fang F 92.5 104 Cheng ling F 87.0 105 Wang ming M 58.0,本章主要内容,10.1,10.2,10.3,10.4,10.5,结构体变量的定义,结构体变量的引用和初始化,结构体数组,结构体指针变量,结构体与函数,结构体变量作为函数参数 结构体变量的成员可作为函数的实参，用法和普通变量作实参一样 例如,10.5 结构体与函数,显示学生的基本信息,利用结构体变量作为函数参数编程。 #include #include struct stu int num; char name20; char sex; float score; ; main() void list(struct stu student); struct stu student; student.num=101; strcpy(, “Zhou ping“); student.sex=M; student.score=45; list(student); void list(struct stu student) printf(“Number=%dtName=%sn“,student.num,); printf(“Sex=%cttScore=%fn“,student.sex,student.score); ,运行结果： Number=101 Name=Zhou ping Sex=M Score=45.000000,返回结构体类型数据的函数 函数的返回值可以是整型、实型或指针类型等 例如,显示学生的基本信息,利用结构体变量作为函数参数编程。输入数据部分用函数实现 #include struct stu int num; char name20; char sex; float score; student; main() void list(struct stu student); struct stu newstudent(); student=newstudent(); list(student); void list(struct stu student) printf(“Number=%dtName=%sn“,student.num,); printf(“Sex=%cttScore=%fn“,student.sex,student.score); struct stu newstudent() struct stu newstu; scanf(“%d“, ,运行结果： 101Li ping M 76 Number=101 Name=Li ping Sex=M Score=76.000000,结构体指针作为函数参数 结构体指针作为函数的参数时，传递的只是地址，从而减少结构变量作参数时引起的空间和时间上的开销 例如,显示学生的基本信息,利用结构体指针变量作为函数参数编程。 #include struct stu int num; char name20; char sex; float score; ; main() void list(struct stu *student); struct stu student; student.num=101; strcpy(, “Zhou ping“); student.sex=M; student.score=45; list( ,运行结果： Number=101 Name=Zhou ping Sex=M Score=45.000000,本章主要内容,10.6,10.7,10.8,10.9,10.10,位段结构体,链表,共同体,枚举类型,用typedef定义类型,位段结构体类型和位段结构体变量 C语言允许在一个结构体中以位为单位来指定其成员所占内存长度，这种以位为单位的成员称为“位段”或称“位域” 定义 例如 位段结构体变量的定义与结构体变量定义方式相同 位域的引用 一般形式为：位段结构体变量.位域名 例如,10.6 位段结构体,struct 位段结构体名 类型标识符 位域1：位域长度； 类型标识符 位域2：位域长度； . . . 类型标识符 位域n：位域长度； ,struct bs int a:8; int b:2; int c:6; data;,位域的引用 #include main() struct bs unsigned a:1; unsigned b:3; unsigned c:4; bit,*pbit; bit.a=1; bit.b=7; bit.c=15; printf(“%d,%d,%dn“,bit.a,bit.b,bit.c); pbit= ,运行结果： 1，7，15 0，3，15,本章主要内容,10.6,10.7,10.8,10.9,10.10,位段结构体,链表,共同体,枚举类型,用typedef定义类型,链表概述 概述，是一种数据结构，可以动态分配内存，链表由结点组成，每个结点有数据域和指针域两个域。 “头指针”指向第一个元素结点，指针域指向下一结点。 结构定义，如 形式如右图所示 例如,10.7 链表,struct stu int num; char name20； struct stu * next； ,struct stu int num; char name20; struct stu *next; ;,动态内存管理 内存空间分配函数malloc 原型 void * malloc(unsigned int size) 例 float * pc; pc=(float*)malloc(5*sizeof(float); 内存空间函数calloc 原型 void * calloc(unsigned n, unsigned size); 例 pc=(float *)calloc(8,sizeof(float); 释放内存空间函数free 原型 void free(void * p); 例如,动态数组的建立和使用。 #include #include main() float *pf; int i,n; scanf(“%d“,/*调用free函数时，会自动将指针pf的类型转换为void指针类型 */ ,运行结果： 5 1.100000 2.200000 3.300000 4.400000 5.500000,创建链表 读取数据； 生成新结点； 将数据存入新结点； 将新结点插入到链表中。 例如：从键盘读入学生的信息，包括学号、成绩，当输入的学号为0时，表示建立链表结束。 流程图如图,#include #include #define LEN sizeof(struct stu)/*LEN为结构体类型struct stu的长度*/ struct stu int num; float score; struct stu *next; ; struct stu *creat() struct stu *head;/* 用于指向链表的第一个结点，即头指针 */ struct stu *p; /* 用于指向新生成的结点 */ struct stu *tail;/* 用于指向链表的最后一个结点 */ int x; tail=head=NULL; scanf(“%d“, ,顺序访问链表中的结点 所谓“访问”就是对各结点的数据域中的值进行修改、运算、输出等 例如：编写函数，顺序输出链表中各结点数据域中的内容。顺序输出链表的算法比较简单，只需利用一个工作指针(p)从头到尾依次指向链表中的每个结点，当指针指向某个结点时，就输出该节点数据域中的内容，直到遇到链表结束标志为止。如果链表为空，就输出提示信息。,void list(struct stu *head) struct stu *p; p=head; if(head!=NULL) printf(“The list records are:n“); do printf(“%dt%5.1fn“,p-num,p-score); p=p-next; /* p指针后移 */ while(p!=NULL); else printf(“The list is null“); main() struct stu *head; head=creat(); list(head); ,运行结果： 101 90 102 89 0 The list records are: 101 90.0 102 89.0,在链表中插入结点 指将一个结点插入到一个已有链表中，因此，创建链表的过程，也可以理解为将一个个结点插入到空链表中。 算法过程 输入数据 生成新结点 将数据存入新结点 在链表中寻找第一个大于新结点学号的结点 如果链表为空，直接插入新结点，即新结点为链表的唯一的结点 查找成功，该结点为链表的第一个结点，将链表的头指针指向新结点，新结点的next域指向原来链表的第一个结点，即插到表头之前 查找成功，该结点不是链表的第一个结点，将新结点插入到该结点之前，即插到表的中间 查找不成功，插入到链表末尾的后面 例如：编写函数，将一个结点插入到一个已有学生链表中，设已有链表按学号由小到大顺序排列。 程序运行过程,struct stu * insert(struct stu *head,struct stu *stud) struct stu *p0; /* p0指向要插入的新结点 */ struct stu *p1; /* p1指向链表中第一个学号大于新结点的学号的结点 */ struct stu *p2; /*p2指向p1的前驱结点，即p2的next域指向p1 */ p0=stud; p1=head; if(head=NULL) /* 情况，原来的链表为空表 */ head=p0; p0-next=NULL; else while(p1!=NULL) ,运行结果： 102 95 100 94 101 93 103 99 0 The list records are: 100 94.0 101 93.0 102 95.0 103 99.0,在链表中删除结点 过程 从p1指向的第一个结点开始，检查其数据是否等于给定的关键字(如学号)，如果相等就将该结点删除，否则p1后移一个结点，再如此进行下去，直到遇到表尾为止。 如果删除的是第一个结点(由p1指向)，例如，删除学号为100的学生结点，头指针指向第二个结点，操作为：head=p1-next，如图10-6所示 如果要删除的不是第一个结点，例如，删除学号为102的学生结点，即让学号为101的学生结点(由p2指向)的next指针域指向学号为103的学生结点，操作为：p2-next=p1-next，如图10-7所示 例如：编写链表删除函数，根据输入的学号删除学生结点。,struct stu *del(struct stu *head,int num) struct stu *p1; /*p1指向要删除的结点*/ struct stu *p2; /*p2指向要删除的结点的前驱结点*/ if(head=NULL) /*空链表*/ printf(“The list is NULLn“); else p1=head; while(p1!=NULL /*输出链表*/ ,运行结果： 02 95 100 94 101 93 103 99 0 The list records are: 100 94.0 101 93.0 102 95.0 103 99.0 please input the number for deletion：102 delete:102 The list records are: 100 94.0 101 93.0 103 99.0,本章主要内容,10.6,10.7,10.8,10.9,10.10,位段结构体,链表,共同体,枚举类型,用typedef定义类型,共用体类型及其变量的定义 共用体变量中的所有成员占用同一段内存空间，共用体又称为“联合体” 共用体类型定义 例如,union 共用体名 类型标识符 成员名； 类型标识符 成员名； . ；,例 union data int i; char ch; float f; ;,类型定义不分配内存,10.8 共同体,先定义共用体类型后定义共用体变量 union data int i; char s6; float f; ; union data a,b,c;,同时定义共用体类型和变量 union data int i; char s6; float f; a,b,c;,直接定义共用体变量 union int i; char s6; float f; a,b,c;,共用体变量的定义有三种方式,共用体变量的引用 引用共用体变量成员方式有如下三种 例如 例如,共用体变量名.成员名= 共用体指针变量名-成员名= (*共用体指针变量名).成员名,程序示例 #include #include main() union char a4; struct bt char c1; char c2; char c3; char c4; chs; d; strcpy(d.a,“deab“); printf(“%c,%cn“,d.chs.c2, d.chs.c3); ,共用体变量的地址和它的各个成员的地址相同 d的成员a和chs的首地址相同，即a0、a1、a2和a3的地址依次与c1、c2、c3和c4相同 运行结果： e,a,程序示例 main() union char a; int b; long c; uu; uu.c=0x12345678; printf(“n1:a=%x,b=%x,c=%lx“,uu.a,uu.b,uu.c); uu.a=0x61; printf(“n2:a=%x,b=%x,c=%lx“,uu.a,uu.b,uu.c); uu.b=0x1234; printf(“n3:a=%x,b=%x,c=%lx“,uu.a,uu.b,uu.c); ,1:a=78,b=12345678,c=12345678 2:a=61,b=12345661,c=12345661 3:a=34,b=1234,c=1234,本章主要内容,10.6,10.7,10.8,10.9,10.10,位段结构体,链表,共同体,枚举类型,用typedef定义类型,枚举类型及变量 枚举类型是一个采用标识符表示的整型常数的集合，其定义类似于结构体类型。 定义 一般形式为 enum 枚举名 枚举常量1，枚举常量2，枚举常量n ; 其中，enum为关键字，表示枚举；枚举名是用户定义的标识符；枚举常量是用户定义的有意义的标识符。 例如： enum weekdaySun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat,10.9 枚举类型,枚举变量的定义 先定义枚举类型再定义枚举变量 enum weekdaySun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat; enum weekday a,b,c; 直接定义枚举变量 enum weekdaySun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sata,b,c; 同时定义枚举类型和枚举变量 enum Sun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sata,b,c;,枚举变量的赋值和使用 只能取其相应枚举类型所列出的枚举常量 例如： enum Sun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sata,b,c; a=Sun; /*正确*/ a=Sunday /*错误*/ 例如 注意： 能使用赋值语句对枚举常量标识符赋值 只能把枚举常量值赋予枚举变量，不能把枚举常量所对应的序号直接赋予枚举变量 枚举常量不是字符常量也不是字符串常量，使用时不要加单、双引号 枚举常量可以进行比较运算，由它们对应的