C语言程序设计课件0911结构体与共用体.ppt

结构体与共用体,课程：程序设计语言 教材：谭浩强C程序设计第三版 教师：陈小荷,本章重点,结构体的各分量是顺序存放的，共用体的各分量是重叠存放的。共用体的使用有一些特殊限制。 可以定义结构体（或共用体）数组。 可以定义指向结构体（或共用体）变量或数组元素的指针。 成员运算符（.），指向成员运算符（-）。 枚举类型是一种受限的整数类型。 可以用typedef语句给已有的数据类型一个别名。,C语言的数据类型,整型 字符型 枚举类型（受限整型） 单精度型 双精度型 数组类型 结构体类型 共用体类型 指针类型 空类型,浮点型,基本类型,构造类型,数据类型,枚举类型,有时变量的取值是有限的、可枚举的几个整数，为了清楚地表示这些整数的意义，同时也为了防止变量取非法值，可将这些变量定义为枚举类型，而这些可枚举的整数叫做枚举常量。 例如，一个星期有七天，这七天的名字可以表示为枚举常量。 又如，分数可划分为优秀、良好、及格和不及格四个等级，这是四个枚举常量。词频可划分为高频、中频、低频三个等级，这是三个枚举常量。,枚举类型的声明,格式：enum 枚举标记 枚举常量列表; enum Days Sun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat ; enum Score excellent, good, pass, fail ; enum Frequency high-freq, mid_freq, low_freq ; 枚举常量都是表示整型常量的标识符，上述三个枚举类型中的枚举常量分别是06, 03, 02. 若无特别指定，枚举常量值总是从0开始，并且依次增1. 注意：“enum 枚举标记”合起来才是枚举类型名。,枚举类型的声明,可以在枚举常量列表中用“=”来特别指明枚举常量值，例如： enum Days Mon=1, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat, Sun ; enum Days Sun=7, Mon=1, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat ; 不要求每个枚举常量是唯一的值，例如可以声明为： enum Days Sat, Sun=0, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat ;,枚举变量的定义,方式之一：枚举类型名 变量名; enum Days today, yestoday; 方式之二：在声明类型的同时定义变量 enum Score excellent, good, pass, fail score; 方式之三：直接定义枚举变量 enum excellent, good, pass, fail your_score;,枚举变量的赋值和初始化,枚举变量只能赋值或初始化为枚举常量： enum Days today=Thu; enum Score score; score=excellent; enum Frequency freq; freq=high-freq; 或者将整形表达式强制转换为枚举类型后赋给枚举变量： today=(enum Days) (6-2);,枚举类型的输入和输出,无法直接输入枚举变量的值，只能先输入整数，然后强制转换为枚举类型。 无法直接输出枚举变量的值，但可用switch语句来输出： switch(this_day) case Sun: printf(“这天是星期日n“); break; case Mon: printf(“这天是星期一n“); break; case Tue: printf(“这天是星期二n“); break; case Wed: printf(“这天是星期三n“); break; case Thu: printf(“这天是星期四n“); break; case Fri: printf(“这天是星期五n“); break; case Sat: printf(“这天是星期六n“); break; ,补充例题：求某日期是星期几,已知该年元旦是星期几，并且已定义函数int order_of_year(int y, int m, int d); 求某日期是星期几： enum Days this_day; int order=order_of_year(y, m, d); this_day=(enum Days) (weekday+order-1)%7); 用switch语句输出枚举变量this_day。,typedef语句,typedef 语句的作用是将已有的类型名定义为另一个类型名（别名）。例如： typedef int Count; typedef enum Days Days; typedef char *String; typedef int Array100 ; typedef int(*PF) (int,int);,允许新的类型名与原有类型名中的一个标记相同。 然后就可以用新的类型名来定义变量： Count i; Days this_day; String p; Array a; PF pf;,typedef 的定义方式,按变量定义方式写出定义语句，例如： int i; int array10; 将变量名替换为新类型名，例如： int Count; int Array10; 在前面加上 typedef，例如： typedef int Count; typedef int Array10; 然后可用新类型名来定义变量，例如： Count i; Array a, b, c;,结构体类型的声明,格式：struct 结构体标记 成员列表; 成员又叫分量，各成员的数据类型可以不同。（如果要求相同，那就应该用数组。） 简单例子：表示词条的结构体 struct Item char word12; int freq; ; 类型名 分量1 分量2 注意分号的用法。,结构体类型的声明,表示学生信息的结构体： struct Student int num; / 学号 char name20; / 姓名 char sex; / 性别 int age; / 年龄 float score; / 分数 char addr30; / 住址 ;,结构体类型的声明,可以把相同类型的成员写在一起： struct Student int num, age; char name20, sex, addr30; float score; ; 不管写法如何，struct Student的理论宽度都是4+4+20+1+30+4=63字节 但是，结构体变量中各成员是根据类型声明中的顺序来依次存储的。,结构体变量的定义,方式之一：结构体类型名 变量名; struct Item w; struct Student st1, st2; Student st3; 方式之二：在声明类型的同时定义变量 struct Item char word12; int freq; w; 方式之三：直接定义结构体变量 struct char word12; int freq; w;,结构体类型的嵌套,struct Date int year, month, day; ; struct Student int num; char name20, sex, addr30; float score; struct Date birthday; ;,用typedef定义结构体类型名,typedef struct int year, month, day; Date; typedef struct int num; char name20, sex, addr30; float score; Date birthday; Student; Student st1, st2;,这时定义结构体变量就不要写struct了。,成员运算符,C语言没有提供对结构体变量进行整体操作的方法，但提供了访问其成员的方法： 结构体变量名.成员名 例如：，st2.birthday 其中的圆点叫做成员运算符，优先级为1，自左至右结合。 对于嵌套的结构体类型，可用多个圆点来表示其中最基层的成员： 例如：st2.birthday.year,结构体变量的初始化,格式：结构体变量名=初始化列表; 常量形式要跟声明中的成员类型和顺序一致。例如： st1=10101, “李明”, M, “宁海路122号”, 85, 1986,7,10; 打印其中前3项数据： printf(“学号：%d，姓名：%s，性别： %cn”, st1.num, , st1.sex);,结构体数组的定义,与结构体变量的定义方式类似，也有三种方式，只需指明是数组即可。例如： struct Item ws3; struct Item char word12; int freq; ws3; struct char word12; int freq; ws3; Student students10;,结构体数组的初始化,一般方式是初始化列表中每个元素用花括号括起来，此时元素中可以只初始化某些成员，例如下面中间元素缺词频数据： struct Item ws3 =“man”,3,”good”,“cook”,5; 内层的花括号也可以省略，但这个时候必须对元素的每个成员都初始化，例如： struct Item ws3=“man”,3,”good”,2,“cook”,5;,结构体数组应用举例,struct person char name20; int count; leaders3=“Li”,0, “Zhang”,0, ”Feng”,0; void main( ) int i, j; char name20; for(i=1;i=10;i+) scanf(“%s”,name); for(j=0;j3;j+) if(!strcmp(name, ) leadersj.count+; for(j=0;j3;j+) print_vote(leadersj); / 打印选票，待实现,此name非彼name,指向结构体变量的指针,格式：struct 结构体名 * 指针名; struct Item w=“friend”, 7; struct Item *p; 上例可合并为： struct Item w=“friend”, 7, *p;,指向成员运算符,可用指向结构体变量的指针来访问其成员，这时要用到”指向成员运算符“，例如： struct Item w=“friend”, 7, *p= / 此时等价于： w.word, w.freq 指向成员运算符与成员运算符的优先级都是1，都是自左至右结合。,成员运算符与指向成员运算符,struct Date int year, month, day; ; struct Student int num; float score; char name20, sex, addr30; struct Date birthday; st, *p= 此时若通过指针p来访问 st.birthday.year，应如何表达？,指向结构体数组元素的指针,struct person char name20; int count; leaders3=“Li”,0, “Zhang”,0, ”Feng”,0; void main( ) int i; char name20; struct person *p; for(i=1;iname) p-count+; for(j=0;j3;j+) print_vote(leadersj); ,选票统计程序 的指针版本,用结构体变量做函数参数,main中的函数调用： for(j=0;j3;j+) print_vote(leadersj); print_vote函数的实现： void print_vote(struct person x) printf(“%s: %dn”, , x.count); ,用结构体指针做函数参数,print_vote函数的另一个版本： void print_vote(struct person *p) printf(“%s: %dn”,p-name,p-count); 用指针做参数，传递的数据仅有4字节。 main函数中应该怎样调用这个版本的print_vote呢？,简单链表,A - 1356,B - 1475,C - 1021,D - NULL,1249,1249,1356,1475,1021,head,每个结点都有数据域和指针域。 A, B, C, D是要存储的数据，1249等是指向下一 结点的指针，是为了访问链表所加的成员。 各元素的地址可以是不连续的，这与数组不同。 术语：头指针、首元结点、尾元结点,用结构体表示链表结点,typedef struct Student int num; float score; struct Student *next; Student;,A - 1356,B - 1475,C - 1021,D - NULL,1249,1249,1356,1475,1021,head,Student *head=NULL; head是一个指针，起初无所指，以后用它分配首元结点。首元结点的next又可用来分配次元结点，,内存的动态分配和释放,动态分配可用malloc或calloc函数，例如： char *p1=(char *)malloc(1024); Student *p2=(Student*)malloc(sizeof(Student); long *p3=(long *)calloc(3, sizeof(long); Student *p4=(Student*)calloc(4,sizeof(Student); 内存释放用free函数，例如：free(p); 调用这三个函数需包含stdlib.h,建立动态链表,NULL,head,NULL,p,NULL,tail,Student *head=NULL, *tail=NULL, *p=NULL;,建立动态链表,NULL,head,1249,p,NULL,tail,1 80.5 - NULL,p=(Student*)malloc(sizeof(Student); p-num=num; p-score=score; p-next=NULL;,建立动态链表,1249,head,1249,p,1249,tail,1 80.5 - NULL,if(!head) head=tail=p;,建立动态链表,1249,head,1249,tail,1356,p,1 80.5 - NULL,2 75.2 - NULL,p=(Student*) malloc(sizeof(Student); p-num=num; p-score=score; p-next=NULL;,建立动态链表,1249,head,1356,tail,1356,p,1 80.5 - 1356,2 75.2 - NULL,if(!head) head=tail=p; else tail-next=p; tail=tail-next; ,建立动态链表,1249,head,1356,tail,1475,p,1 80.5 - 1356,2 75.2 - NULL,3 91.45 - NULL,p=(Student*) malloc(sizeof(Student); p-num=num; p-score=score; p-next=NULL;,建立动态链表,1249,head,1475,tail,1475,p,1 80.5 - 1356,2 75.2 - 1475,3 91.45 - NULL,if(!head) head=tail=p; else tail-next=p; tail=tail-next; ,建立动态链表,1249,head,1475,tail,1021,p,1 80.5 - 1356,2 75.2 - 1475,3 91.45 - NULL,p=(Student*) malloc(sizeof(Student); p-num=num; p-score=score; p-next=NULL;,4 63.8 - NULL,建立动态链表,1249,head,1021,tail,1021,p,1 80.5 - 1356,2 75.2 - 1475,3 91.45 - 1021,4 63.8 - NULL,if(!head) head=tail=p; else tail-next=p; tail=tail-next; ,建立动态链表,Student *create( ) Student *head=NULL, *tail=NULL, *p=NULL; int num; float score; for(;) scanf(“%d%f“, ,建立动态链表的步骤,因为新结点总是附加在链表尾部，所以设一指针tail指向尾元。设head是指向链表首元的指针，学号为x，成绩为s，说出以下各个步骤所对应的C语句： 用指针p分配一个结点； 对结点中各个成员赋值； 将p链接到链表尾部，注意当链表为空的特殊情况。 有n项数据时，以上步骤重复n次。,输出动态链表,1249,head,1 80.5 - 1356,2 75.2 - 1475,3 91.45 - 1021,4 63.8 - NULL,while(head!=NULL) printf(); head=head-next; ,输出动态链表,1356,head,1 80.5 - 1356,2 75.2 - 1475,3 91.45 - 1021,4 63.8 - NULL,while(head!=NULL) printf(); head=head-next; ,输出动态链表,1475,head,1 80.5 - 1356,2 75.2 - 1475,3 91.45 - 1021,4 63.8 - NULL,while(head!=NULL) printf(); head=head-next; ,输出动态链表,1021,head,1 80.5 - 1356,2 75.2 - 1475,3 91.45 - 1021,4 63.8 - NULL,while(head!=NULL) printf(); head=head-next; ,输出动态链表,NULL,head,1 80.5 - 1356,2 75.2 - 1475,3 91.45 - 1021,4 63.8 - NULL,while(head!=NULL) printf(); head=head-next; ,链表的输出,void print(Student *head) while(head!=NULL) printf(“%d %5.1fn“, head-num, head-score); head=head-next; ,这个head只是形参，它的移动不会导致实参的改变。,输出链表的步骤,设head是指向链表首元的指针，且head的值不容改变，说出以下各个步骤所对应的C语句： 用指针p指向链表的首元； 当p不是空指针时 输出p所指结点中的各项数据； p指向下一个结点。,删除链表中一个结点（学号为2）,1249,head,1249,q,NULL,p,1 80.5 - 1356,2 75.2 - 1475,3 91.45 - 1021,4 63.8 - NULL,for(q=head; q!=NULL; p=q, q=q-next) if(q-num=num) break;,删除链表中一个结点（学号为2）,1249,head,1356,q,1249,p,1 80.5 - 1356,2 75.2 - 1475,3 91.45 - 1021,4 63.8 - NULL,for(q=head; q!=NULL; p=q, q=q-next) if(q-num=num) break;,删除链表中一个结点（学号为2）,1249,head,1356,q,1249,p,1 80.5 - 1475,2 75.2 - 1475,3 91.45 - 1021,4 63.8 - NULL,if(p=NULL) head=q-next; else p-next=q-next;,删除链表中一个结点（学号为2）,1249,head,1249,p,1 80.5 - 1475,3 91.45 - 1021,4 63.8 - NULL,free(q); return head; / 这个head没变,删除链表中一个结点（学号为1）,1249,head,1 80.5 - 1475,3 91.45 - 1021,4 63.8 - NULL,1249,q,NULL,p,for(q=head; q!=NULL; p=q, q=q-next) if(q-num=num) break;,删除链表中一个结点（学号为1）,1249,head,1 80.5 - 1475,3 91.45 - 1021,4 63.8 - NULL,1249,q,NULL,p,for(q=head; q!=NULL; p=q, q=q-next) if(q-num=num) break;,删除链表中一个结点（学号为1）,1021,head,1 80.5 - 1475,3 91.45 - 1021,4 63.8 - NULL,1249,q,NULL,p,if(p=NULL) head=q-next; else p-next=q-next;,删除链表中一个结点（学号为1）,1021,head,3 91.45 - 1021,4 63.8 - NULL,NULL,p,free(q); return head; /这个head变了,从链表中删除一个结点,Student *del(Student *head, int num) Student *p=NULL, *q=NULL; for(q=head; q!=NULL; p=q, q=q-next) if(q-num=num) break; if(!q) return head; if(p=NULL) head=q-next; else p-next=q-next; free(q); return head; ,删除结点的步骤,用指针p和q指向链表中逻辑上相邻的两个结点（*p是* q的直接前驱）。设head是指向链表首元的指针，x是要删除的结点中的学号，当q所指的学号恰为x时，说出以下步骤所对应的C语句： 将*p与*q的下一结点链接起来； 释放*q。,向链表中插入一个结点,head领头的链表是按学号升序排列，插入结点时应保持有序性。 共有四种情况： 该学号已有，不必插入（如有必要，第一种情况的处理办法可改为：不插入结点，但修改其分数）； 插在开头，此时需修改head； 插在中间，这是典型情况； 插在尾部，这是遇到学号最大的情况。,向有序链表插入一个结点（学号为4）,1249,head,NULL,q,NULL,p,2 80.5 - 1021,4 75.2 - NULL,7 63.8 - NULL,Student *p=NULL, *q=NULL;,ins,1356,向有序链表插入一个结点（学号为4）,1249,head,1249,q,2 80.5 - 1021,4 75.2 - NULL,7 63.8 - NULL,for(q=head; q!=NULL; p=q, q=q-next) ,NULL,p,ins,1356,向有序链表插入一个结点（学号为4）,1249,head,1021,q,2 80.5 - 1021,4 75.2 - NULL,7 63.8 - NULL,for(q=head; q!=NULL; p=q, q=q-next) ,1249,p,ins,1356,向有序链表插入一个结点（学号为4）,1249,head,1021,q,2 80.5 - 1021,4 75.2 - NULL,7 63.8 - NULL,for(q=head; q!=NULL; p=q, q=q-next) if(ins-numnum) break; ,1249,p,ins,1356,向有序链表插入一个结点（学号为4）,1249,head,1021,q,2 80.5 - 1356,4 75.2 - 1021,7 63.8 - NULL,1249,p,ins,1356,ins-next=q; if(p=NULL) head=ins; else p-next=ins;,向有序链表插入一个结点（学号为1）,1249,head,NULL,q,2 80.5 - 1356,4 75.2 - 1021,7 63.8 - NULL,NULL,p,ins,1475,Student *p=NULL, *q=NULL;,1 75.5 - NULL,向有序链表插入一个结点（学号为1）,1249,head,1249,q,2 80.5 - 1356,4 75.2 - 1021,7 63.8 - NULL,NULL,p,ins,1475,1 75.5 - NULL,for(q=head; q!=NULL; p=q, q=q-next) ,向有序链表插入一个结点（学号为1）,1249,head,1249,q,2 80.5 - 1356,4 75.2 - 1021,7 63.8 - NULL,NULL,p,ins,1475,1 75.5 - NULL,for(q=head; q!=NULL; p=q, q=q-next) if(ins-numnum) break; ,向有序链表插入一个结点（学号为1）,1475,head,1249,q,2 80.5 - 1356,4 75.2 - 1021,7 63.8 - NULL,NULL,p,ins,1475,1 75.5 - 1249,ins-next=q; if(p=NULL) head=ins; else p-next=ins;,向有序链表插入一个结点（学号为1）,1475,head,2 80.5 - 1356,4 75.2 - 1021,7 63.8 - NULL,1 75.5 - 1249,向链表中插入一个结点,Student *insert(Student *head, Student *ins) Student *p=NULL, *q=NULL; for(q=head; q!=NULL; p=q, q=q-next) if(ins-num = q-num) free(ins); return head; if(ins-num num) break; if(p=NULL) head=ins; else p-next=ins; ins-next=q; return head; ,插入结点的步骤,用