计算机程序设计基础课程教学PPTF.ppt

乔 林,计算机程序设计基础,Email: Tel: 62780973,清华大学计算机科学与技术系,第四章 复合数据结构基础,学习目标 掌握数组定义与基本使用方法，熟悉字符型数组概念 掌握指针基本概念，能熟练使用指针操作基本数据对象，掌握指针基本运算，了解指针与数组的关系 掌握结构体类型的声明、结构体变量的定义与基本用法，能在程序中熟练使用结构体 掌握联合体类型的声明、联合体变量的定义与基本用法，能在程序中熟练使用联合体 掌握枚举类型的概念、定义与使用方法 了解自定义类型的定义与使用方法,4.1 数组及其应用,一维数组 多维数组 字符数组的应用,一维数组的定义与格式,一维数组的定义：相同类型的一系列数据 数据类型 数组名元素个数; 例：int a8;,关于数组定义的几点说明 数组声明中的方括号不能使用小括号代替 数组元素个数必须为整型常量或编译期可计算的常量表达式，不能为变量 数组元素下标从0开始编号，数组元素个数必须大于1 系统不检查数组下标，注意数组下标是否超出定义范围！,一维数组的初始化,初始化格式：相同类型的一系列数据 数据类型 数组名元素个数 = 值1, 值2, , 值n; 例：int a8 = 10, 20, 30;,关于数组初始化的几点说明 花括号中数据序列表示数组初始值，以逗号分隔 数组元素的初始化从第0个元素开始；若初始值数目少于数组元素个数，则后继元素未初始化；若中间部分元素无需初始化，则应使用逗号分隔（系统默认为0） 数组定义与初始化场合，可省略方括号中的元素个数说明，系统自动将其设为初始化值的个数,一维数组示例一,输入一个含有12个浮点数的一维数组，分别计算数组中所有正数与所有负数的和,#include int main() float data12; float result1 = 0.0, result2 = 0.0; int i; printf(“Please input 12 floats:n“); for(i = 0; i 0.0) result1 += datai; else result2 += datai; printf(“Positives: %fnNegatives: %fn“, result1, result2); return 0; ,实际为数组元素遍历问题：使用循环，从头至尾搜索整个数组,数组经常与循环联系在一起，这是因为数组下标的变化与循环控制变量是一致的,一维数组示例二,使用冒泡法对5个整数按从大到小的顺序排列,利用冒泡法进行排序，5个数分别位于不同层。要使大数在顶层小数在底层，小数应下降，大数应上升。最大数上升到顶层最多需要“冒泡”4次，其中每一次称为一趟。而在每一趟中，最小数不断下降，因为每次只交换相邻两个层面的数据，所以每一趟内的执行次数不大于4次，并会随着趟数的增加不断减少。,一维数组示例二,使用冒泡法对5个整数按从大到小的顺序排列,#include int main() int i, j, temp; static int a5 = 1, 7, 12, 16, 20; for(i = 0; i 4; i+) for(j = 0; j 4 i; j+) if(aj aj+1) / 若后面数据比前面大则交换 temp = aj; aj = aj+1; aj+1 = temp; for(j = 0; j 5; j+) printf(“a%d = %dn“, j, aj); return 0; ,多维数组的定义与格式,多维数组的定义：相同类型的一系列数据 数据类型 数组名常量表达式1常量表达式2; 例：int a28;,关于多维数组定义的几点说明 数据顺序存放，先存第一行，再存第二行 只能引用元素，不能引用整体数组，如不能整体赋值 系统不检查数组下标，注意数组下标是否超出定义范围！,多维数组的初始化,按数据元素的存放顺序依次初始化每个元素 例：int a28 = 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15; 按其维度分别初始化：相当于降维处理 例：int a28 = 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15;,多维数组示例,用户输入一个44的整数矩阵，编写程序求其两对角线上元素的和,#include int main() int matrix44, i, j, result1 = 0, result2 = 0; for(i = 0; i 4; i+) printf(“Line %d: “, i); for(j = 0; j 4; j+) scanf(“%d“, ,字符型数组的应用,字符型数组：元素类型为字符的数组 常用于存放字符串 二维字符数组：元素类型为字符串的一维数组 初始化 使用数组形式：char s6 = H,e,l,l,o,0; 使用字符串形式：char s6 = “Hello”; 字符型数组的输入输出 putchar()、 getchar()、printf()、scanf(),字符型数组示例,编写程序，将两个字符串中的字符拼接起来,#include int main() char str041, str121; / 定义字符型数组，存放两个字符串 int j, k; / 定义两个循环因子 printf(“Please input the first string:n“); scanf(“%s“, str0); printf(“Please input the second string:n“); scanf(“%s“, str1); for(j = 0; str0j != 0; j+) ; / 搜索到str0的结尾处 for(k = 0; str1k != 0; k+, j+) / 将str1中字符拷贝到str0后面 str0j = str1k; str0j = 0; / 添加字符串结尾标志 printf(“%s“, str0); return 0; ,4.2 指针及其应用,指针的基本概念与定义 指针的初始化 指针运算 使用指针操作基本数据对象 使用指针操作数组,指针的基本概念与定义,指针是一种数据类型 格式：目标数据对象的数据类型 *指针变量名; 例：int *p; float *q; char *s;,多个指针变量声明指针 每个变量名前都需使用指针符号 例：int *p, *q;,指针数据对象与目标数据对象,指针数据对象 指针变量：指针数据类型定义的变量（数据对象） 指针变量的值：内存地址值，一般为其他数据对象地址 目标数据对象：指针所指向的数据对象 和指针数据对象不是一回事，一般位于不同的地址 一般匿名，在使用时指定,指针的初始化,未初始化的指针非常危险 既可能指向未知地址，也可能指向未初始化的目标对象 指针的初始化方法 目标数据对象的数据类型 *指针变量名 = 初始值; 例：int n = 100; int *p = / a为数组名，表示数组首地址,关于指针初始化的说明,指针的初始化是指针数据对象的初始化，而不是目标数据对象的初始化 目标数据对象的数据类型必须与指针定义一致 可以使用其他同类型指针变量进行初始化 初始值为某个数据对象的地址，该数据对象必须已定义 普通整型数据一般不能作为初始值，否则会造成程序灾难 可以将指针初始化为空指针，即设为0，使其不指向任何对象,指针的算术运算,指针递增递减运算 向下（递增）或向上（递减）移动一个数据单位 例：int a8; int *p = a; p+; / 使p指向a1 指针加减某个整数运算 向下（加）或向上（减）移动n个数据单位 例：int a8; int *p = a; p = p + 2; / 使p指向a2 指针相减运算 确定两个指针间的数据个数，不是字节数 例：int a8; int *p1 = a, *p2 = / p2 p1 7,指针的关系运算与赋值运算,指针的关系运算 只能判断指针是否为空指针 例：int a8; int *p = a; if( p != 0 ) *p = 100; 指针的赋值运算 将变量地址赋给指针：int n; int *p; p = ,指针操作示例一,使用指针将输入的两个整数交换顺序,#include int main() int m, n,*pm,*pn, temp; / 定义整型变量和指针变量 pm = ,问题：使用下边的语句替换行不行？,指针操作示例二,使用指针输入输出数组元素,#include int main() float data5, *pf = data; int k; printf(“Input data:n“); for(k = 0; k 5; k+) scanf(“%f“, pf + k); / 通过指针进行数组元素的输入 for(k = 0; k 5; k+) printf(“%f,“, *pf ); pf+; / 通过指针输出数组元素 pf = data; / 指针重新指向数组的首地址 printf(“n“); for(k = 0; k 5; k+) printf(“%f, “, *(pf + k); / 依次输出数组各元素 printf(“n“); return 0; ,pf + k &datak *(pf + k) datak,4.3 结构体及其应用,结构体类型的声明 结构体变量的声明 结构体成员的引用 结构体变量的初始化,结构体类型的声明,结构体类型的性质：不同数据类型组成的集合体 声明格式,struct 结构体名 数据类型声明符1 成员名1; 数据类型声明符2 成员名2; 数据类型声明符n 成员名n; ;,struct DATE int year; int month; int day; int yearday; ;,说 明 结构体类型声明为数据结构的存储模型，并不分配内存 结构体成员不能为本结构体类型，但可以为与本结构体完全无关的其他结构体类型,结构体变量的定义与初始化,结构体类型的变量定义 按照结构体类型分配实际的存储空间 声明格式： struct 结构体名 变量名; 例：struct DATE date; 结构体类型变量的初始化 按声明顺序逐成员进行 例：struct DATE date = 2004, 8, 3 ; 说明：初始化数据必须与结构体类型声明的类型与顺序完全一致，各个成员初始值之间用逗号分隔,结构体成员的引用,成员选择操作符“.” 格式：结构体变量名.成员名 例：struct DATE date; date.year = 2004; 成员选择操作符“” 格式：结构体变量名成员名 例：struct DATE *p = 说明： pyear (*p).year,结构体成员的引用示例,将某年某月某日转换成该年的第几天,#include struct DATE int year; int month; int day; int yearday; ; int main() int leap = 0, i; struct DATE date; static int month13 = 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31; printf(“nEnter year month and day: n“); scanf(“%d,%d,%d“, ,4.4 联合体及其应用,联合体类型的声明 联合体变量的声明 联合体成员的引用 联合体变量定义时应注意的问题,联合体类型的声明,联合体类型的性质 不同数据类型组成的集合体 除了各个成员共享同一片存储空间，其他性质与结构体完全相同 声明格式,union 联合体名 数据类型声明符1 成员名1; 数据类型声明符2 成员名2; 数据类型声明符n 成员名n; ;,union DATA int n; char* p; char c; ;,联合体成员的引用示例,编程建立教师与学生登记表，其中包括ID识别号、姓名、身份标志、职称（教师）或年级（学生），如若身份标志为S则填年级信息，若身份标志为T则填职称信息,#include #include struct PERSON int id; char name10; char levelflag; union int grade; char jobtitle10; level; ; struct PERSON person;,嵌套的联合体变量level作为结构体类型PERSON的成员,联合体成员的引用示例,int main() printf(“nPersonal Info(ID, name, level-flag, grade or job-title): n“); scanf(“%d%s%s“, ,4.5 枚举类型及其应用,枚举类型的声明 enum 枚举名 元素名1, 元素名2, , 元素名n ; 例：enum MONTH JAN, FEB, MAR, APR, MAY, JUN, JUL, AUG, SEP, OCT, NOV, DEC ; 枚举类型变量的定义 例：enum MONTH month; 枚举类型的应用 意义：取代魔数，使源代码更易理解,关于枚举类型的说明,枚举类型声明中的元素为枚举文字，不是变量 枚举文字的值缺省时从0开始，依次递增 显式定义枚举文字的值也是允许的 例： enum WEEKDAY SUN=7, MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT ; 枚举变量可用于比较或判断操作 例：if( month = D