《结构体与共用体》PPT课件.ppt

第9章 结构体与共用体,在实际问题中，有时需要将不同类型的数据组合一个有机的整体，以便引用。例如，在学生登记表中，姓名应为字符型；学号可为整型或字符型；年龄应为整型；性别应为字符型；成绩可为整型或实型。 显然不能用一个数组来存放这一组数据。因为数组中各元素的类型和长度都必须一致，以便于编译系统处理。为了解决这个问题，语言中给出了另一种构造数据类型“结构（structure）”或叫“结构体”。结构体既然是一种“构造”而成的数据类型，那么在说明和使用之前必须先定义它，也就是构造它。如同在说 明和调用函数之前要先定义函数一样。,9.1 概 述,问题定义： 有时需要将不同类型的数据组合成一个有机 的整体，以便于引用。如： 一个学生有学号/姓名/性别/年龄/地址等属性 int num; char name20; char sex; int age; int char addr30;,应当把它们组织成一个组合项，在一个组合 项中包含若干个类型不同（当然也可以相同） 的数据项。,9.2结构体类型和结构体变量,9.2.1 结构体类型定义,1、结构体变量的定义为： struct 结构体名 成员表列； 如：struct student int num;char name20;char sex; int age;float score;char addr30; ,结构体名,类型名,成员名,说明： (1)结构体类型并不是只有一种，而是可以设计出许多种结构体类型. (2) 成员也可以是一个结构体变量(结构体嵌套）。 (3)“结构体”这个词是根据英文单词译出的。,2. 可以采取以下3种方法定义结构体类型变量： (1)先声明结构体类型再定义变量名 例如：struct student student1, student2; | | | 结构体类型名 结构体变量名 定义了student1和student2为struct student类型的变量，即它们具有struct student类型的结构.,在定义了结构体变量后，系统会为之分配内存单元。 例如:student1和student2在Turbo C的内存中各占59个字节（2+20+1+2+4+30=59）。 (2)在声明类型的同时定义变量 这种形式的定义的一般形式为: struct 结构体名 成员表列； 变量名表列；,例如： struct student int num； char name20； char sex； int age； float score； char addr30； student1,student2;,它的作用与第一种方法相同，即定义了两个struct student 类型的变量student1, student2,(3) 不指定类型名而直接定义结构体类型变量 其一般形式为: struct 成员表列 变量名表列； 即不出现结构体名。,注意： (1) 结构体类型与结构体变量是不同的概念，不能混同。 (2) 结构体类型中的成员名可以与程序中的变量名相同,但二者不代表同一对象。 (3) 对结构体变量中的成员（即“域”），可以单独使用，它的作用与地位相当于普通变量。,2 引用结构体变量,在定义了结构体变量以后,当然可以引用这个变量。但应遵守以下规则: (1)同类的结构体变量可以互相赋值，如： student1=student2; 不能将一个结构体变量作为一个整体进 行输入和输出。 例如: 已定义student1和student2为结构体变量并且它们已有值。 printf(%d,%s,%c,%d,%f,%n,student1);,引用结构体变量中成员的方式为 结构体变量名.成员名 例如， student1.num表示student1变量中的num成员,即student1的num(学号)项。可以对变量的成员赋值,例如:student1.num=10010;“.”是成员(分量)运算符,它在所有的运算符中优先级最高,因此可以把student1.num作为一个整体来看待。上面赋值语句的作用是将整数10010赋给student1变量中的成员num。,(2) 如果成员本身又属一个结构体类型,则要用若干个成员运算符,一级一级地找到最低的一级的成员。只能对最低级的成员进行赋值或存取以及运算。 例如: 对上面定义的结构体变量student1, 可以这样访问各成员: student1.num student1.birthday.month,注意： 不能用student1.birthday来访问student1变量中的成员birthday,因为birthday本身是一个结构体变量。,(3) 对结构体变量的成员可以像普通变量一样进行各种运算（根据其类型决定可以进行的运算）。 例如： student2.score=student1.score; sum=student1.score+student2.score; student1.age+; +student2.age;,由于“”运算符的优先级最高，因此是对进行自加运算，而不是先对进行自加运算。,(4) 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。 例如： scanf(%d， （输入student1.num的值） printf(%o，student1）； （输出student1的首地址）,但不能用以下语句整体读入结构体变量， 例如： scanf（%d，s，c，d，f，s，student1）； 结构体变量的地址主要用作函数参数， 传递结构体变量的地址。,9.2.3 结构体变量的初始化,和其他类型变量一样，对结构变量可以在定义时进行初始化赋值。 初始化格式：存储类别 struct 结构体名 成员表结构体变量=初始化数据表； 初始化数据表是相应成员的初值表。例如： main( ) struct student /*定义结构*/ int id； char name20； char sex； float score； stu1=102,“Zhang ping”,“M”,78.5； printf(“Number=%dnName=%sn”,stu1.id,)； ,但不能用以下语句整体读入结构体变量， 例如： scanf（%d，s，c，d，f，s，student1）； 结构体变量的地址主要用作函数参数，传递结构体变量的地址。,例 对结构体变量初始化. #include void main（） struct student long int num； char name20; char sex； char addr20； a=10101，LiLin，M，123 Beijing Road； /* 对结构体变量a赋初值*/ printf(No.:%ldnname:%snsex:%cnaddress:%sn，a.num，，a.sex，a.addr); ,运行结果： No.：10101 name：LiLin sex： address：123 Beijing Road,例用结构体类型，编程计算一名同学5门课的平均分。,main( ) struct stuscore char name20; float score5;float average; ; struct stuscore x=“WangWei“,90,85,70,90,98; int i;float sum=0; for(i=0;i5;i+) sum+=x.scorei; x.average=sum/5; printf(“The average score of %s is %4.1fn“,,x.average); ,9.2.4 结构体数组,一个结构体变量中可以存放一组数据（如一个学 生的学号、姓名、成绩等数据）。如果有个学 生的数据需要参加运算，显然应该用数组，这就是 结构体数组。结构体数组与以前介绍过的数值型数 组不同之处在于每个数组元素都是一个结构体类型 的数据，它们都分别包括各个成员（分量）项。,结构体数组的定义与结构体变量的定义一样有以下三种形式： （1）struct 结构名 成员表； struct 结构名 数组名常量； （2） struct 结构名 成员表 数组名常量； （3） struct 成员表数组名常量；。,以上定义了一个数组stu，数组有个元素，均为struct student类型数据。,定义结构体数组和定义结构体变量的方法相仿，只 需说明其为数组即可。例如： struct student int num; char name20; char sex; int age; float score; char addr30; ;struct stu3;,也可以直接定义一个结构体数组，例如： struct student int num; ;stu3; 或：strcut student int num; ;stu3;,图9-4,2 结构体数组的初始化 与其他类型的数组一样，对结构体数组可以初始化。例如： struct student int num;char name20； char sex； int age； float score; char addr30； ;stu210101，LiLin，M，18，87.5，103 BeijingRoad，10102，Zhang Fun，M，19，99，130 Shanghai Road；,图9-5,当然，数组的初始化也可以用以下形式： struct student int num； ； struct student str,； 即先声明结构体类型，然后定义数组为该结构体类型，在定义数组时初始化。,结构体数组初始化的一般形式是在定义数组的后面加上“初值表列；”。,结构体数组应用举例,例9-3计算学生的平均成绩和不及格的人数。,struct student int id; char name20; char sex; float score; stu15=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+=stu1i.score; if(stu1i.score60) c+=1; printf(“s=%fn“,s); ave=s/5; printf(“average=%fncount=%dn“,ave,c); ,结构体指针是指向结构体数据的指针，一个结构体变量的起始地址就是这个结构体变量的指针。指针变量既可以指向结构体变量，也可以用来指向结构体数组中的元素。但是，指针变量的基类型必须与结构体变量的类型相同。 例如： struct student pt; /* pt可以指 向struct student类型的数据 */ 9.3.1 指向结构体变量的指针变量 下面通过一个简单例子来说明指向结构体变量的指针变量的应用。,9.3指向结构体类型数据的指针,例 通过指向结构体变量的指针变量输出该结构体变量的信息。 #include #include void main() struct studentlong num;char name20; char sex; float score; struct student stu_1; struct student* p; p= ,定义指针变量p，指向struct student 类型的数据,指向的结构体变量中的成员,运行结果： ：89101 name：LiLin sex： score：89.500000 ：89101 name：LiLin sex： score：89.500000,程序分析： 在函数的执行部分将结构体变量-的起始地址赋给指针变量，也就是使指向-,然后对-的各成员赋值。第一个函数是输出-的各个成员的值。用-表示-中的成员，依此类推。第二个函数也是用来输出-各成员的值，但使用的是（*）这样的形式。,图9-7,以下3种形式等价： 结构体变量成员名 （*）成员名 -成员名 其中-称为指向运算符。,请分析以下几种运算： -得到指向的结构体变量中的成员的值。 - 得到指向的结构体变量中的成员的值，用完该值后使它加。 - 得到指向的结构体变量中的成员的值加，然后再使用它。,9.3.2 指向结构体数组的指针,11.6.2 指向结构体数组的指针,例 指向结构体数组元素的指针的应用 #include struct student int num;char name20;char sex;int age; struct student stu3=10101，Li Lin，M，18，10102，Zhang Fun，M，19，10104，WangMing，F，20; void main() struct student *p; printf( No. Name sex age）； for （str；str；p） printf(%5d %-20s %2c %4dn，p-num， p-name， p-sex， p-age); ,运行结果： LiLin 18 Zhang Fun 19 WangMing 20,程序分析： 是指向struct student结构体类型数据的指针变量。在for语句中先使的初值为stu，也就是数组stu第一个元素的起始地址。在第一次循环中输出stu0的各个成员值。然后执行，使自加。加意味着p所增加的值为结构体数组stu的一个元素所占的字节数。执行+后p的值等于stu 1，指向stu1。在第二次循环中输出stu1的各成员值。在执行后,p的值等于stu+2，再输出stu 2的各成员值。在执行+后，的值变为stu +， 已不再小于stu+3了，不再执行循环。,图9-8,注意： (1) 如果的初值为stu，即指向第一个元素，则加后p就指向下一个元素。例如: (+p)-num 先使自加，然后得到它指向的元素中的num成员值（即10102）。 (p+)-num 先得到-num的值（即10101），然后使自加，指向stu1。 请注意以上二者的不同。,9.3.2 指向结构体数组的指针,9.3.3 指向结构体变量和指向结构体数据 的指针作函数参数,用指针变量作函数参数进行传送。这时由实参传向形参的只是地址，从而减少了时间和空间的开销。与数组不同，结构体名并不表示结构体的首地址。,例9-5计算一组学生的平均成绩和不及格人数。用结构指针变量作函数参数编程,struct student int id; char name20; char sex; float score; stu15= 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( ) struct student *ps; void ave(struct student *ps); ps= stu1; ave(ps); ,void ave(struct student *ps) int c=0,i; float ave,s=0; for(i=0;iscore; if(ps-score60) c+=1; printf(“s=%fn“,s); ave=s/5; printf(“average=%fncount=%dn“,ave,c); ,链表是一种常见的重要的数据结构,是动 态地进行存储分配的一种结构。 链表的组成： 头指针：存放一个地址，该地址指向一个元素 结点：用户需要的实际数据和链接节点的指针,图9-10,9.4 链 表,9.4.1 概述,9.4.2 创建一个新链表,单链表的创建有头插法、尾插法两种方法,1头插法 单链表是用户不断申请存储单元和改变链接关系而得到的一种特殊数据结构，将链表的左边称为链头，右边称为链尾。头插法创建单链表是将链表右端看成固定的，链表不断向左延伸而得到的。头插法最先得到的是尾结点。 见书上举例,2尾插法 若将链表的左端固定，链表不断向右延伸，这种创建链表的方法称为尾插法。尾插法创建链表时，头指针固定不动，故必须设立一个搜索指针，向链表右端延伸，则整个算法中应设立三个链表指针，即头指针head、搜索指针p2、申请单元指针p1。尾插法最先得到的是头结点。,例9-7用尾插法创建一些正整数链表。 main（） struct linklist int data； struct linklist *next； ； struct linklist *head，*p1，*p2； head=NULL；/空链表 p1=（struct linklist*）malloc（sizeof（struct linklist）；/*申请空间*/ scanf（“%d”,&p1-data）；/*得到数据*/ while(p1-data0), if(head=NULL) head=p1； else p2-next=p1；/*创建链接*/ p2=p1；/*保存当前结点*/ p1=( struct linklist*)malloc(sizeof(struct linklist)；/*为下一个结点申请空间*/ scanf(“%d”，&p1-data)；/*得到下一个结点数据*/ p2-next=NULL；/*尾结点指针域为空指针*/ 为了使创建起来的链表方便用户使用，最好是将头插法和尾插法创建链表单独用函数描述，将头指针作为函数的返回值带回。这时的函数是指针函数,9.4.3 对链表的插入操作,例9-8 链表的插入操作。 void ins(struct linklist *head，int i，int x) /插入结点 int j； struct linklist *p，*q； p=head； j=1； while(p！=NULL)&(jnext； j+； ,q= (struct linklist *)malloc(sizeof(struct linklist)；/*产生插入结点*/ q-data=x； q-next=p-next； /*q插入p之后*/ p-next=q； 本函数可作一些修改，插入成功返回函数值1，插入不成功返回函数值0。,9.4.4 对链表的删除操作,假设删除链表中第i个结点，先找到第i-1个结点和第i个结点，然后将第i+1个结点链接在第i-1个结点后，再释放第i个结点所占空间，完成删除操作 例9-9 链表的删除操作。 void del(struct linklist *head，int i) /删除结点 int j； struct linklist *p，*q； p=head； j=1；,9.5.1 共用体类型定义 使几个不同的变量共占同 一段内存的结构称为 “共用体”类型的结构.,定义共用体类型变量形式为： union 共用体名 员表列 变量表列；,图9-19,9.5 共 用 体,例如： union data union data int i； int i; char ch； 或 char ch; float f； float f； a,b,c; ;union data a,b,c;,共用体和结构体的比较： 结构体变量所占内存长度是各成员占的内存长度之和。每个成员分别占有其自己的内存单元。 共用体变量所占的内存长度等于最长的成员的长度。,例如:上面定义的“共用体”变量、各占 个字节（因为一个实型变量占个字节），而不 是各占个字节。,9.5.2 共用体变量的引用方式 只有先定义了共用体变量才能引用它，而且不 能引用共用体变量，而只能引用共用体变量中的 成员。,例如:前面定义了a、b、c为共用体变量 a.i （引用共用体变量中的整型变量） a.ch（引用共用体变量中的字符变量） a.f （引用共用体变量中的实型变量）,共用体类型数据使用的特点 (1)同一个内存段可以用来存放几种不同类型的成员，但在每一瞬时只能存放其中一种，而不是同时存放几种。 (2) 共用体变量中起作用的成员是最后一次存放的成员，在存入一个新的成员后原有的成员就失去作用。 (3) 共用体变量的地址和它的各成员的地址都是同一地址。,(4) 不能对共用体变量名赋值，也不能企图引用变量名来得到一个值，又不能在定义共用体变量时对它初始化。 (5) 以前的C规定不能把共用体变量作为函数参数，但可以使用指向共用体变量的指针作函数参数。ANSI新标准放宽了限制，允许用共用体变量作为函数参数。 (6) 共用体类型可以出现在结构体类型定义中，也可以定义共用体数组。反之，结构体也可以出现在共用体类型定义中，数组也可以作为共用体的成员。,例 设有若干个人员的数据，其中有学生和教师。学生的数据中包括：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。可以看出，学生和教师所包含的数据是不同的。现要求把它们放在同一表格中。,图9-10,#include struct int num; char name10; char sex; char job; union int banji; char position10; category; person2;/*先设人数为2*/,11.8 共用体,void main() int i; for(i=0;i2;i+) scanf(“%d %s %c %c“, ,运行情况如下： ,也可以不在结构体类型的声明中声明共用体类型， 而把它放在结构体类型的声明之前，即： int i; union categ int banji; char position10; ; struct int num; char name10; char sex; char job; union categ category;person2;,枚举：将变量的值一一列举出来，变量的值只限于列举 出来的值的范围内。 申明枚举类型用 enum enum weekdaysun，mon，tue，wed，thu，fri，sat; 定义变量： enum weekday workday，week-day; enumsun，mon，tue，wed，thu，fri，satworkday； 变量值只能是sun到sat之一,枚举元素 枚举常量,9.6 枚举类型,1、枚举类型的定义,9.6 枚举类型,说明： 在编译中，对枚举元素按常量处理，故称枚举 常量。它们不是变量，不能对它们赋值。 (2) 枚举元素作为常量，它们是有值的，语言编译 按定义时的顺序使它们的值为， (3) 枚举值可以用来作判断比较。 (4) 一个整数不能直接赋给一个枚举变量。,2、枚举类型变量的定义,定义枚举类型的变量和前面定义的结构体、共用体变量相似。也有三种定义方法。 （1）先定义枚举类型再定义枚举变量 enum 枚举名 枚