结构体、共用休和用户定义类型.ppt

全国计算机等级考试 2C课程,第十一讲 结构体、共用体和用户定义类型,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,2,结构体的概念,与数组相比，结构体是一种功能更为强大的构造类型数据。结构体类型可以把不同类型的数据组合成一个整体。 定义方法： struct 结构体名 数据类型1 成员名1； 数据类型2 成员名2； 数据类型n 成员名n； ；,说明： struct是定义结构体类型的关键字； 结构体名、成员名是合法的用户标识符，结构体名可省略（无名结构体） 数据类型n 成员名n 可以是基本类型也可以是其他构造类型； 同一结构体中成员名不可同名； 结构定义语句的分号不可省略； 结构体类型定义只是规定了该结构体类型的组成形式，编译程序并不会给结构体类型分配存储空间。,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,3,结构体类型和结构体变量的定义,应先定义结构体类型，再定义结构体变量,如： struct student int num; char name20; char sex; int age; float score; char addr30; ; struct student stu1,stu2;,又如： #define STUDENT struct student STUDENT int num; char name20; char sex; int age; float score; char addr30; ; STUDENT stu1,stu2;,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,4,结构体类型和结构体变量的定义,也可以直接定义结构体变量。 一般形式： struct 类型标识符 成员名； 类型标识符 成员名； 变量名表列；,如：struct int num; char name20; char sex; int age; float score; char addr30; stu1,stu2;,本例中，结构体类型没有被命名，这称为无名结构体。无名结构体可以用来直接定义变量，但本类型只能使用一次，后面无法再用。,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,5,结构指针变量的定义,结构指针变量说明的一般形式为： struct 结构名 *结构指针变量名 例如，在前面的例题中定义了stu这个结构，如要说明一个指向stu的指针变量pstu，可写为： struct stu *pstu; 当然也可在定义stu结构时同时说明pstu。 结构指针变量也必须要先赋值后才能使用。赋值是把结构变量的首地址赋予该指针变量。 要特别注意的是，不能把结构类型名赋予一个指针变量。如果boy是被说明为stu类型的结构变量，则： pstu=&boy 是正确的； pstu=&stu 是错误的。,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,6,结构体类型和结构体变量的定义,说明 结构体的成员名可以与程序中的变量名相同，二者不代表同一对象。 需要特别说明的是，结构体类型与结构体变量不是一个概念 结构体类型是用户自定义的结构型数据类型，它在定义时并不需要分配内存。你不能给一种结构体类型赋值，当然也不能对它存取和运算。 结构体变量就是具有特定结构体类型的变量，编译时系统将为其分配相应的存储空间。可以对其赋值、存取以及运算。,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,7,结构体类型和结构体变量的定义,例： struct student int num; char name20; char sex; int age; float score; char addr30; ;,注意：这是结构体定义，只描述结构的组织形式，student是结构体类型名，编译时并不为它分配内存,结构体只有在实例化时才为每个结构体成员分配内存。,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,8,结构体类型和结构体变量的定义,结构体中的成员（即“域”），可以是普通变量也可以是一个结构体变量。也就是说结构体可以嵌套使用。,如：struct date int month; int day; int year; ; struct student int num; char name20; struct date birthday; stu;,或：struct student int num; char name20; struct date int month; int day; int year; birthday; stu;,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,9,结构体变量的初始化,形式一： struct 结构体名 类型标识符 成员名； 类型标识符 成员名； . ； struct 结构体名 结构体变量=初始数据；,例： struct student int num; char name20; char sex; int age; char addr30; ; struct student stu1=112,“Wang Lin”,M,19, “200 Beijing Road”;,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,10,结构体变量的初始化,形式二： struct 结构体名 类型标识符 成员名； 类型标识符 成员名； . 结构体变量=初始数据；,例 struct student int num; char name20; char sex; int age; char addr30; stu1=112,“Wang Lin”,M,19, “200 Beijing Road”;,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,11,结构体变量的初始化,形式三： struct 类型标识符 成员名； 类型标识符 成员名； . 结构体变量=初始数据；,例： struct int num; char name20; char sex; int age; char addr30; stu1=112,“Wang Lin”,M,19, “200 Beijing Road”;,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,12,结构体变量的引用,在定义了结构体变量以后，当然可以引用这个变量。 引用规则: 结构体中的成员只能单独使用，它的作用与地位相当于普通变量。 引用方式有三种： 结构体变量名.成员 指针变量名-成员 (*指针变量名).成员 其中成员(分量)运算符“.”，结构指向运算符“-”，与前面已经接触过的下标运算符、圆括号运算符()的优先级均为 1，结合性从左向右,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,13,结构体变量的引用,使用成员(分量)运算符“.”引用结构体成员,如：struct student int num; char name20; char sex; int age; float score; char addr30; stu1,stu2; stu1.score=85.5; stu1.num=10; stu1.score+=stu2.score; stu1.age+;,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,14,结构体变量的引用,使用结构指针变量，往往能更方便地访问结构变量的各个成员，其访问的一般形式为： (*结构指针变量).成员名 或为： 结构指针变量-成员名 例如：(*pstu).num 或者：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“*”。如去掉括号写作*pstu.num则等效于*(pstu.num)，这样，意义就完全不对了。,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,15,结构体变量的引用,示例：结构指针变量的具体说明和使用方法,struct stu int num; char *name; char sex; float score; boy1=102,“Zhang ping“,M,78.5,*pstu; main() pstu= ,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,16,结构体变量的引用,例中， printf语句试图整体引用结构体变量stu1的用法是不可行的。,举例： struct student int num; char name20; char sex; int age; float score; char addr30; stu1,stu2; printf(“%d,%s,%c,%d, %f,%sn”,stu1);,说明： （1）不能将一个结构体变量作为一个整体进行输入和输出。,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,17,结构体变量的引用,说明： （2）但是，将一个结构体变量赋值给另一个结构体变量是允许的,如：struct student int num; char name20; char sex; int age; float score; char addr30; stu1,stu2; stu1=stu2；,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,18,结构体变量的引用,说明： （3）对于嵌套的结构体，内部成员可以逐级引用,例：struct student int num; char name20; struct date int month; int day; int year; birthday; stu1,stu2; stu1.birthday.month=12;,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,19,结构体变量的引用,说明： （4）不能对结构体变量做关系运算,例：struct student int num; char name20; char sex; int age; float score; char addr30; stu1,stu2; if(stu1=stu2) ,例中， 语句if(stu1=stu2) 是错误的,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,20,函数之间结构体变量的数据传递,函数之间结构体变量的数据传递分以下几种情况 （1）向函数传递结构体变量的成员 （2）向函数传递结构体变量 （3）向函数传递结构体的指针 例如：通过函数给结构体成员赋值,#include “stdio.h“ struct AB char a10; int b; ; getdata(struct AB *p) scanf(“%s%d“, ,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,21,动态存储分配,动态存储分配的概念 变量、数组一旦定义，其存储长度在整个程序中是固定不变的，因此被称为“静态存储分配”。然而，实际编程中，有时候所需的内存空间取决于实际输入的数据，无法预先确定。 为了解决上述问题，语言提供了一些内存管理函数，可以按需要动态地分配内存空间，也可把不再使用的空间回收（释放），这种机制称为“动态存储分配”。 常用的动态存储分配函数有以下三个： 分配内存空间函数 malloc 分配内存空间函数 calloc 释放内存空间函数 free 使用以上函数必须有文件包含命令：#include “stdlib.h“,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,22,动态存储分配,分配内存空间函数malloc 调用形式： (类型说明符*)malloc(size) 功能：在内存的动态存储区中分配一块长度为“size“字节的连续区域。函数的返回值为该区域的首地址。 其中“类型说明符”表示把该区域用于何种数据类型。 (类型说明符*)表示把返回值强制转换为该类型指针。 “size”是一个无符号数。 例如：char *pc; pc=(char *)malloc(100); 表示动态分配100个字节的内存空间，并强制转换为字符数组类型，函数的返回值为指向该字符数组的指针，把该指针赋予指针变量pc。,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,23,动态存储分配,分配内存空间函数 calloc calloc 也用于分配内存空间。 调用形式： (类型说明符*)calloc(n,size) 功能：在内存动态存储区中分配n块长度为“size”字节的连续区域。函数的返回值为该区域的首地址。 (类型说明符*)用于强制类型转换。 calloc函数与malloc 函数的区别仅在于一次可以分配n块区域。 例如：struct stu *ps=(struet stu*)calloc(2,sizeof(struct stu); 其中的sizeof(struct stu)是求stu的结构长度。因此该语句的意思是：按stu的长度分配2块连续区域，强制转换为stu类型，并把其首地址赋予指针变量ps。,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,24,动态存储分配,释放内存空间函数free 调用形式： free(void*ptr); 功能：释放ptr所指向的一块内存空间，ptr是一个任意类型的指针变量，它指向被释放区域的首地址。被释放区应是由malloc或calloc函数所分配的区域。 例如：free(pc); free(ps);,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,25,动态链表的概念,如果采用动态分配的办法存储学生记录，一次为一条记录分配一块空间（我们称之为结点），这样就无须预先确定学生的准确人数。如果某学生退学，也可删去该结点，并释放该结点占用的存储空间。 每个结点之间物理上可以是不连续的。结点之间的联系用指针实现，即在结点结构中定义一个成员项存放下一结点的首地址，这个成员，称为指针域。 在第一个结点的指针域内存入第二个结点的首地址，在第二个结点的指针域内又存放第三个结点的首地址，如此串连下去直到最后一个结点。最后一个结点因无后续结点连接，其指针域置为空(NULL) 。这样一种连接方式，在数据结构中称为“链表”。,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,26,动态链表的概念,链表的组成： 链表中的所有结点都是同一种结构类型。包括一个头指针，是一个结构类型的指针变量，用来存放链表第一个结点的首地址； 若干个结点，用来存放用户需要的实际数据以及链接节点的指针。 下图为一简单链表的示意图,头结点head没有数据域，只负责存放第一个结点的首地址。 除head外，每个结点都分为两个域，其中数据域存放各种实际的数据，如学号、姓名等；指针域存放下一结点的首地址。,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,27,动态链表的概念,链表的结点 链表的结点都是结构体类型，如 struct student int num； float score； struct student *next ; ; 其中 成员num和score用来存放结点中用户需要用到的数据； next是指针类型的成员，它指向struct student类型数据（也就是next所在的结构体类型）,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,28,链表操作的建立与操作实例,定义链表的结点结构,typedef struct node char name20; struct node *link; stud;,这样就定义了一个单链表的结构，其中char name20是一个用来存储姓名的字符型数组，指针*link是一个用来存储其直接后继的指针。 定义好了链表的结构之后，就可以在数据域中存储适当的数据，如有后继结点，则把链域指向其直接后继，若没有，则置为NULL。,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,29,链表的建立与操作实例,创建链表,stud * creat(int n) stud *p,*h,*s; int i; if(h = (stud *)malloc(sizeof(stud) = NULL) printf(“不能分配内存空间!“); return NULL; h-name0=0; /*把表头结点的数据域置空*/ h-link=NULL; /*把表头结点的链域置空*/ p=h; /*p指向表头结点*/ for(i=0;ilink=s; printf(“请输入第%d个人的姓名“,i+1); scanf(“%s“,s-name); s-link=NULL; p=s; return(h); ,注意：由于用到malloc函数，所以在程序的开始部分应有如下包含命令： #include ,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,30,链表的建立与操作实例,创建遍历链表的函数,main() stud *head; head =creat(3); list(head ); ,void list(stud *head) stud *p,*q; p=head; while(p-link!=NULL) q=p-link; printf(“%sn“,q-name); p=q; ,调用创建和输出链表的主函数,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,31,链表的建立与操作实例,根据数据项的值检索链表中的结点 思路：对单链表的结点依次扫描，检测其数据域是否是我们所要查好的值，若是返回该结点的指针，否则返回NULL。,stud * search( stud *head, char *x) stud *p; char *y; p= head -link; while(p!=NULL) y=p-name; if(strcmp(y,x)=0) return(p); else p=p-link; if(p=NULL) printf(“没有查找到该数据!“); return NULL; ,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,32,链表的建立与操作实例,测试结点检索函数的主函数,main() char fullname20; stud *head,*searchpoint; head=creat(3); printf(“请输入你要查找的人的姓名:“); scanf(“%s“,fullname); searchpoint=search(head,fullname); printf(“你要查找的人的姓名:%sn“,searchpoint-name); ,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,33,链表的建立与操作实例,在单向链表中插入新结点 在单向链表中插入新结点的步骤如下： （1）先创建一个新结点，并用指针p指向该结点。 （2）将q指向的结点的next域的值（即q的后继结点的指针）赋值给p指向结点的next域。 （3）将p的值赋值给q的next域。 通过以上3步就可以实现在链表中由指针q指向的结点后面插入p所指向的结点。可以通过图1-5形象地展示出这一过程。,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,34,链表的建立与操作实例,在单向链表中插入新结点,void insert(stud *p) char stuname20; stud *s; if(s= (stud *) malloc(sizeof(stud)=NULL) printf(“不能分配内存空间!“); exit(0); printf(“输入要插入学生结点的姓名：“); scanf(“%s“,stuname); strcpy(s-name,stuname); s-link=p-link; p-link=s; ,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,35,链表的建立与操作实例,测试插入结点函数的主函数,main() char fullname20; stud *head,*searchpoint; head=creat(2); printf(“输入要在他之后添加结点的那个人的姓名:“); scanf(“%s“,fullname); searchpoint=search(head,fullname); insert(searchpoint); list(head); ,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,36,链表的建立与操作实例,删除单向链表中的结点 在链表内删除节点又三种不同的情形： 1删除第一个节点：只需要将head指向第二个节点 2删除最后一个节点，只需要将指向最后一个节点的指针（引用）指向NULL 3删除中间节点，只要将需要删除节点的指针指向需要删除节点的下一个节点。,stud *del(stud *head,stud *x) stud *p; if(head=x) return head-link; else p=head; while(p-link!=x) p=p-link; if(x-link=NULL) p-link=NULL; else p-link=x-link; return head; ,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,37,链表的建立与操作实例,测试删除结点函数的主函数,main() char fullname20; stud *head,*searchpoint; head=creat(3); printf(“请输入要删除的学生的姓名:“); scanf(“%s“,fullname); searchpoint=search(head,fullname); del(head,searchpoint); ,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,38,链表的建立与操作实例,销毁一个链表 链表使用完毕后建议销毁它，因为链表本身会占用内存空间。如果一个系统中使用了很多链表，而使用完毕后又不及时销毁它，那么这些垃圾空间积累过多，最终可能导致内存泄漏甚至程序崩溃。,void destroy(stud *head) stud *p,*q; p=head; while(p!=NULL) q=p-link; free(p); p=q; head=NULL; ,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,39,共用体的定义,共用体也叫联合体，也是一种构造数据类型。共用体可以使几个不同类型的变量共占同一段内存。 定义形式： union 共用体名 类型标识符 成员名； 类型标识符 成员名； . ； 其中union 是关键字，共用体名是用户自定义标示符。,例：union data int i; char ch; float f; ;,注意：这里的类型定义在编译时也是不分配内存的。,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,40,共用体变量的定义,形式一: union data int i; char ch; float f; ; union data a,b; 形式二: union data int i; char ch; float f; a,b;,共用体变量任何时刻只有一个成员存在。共用体变量在编译时被分配内存, 长度=最长成员所占字节数。,形式三: union int i; char ch; float f; a,b;,2019/7/23,作者：张旭仟 版权所有 欢迎盗版,41,共用体变量的引用,引用方式： 共用体变量名.成员名 共用体指针名-成员名 (*共用体指针名).成员名,例：如有以下定义 union data int i; char ch; float f; ; union data a,b,c,*p,d3;,a.i、a.ch、a.f p-i、p-ch、p-f (*p).i 、(*p).ch、(*p).f d0.i、d0.ch、d0.f,则可以如下方式加以引用