C语言课件第11章结构体与共用体.ppt

第11章结构体与共用体,1、结构体类型的定义2、结构体变量的定义及引用3、结构体数组4、结构体类型的指针5、链表的基本操作6、共用体和枚举类型（了解）,结构体类型的引入,问题：为了描述一个事物的不同属性，需要用到各种不同类型的数据，这些数据彼此相关，形成一个有机的整体。例如：一个教师的基本信息由姓名、性别、年龄、职称、工资等几项组合而成。如何描述一个教师的情况呢？前面我们已学习过各种基本类型的变量和数组，而且我们知道，各个变量之间是相互独立的，无任何联系；而数组只能用来表示一批相同类型的数据。因此，若用单个变量分别表示教师的姓名、性别、年龄等属性，则难以反映他们之间的内在联系；若用数组，则根本无法表示，因为姓名、性别、年龄等不属同一种数据类型。C语言中用“结构体”来描述由多个不同类型的数据组成的数据集合。相当于其他高级语言中的“记录”.,11.1结构体类型的定义,与基本数据类型不同的是，结构体是又一种构造类型，是由多个类型的数据成员组合而来的。因此该类型的具体内容应根据需要先定义，后使用。可以定义如下结构体类型来描述教师的基本情况：structteacher/*struct是关键字*/charname30;/*内是该类型的各成员*/charsex;intage;charposition10;floatsalary;/*语句末尾是“;”*/该结构体类型名为structteacher，teacher是该结构体的标识符；该类型包含有6个成员的数据项：name、sex、age、position和salary，其中每个成员项都有自己的类型。,可见，定义一种新的结构体类型的一般形式是：struct结构体类型名成员类型成员名；成员类型成员名；其中，struct是关键字，结构体类型名、结构体成员名的命名规则同变量的命名规则一样。特别提示：structteacher只是一种具体的结构体类型，根据需要，程序员可以定义多个不同内容的结构体类型。其中的成员项是该类型的组成部分，而不是变量。结构体类型的成员可以是基本类型的变量或数组，也可以是结构体类型的数据。即结构体类型的嵌套定义。例如，若将教师的年龄改为出生日期，则可以将出生日期定义为一个结构体类型，然后嵌入structteacher中。,将出生日期单独定义为一个结构体类型后再嵌入。Structdate_typeintyear;intmonth;intday;Structteacher_2charname30;charsex;structdate_typebirthday;charposition10;floatsalary;(常用),直接嵌入。Structteacher_3charname30;charsex;structdate_typeintyear;intmonth;intday;birthday;charposition10;floatsalary;/*成员birthday又是一个结构体类型的数据。*/,11.2结构体变量的定义及引用,经以上定义后，结构体类型structteacher与系统定义的类型int、long、float等一样，可以用它来定义该类型的变量、数组、函数等。不同的是：结构体类型的作用范围是有限制的。在函数体内定义的结构体类型的作用域为本函数内，在函数体外定义的结构体类型的作用域为本程序文件内，若要引用不在本文件内的结构体类型，通常用#include命令将定义该类型的文件包含进来。例11.1定义一个结构体变量，用于存放一个教师的信息，然后将其输出。,#includestdio.hmain()structteacher/*该类型的作用范围在本函数内*/charname30;charsex;intage;charposition10;floatsalary;structteacherperson;/*定义结构体变量person*/strcpy(,wangli);person.sex=f;/*给各成员赋值*/person.age=30;strcpy(person.position,middle);person.salary=1600;,printf(nnamesexagepositionsalary);printf(n%-10s%3c%5d%10s%8.2f,,person.sex,person.age,person.position,person.salary);分析：*本例中结构体类型在函数体内定义，其作用范围在本函数体内。*先定义结构体类型，后定义结构体变量。*对结构体变量输入输出操作、或将基本类型的数据赋给结构体变量时，需分别访问各个基本类型的成员，不能整体赋值或输入输出。如：printf(“%s%c%d%s%f”,person);错！person=“lili”,f,24,“primary”,1000;错！,例11.2定义一个结构体类型，包含通讯录中的如下信息：姓名、年龄、电话、通讯地址；并定义该类型的变量，输入数据并输出。程序l11_2.c#includestdio.hstructaddress_list/*在函数体外定义结构体类型*/charname10;/*该类型的作用域为本程序内*/intage;chartel10;charaddress40;main()structaddress_lists;/*定义变量s，占空间62个字节*/printf(ninputname:);gets()；,printf(inputage:);scanf(%d,分析：*结构体类型address_list放在函数体外定义，其作用范围为本程序文件内。*结构体变量的输入输出需逐个访问基本类型的成员，引用方法与同类型的变量、数组相同。,例11.3定义一结构体类型，包含工人的工资信息：编号、姓名、工资。并定义变量存放两人的数据，然后交换，输出交换前后的信息。程序l11_3.c#includestdio.hmain()structsalary_listcharno10;charname30;floatsalary;structsalary_listz,x=10,liming,2000,y=12,wangyan,2500;/*结构体变量的初始化，给出各成员的数据并用括起来，各成员之间用逗号分开*/,printf(nnonamesalary);printf(nx:%-5s%-6s%10.2f,x.no,,x.salary);printf(ny:%-5s%-6s%10.2f,y.no,,y.salary);z=x;x=y;y=z;/*交换两个结构体变量*/printf(nafterexchange:);printf(nx:%-5s%-6s%10.2f,x.no,,x.salary);printf(ny:%-5s%-6s%10.2f,y.no,,y.salary);特别提示：同类型的结构体变量可以整体赋值，即可以将一个结构体变量整体赋给相同类型的另一个结构体变量。,说明一、定义结构体变量,定义结构体变量的方法有三种，（经常用第一种）：方法一：先定义结构体类型，再定义结构体变量。如：structteachert1,t2;（例11.1)方法二：定义结构体类型的同时定义结构体变量(例11.2)。又如：structcoursemathlongno;4Bcharname30;math,english;30B若以后还需用到此结构体类型，定义方法同1：structcoursechemic;方法三:格式同方法（二），其中类型名course省略，缺点是该类型无法再次引用。*结构体变量的存储：系统按结构体类型中各成员的类型给变量分配存储空间。如上图：,noname,说明二、结构体变量的引用,结构体变量定义后，可以分两个层次引用：*访问结构体变量的成员。*引用整个结构体变量。1、使用成员运算符“.”引用结构体变量的成员，“.”的优先级仅次于括号。如例11.1、11.2、11.3中的,person.agex.no,s,salary等成员的赋值、输入、输出。person.age+等价于（person.age)+对结构体变量中的成员的操作与基本类型的变量完全相同。注意：当结构体类型嵌套定义时，应逐级访问。如structteacher_2pp;pp.birthday.year=1999;2、相同类型的结构体变量之间可以整体赋值。如例11.3中交换两个结构体变量的值。,11.2结构体数组,结构体数组用于保存一批同类型的结构体数据。每个数组元素相当于一个结构体变量。例：11.4输入三门课的信息（课程编号、课程名），并输出。分析：*每门课的信息包含2项，用结构体类型表示，其成员有两项，即课程编号和课程名。*三门课的信息，用一维数组保存。输入：可以赋初值，也可由用户输入，本例中采用赋初值的方式。程序l11_2_1.c说明：结构体数组的初始化同基本类型的一维数组，只不过每个数组元素是用括起的一个结构体常量。数组元素中每个成员的访问，同变量的成员的访问。,例11.5输入N个学生的学号、姓名、三门课的成绩，计算每人的平均成绩，并按平均成绩由高到低排序，输出排序后的成绩表。分析：*每个学生的信息包括多项，用结构体类型表示，其成员有学号、姓名、三门课的成绩、平均成绩。N个学生的信息用一维数组保存。*算法:输入并计算平均成绩、排序、输出三步。可将后面两项功能分别用函数实现，在主函数中调用。设排序函数为sort(),输出函数为output().分析每个函数的具体组成：函数类型参数函数体程序l11_2_2.c,/*例11.5程序*/structstucharno8;charname10;floatscore3;floataver;#includestdio.h#includestdlib.h#defineN3#defineSTU_SCstructstu,main()voidsort(STU_SCsc1),output(STU_SCsc2);STU_SCsc_listN;inti,j;chartemp10;floatsum;printf(ninputno,name,score(13):);for(i=0;iN;i+)printf(nstudent%d:n,i+1);sum=0;printf(no:);gets(sc_listi.no);printf(name:);gets(sc_);for(j=0;j为指向运算符，即取指针变量指向的结构体数据的成员。如：p-real等价于(*p).real其含义为：取指针变量p指向的结构体数据的成员real。例11.3.2使用指向结构体数组元素的指针引用数组元素：输入输出N个复数。分析：复数用结构体类型表示，输入时用下标法引用数组元素，输出实用指针引用各元素。注意：p+的含义是p指向下一个数组元素。为了引用已定义的结构体类型，通常将结构体类型名定义为更简单的宏名。,structcomplexintreal;intimage;#defineCOMPLEXstructcomplex#defineN5main()COMPLEXssN,*p;inti;printf(ninput%dcomplex:n,N);for(i=0;i”引用成员*/printf(n%d+%di,p-real,p-image);,11.4动态内存分配与链表,动态内存分配的引入问题：如果要在内存中保存一个班学生的数据，按照现有的手段，首先要知道该班的人数，然后据此定义数组，可是，每一个班的人数并不完全相同，并且是浮动的，用确定长度的数组无法保存任意班级学生的数据，如果定义的数组太大，造成内存浪费，太小将导致程序无法实现原功能要求。这显然不够理想和灵活。解决以上问题的方法是使用动态内存分配：在程序运行中实时申请内存分配，申请到的内存在不用时还可以随时释放。这样就可以根据每次运行程序时要处理的数据的多少随时申请内存，因此可以处理任意人数的数据。,用于动态内存分配的和释放的函数：（1）malloc()函数原型：void*malloc(unsignedintsize)功能：申请分配size字节的连续内存空间。若分配成功，函数返回所分配内存的首地址；否则返回空指针（NULL）。（2）calloc()函数原型:void*calloc(unsignedintn,unsignedintsize)功能：申请分配n各连续的内存空间、每个空间为size字节。若成功，返回所分配内存的首地址；否则返回空指针（NULL）。（3）free()函数原型：voidfree(void*p)功能：释放以前分配到的、指针p指向的内存空间。无返回值。,例11.4.1编程实现：输入一批实验数据(整型)，计算其平均值。（个数由用户输入）#include#includemain()intn,i,*p;floatsum=0;printf(ninputdatasnum:);scanf(%d,printf(ninput%dinteger:,n);for(i=0;inext=p1;然后p2后移：p2=p1;使得p2始终指向结点。重复以上过程。,申请一个结点空间并输入数据,structwork*input()structwork*q;floatx;q=(structwork*)malloc(LEN);if(!q)printf(nfailure.);exit(0);printf(ninputaworkersinformation(no=0forend):n);printf(no:);scanf(%ld,/*返回该结点的首地址*/,建立链表，返回头指针,structwork*create(void)structwork*head,*p1,*p2;intn=0;p1=p2=input();head=NULL;while(p1-no!=0)n+;if(n=1)head=p1;elsep2-next=p1;p2=p1;p1=input();/*输入下一个人的信息*/p2-next=NULL;return(head);,二、添加结点,功能：在链表的末尾追加多个结点，直至输入的结点编号等于0为止。函数：structwork*append(structwork*head)算法：指针p指向链表的尾结点，q指向新输入的结点。重复执行:若链表为空，则q指向的结点尾头结点；否则，将q链在p之后。,添加结点之链表尾,structwork*append(structwork*head2)structwork*q,*p=head2;q=input();q-next=NULL;while(q-no!=0)if(head2!=NULL)while(p-next!=NULL)p=p-next;p-next=q;elsehead2=p=q;q=input();q-next=NULL;return(head2);,三、输出链表各结点,算法：指针p指向链表的头结点，然后重复:若p指向的结点不为空，即链表未结束，则输出链表的结点成员；p指向下一个结点。,输出链表各结点,voidout_list(structwork*head)structwork*p;printf(nnonamesalaryn);p=head;if(head=NULL)printf(nnodata.);elsewhile(p!=NULL)printf(n%4ld%10s%7.2f,p-no,p-name,p-salary);p=p-next;,四、按编号删除结点,函数：structwork*delete(structwork*head3,longno)算法：先判断链表是否为空，若是，则结束；否则，从头结点开始查找要删除的结点。若找到，则删除，即将其从链表中去掉，并释放该结点；否则，若到了链表的为结点仍未找到，则输出“notfound”。,按编号删除结点,structwork*delete(structwork*head3,intno)structwork*p,*q=head3;if(head3=NULL)printf(nlistnull.);return(head3);while(no!=q-no,在第n个结点前插入一个结点,分析：变量p指向第n个结点，q指向第n-1个结点，即新结点插在p和q指向的结点之间。分三种情况：1）插在头结点之前。2）插在中间：t-next=p;q-next=t;3）链表中无第n个结点。,在第n个结点前插入一个结点,structwork*insert(structwork*head,intn)inti;structwork*p=head,*q,*t;t=input();if(n=1)t-next=head;head=t;return(head);/*插在表头*/for(i=1;inext!=NULL)q=p;p=p-next;elsebreak;if(ino!=0)q-next=t;t-next=p;return(head);,主函数,#include#include#defineLENsizeof(structwork)main()structwork*head;longnum;intn1;head=create();printf(nappend:);head=append(head);printf(ninsert:);scanf(%d,11.5共用体,所谓共用体数据类型是指将不同的数据项组织为一个整体，它们在内存中占用首地址相同的一段存储单元。共用体也称为联合。例如：unionexaminta;floatb;charc;x;,共用体类型说明的一般形式为：union共用体标识名类型名1共用体成员名表1；类型名2共用体成员名表2；类型名n共用体成员名表n；其中union是关键字，是共用体类型的标志。共用体中的成员可以是简单变量，也可以是数组、指针、结构体和共用体。,11.5.2共用体变量的定义及引用,定义共用体变量的方式与结构体变量相似。1定义类型的同时定义变量。uniondatainti;charch;floatf;a,b,c;2将类型定义与变量定义分开。uniondatainti;charch;floatf;；uniondataa,b,c;,3直接定义共用体变量。unioninti;charch;floatf;a,b,c;可以引用一个共用体变量中的某个成员，引用方式与引用结构体变量中的成员相似。例如：a.i=5；a.ch=b；a.f=8.6;特别提示：一个共用体变量不