C语言基础 十、结构体与共用体.doc

十、结构体与共用体本章概述：本章主要考查类型定义符typedef，结构体和共用体类型数据的定义方法和引用方法，结构体指针变量，结构体数组，用指针和结构体构成链表，单向链表的建立、输出、删除与插入等知识点。据对最近几年试卷分析得知，本章考核内容所占比例为5%左右，结构体指针变量是重点，单链表的操作是难点。大纲要求：1 用typedef说明一个新类型。2 结构体和共用体类型数据的定义和成员的引用。3 通过结构体构成链表，单向链表的建立，结点数据的输出、删除与插入。重点难点：1 结构体和共用体类型数据的定义和成员的引用。2 通过结构体构成链表，单向链表的建立，结点数据的输出、删除与插入。考点1考点分析： typedef的使用C语言不仅提供了丰富的数据类型，而且还允许用户自己定义类型说明符，即允许由用户为已存在的数据类型名定义一个“别名”。类型定义符typedef即可用来完成此功能。说明新类型名的语句格式为：typedef 类型名 标识符；“类型名”必须是在此语句之前已有定义的类型标识符，可以是任何基本类型、结构或联合类型符号。“标识符”是一个用户定义标识符，用作新的类型名。如：typedef intINTEGER;该语句把一个用户命名的标识符INTEGER说明成一个int类型的类型名。在此说明之后，可以用INTEGER来代替int来定义整型变量，如：INTEGER a,b;等价于int a,b;。新类型名一般用大写表示，以便区别。【特别提醒】：typedef仅仅是用“标识符”来代表已存在的“类型名”，并未产生新的数据类型，原有的类型名依然有效。l 试题解析1以下关于typedef的叙述错误的是（）2007年9月选择题第44题A）用typedef可以增加新类型B）typedef只是将已存在的类型用一个新的名字来代表C）用typedef可以为各种类型说明一个新名，但不能用来为变量说明一个新名D）用typedef为类型说明一个新名，通常可以增加程序的可读性解析：答案为A。typedef仅仅是用“标识符”代表已存在的“类型名”，并不会产生新的数据类型。2以下叙述中错误的是（）2006年4月选择题第50题A）可以通过typedef增加新的类型 B）可以用typedef将已存在的类型用一个新的名字来代表 C）用typedef定义新的类型名后，原有类型名仍有效 D）用typedef可以为各种类型起别名，但不能为变量起别名 解析：答案为A。与上一题类似。考点2 结构体类型结构体定义和使用：结构体是一种构造数据类型，与数组类似，一个结构体可以由若干个数据成员组成，与数组不同的是，这些成员可以各自不同的数据类型。结构体声明的格式为：struct 结构体名成员列表;结构体名用作结构体类型的标志，成员列表是结构体的各个成员，成员由若干个变量类型名和变量名组成。如：struct student char name20; char num10; float score;则声明了一个结构体类型struct student，其中包含name、num、score三个成员变量，它们有自己的数据类型，可以是基本数据类型，也可以是结构体类型。声明了结构体类型后，就可以使用用户定义的结构类型来定义结构体类型的变量，并在变量中存放数据和进行操作。定义结构类型的变量的方法有：n 先声明结构体再定义变量名如前面已经定义了结构体类型struct student，可以定义这种类型的变量，如：struct student s1,s2;，则s1和s2是struct student类型的变量，它们都有name、num、score三个成员变量，s1和s2所占用的存储空间为三个成员变量所占存储空间之和20+10+4=34。n 声明类型的同时定义变量一般格式为：struct 数据类型成员列表变量1，变量2变量n;作用与先声明结构体再定义变量名类似。n 直接定义结构体类型变量一般格式为：struct成员列表变量1，变量2变量n;定义时没有出现结构体名，结构体变量的定义只能和结构体类型的声明同时出现。定义结构体变量后，就可以使用结构体变量，对其进行赋值、运算等操作。要注意的是结构体变量不能作为一个整体进行输入、输出、运算等，只能对结构体变量的各个成员分别进行操作。结构体变量的成员引用格式：结构体变量名.成员名，如、s1.num、s1.score，”.”运算符是成员运算符，优先级最高，可以把等看作一个整体。对结构体变量的成员可以像普通变量一样进行各种操作和运算，这由成员变量自己的数据类型所决定，可以对成员变量或结构体变量取地址运算，一般结构体变量的地址用于作函数参数。与其他类型一样，可以在定义结构体变量的同时给它赋初值，结构体变量的初始化是对结构体变量的各个成员进行初始化的过程。结构体数组：结构体类型的数组与普通数组一样，数组的每个元素都属于同一个数据类型，即所定义的结构体类型，只不过每个数组元素又是一个结构体类型的数据，它们分别包含若干个数据成员。定义结构体数组的方法与定义结构体变量的方法相似，只要说明其为数组即可。如要定义10个学生，则：struct student stu10;，若要在定义数组的同时进行初始化，则应将初始值顺序的放在一对大括号中，再将每个数组元素的成员值放在各自的一对大括号中。结构体类型的指针变量用来指向该结构体类型的变量，存放的是结构体变量所占存储单元的首地址值。如要定义一个结构体类型的指针变量指向前面所定义的变量s1，格式为：struct student *p=&s1;。若要访问结构体变量s1的成员name，格式有：n n (*p).namen p-name“-”称为指向运算符，其优先级是最高的，p-name+等价于(p-name)+。结构体变量的使用：结构体数组及其数组元素都可以用指针变量来指向，只要定义相应结构体类型的指针变量即可，如对前面定义的stu数组，定义指针变量ps指向数组stu，struct student *ps=stu;即可。ps的初始值是数组的首地址，也表示了数组第一个元素stu0的起始地址，ps+1表示ps指向数组的下一个元素。ps作为结构体指针变量，可以指向结构体数组或数组中的元素，但不能指向数组元素的某一个成员，ps=&stu0.score这种写法是错误的。若要指向结构体变量的某一个成员，则应使用该成员相应类型的指针变量。注意(+ps)-score与(ps+)-score的区别，前者表示先使ps自增1，指向下一个元素，然后得到ps所指向的数组元素中的score成员值，后者表示先得到ps所指向的数组元素中的score成员值，ps再自增1，指向下一个元素。结构体变量或结构体指针变量也可以作为函数参数传递给另一个函数，有以下几种格式：n 用结构体变量的成员作函数参数用法和用普通变量作函数参数是类似的，只要实参与形参的类型保持一致即可。如可用或stu0.score作函数参数。n 用结构体变量作参数实参和形参都是相同类型的结构体变量，但在传递时在空间和时间上开销大，一般很少使用。n 用结构体指针变量作参数与指针变量作函数参数一样，传递的是结构体变量的地址。【特别提醒】：注意通过结构体指针变量访问结构体的成员的用法。重点理解结构体变量或结构体指针变量作函数参数的用法。l 试题解析1有以下程序#includestruct st int x,y; data2=1,10,2,20;main() struct st *p=data;printf(“%d,”,p-y); printf(“%dn”,(+p)-x);程序的运行结果是（）2008年9月选择题第33题A）10,1B）20,1C）10,2D）20,2解析：答案为C。声明结构体的同时定义了结构类型的数组data，并对数组进行了初始化，指针变量p指向数组首地址，p-y表示取p所指向的元素data0的成员y的值10，+p将p向后移动一个存储单元，指向元素data1，(+p)-x取data1的成员x的值2。2有以下程序#includemain() struct STU char name9; char sex; double score2; ;struct STU a=“Zhao”,m,85.0,90.0, b=“Qian”,f,95.0,92.0;b=a;printf(“%s,%c,%2.0f,%2.0fn”,,b.sex,b.score0,b.score1);程序的运行结果是（）2008年9月选择题第37题A）Qian,f,95,92B）Qian,m,84,90C）Zhao,f,95,92D）Zhao,m,85,90解析：答案为D。变量a的值赋给b后，b的值与a的值相等，则输出成员b的值即是输出成员a的值。3以下结构体类型说明和变量定义中正确的是（）2008年4月选择题第29题A）typedef struct B）struct REC; int n; char c; REC; int n; char c;REC t1,t2; REC t1,t2;C）typedef struct REC ; D）struct int n=0; char c=A;t1,t2; int n; char c;REC; REC t1,t2;解析：答案为A。选项A声明结构体的同时用typedef新指定了别名REC，则REC可以用来定义变量，选项B中structREC一起作为结构体类型名，选项C格式错误，选项D中REC表示的变量名。4有以下程序#include#includetypedef struct char name9; char sex; float score2; STU;void f(STU a) STU b=“Zhao”,m,85.0,90.0; int i;strcpy(,);a.sex=b.sex;for(i=0;i2;i+) a.scorei=b.scorei;main() STU c=“Qian”,f,95.0,92.0;f(c); printf(“%s,%c,%2.0f,%2.0fn”,,c.sex,c.score0, c.score1);程序的运行结果是（）2008年4月选择题第36题A）Qian,f,95,92B）Qian,m,85,90C）Zhao,f,95,92D）Zhao,m,85,90解析：答案为A。调用f函数时传递结构体STU类型的变量c给形参，是值传递，形参的变化并不会影响实参，故函数调用结束，c的值并不会改变。5有以下程序#include#includetypedef struct char name9;char sex; float score2; STU;STUf（STUa） STUb=Zhao,m,85.0,90.0; int i; strcpy（,）; a.sex=b.sex; for（i=0;i2;i+） a.scorei=b.scorei; return a;main（） STU c=Qian,f,95.0,92.0,d; d=f（c）; printf（%s,%c,%2.0f,%2.0fn,,d.sex,d.score0,d.score1）;程序的运行结果是( ) 2007年9月选择题第46题A）Qian,f,95,92 B）Qian,m,85,90 C）Zhao,m,85,90 D）Zhao,f,95,92解析：答案为C。与上一题有相似之处，在调用f函数时同样是传递结构体指针变量c给形参a，在函数中将变量b的值赋给a，并通过return语句带回给变量d，故变量d中得到的是b的值。6有以下程序struct S int n; int a20;void f（struct S *p）int i,j,t; for（i=0;in-1;i+） for（j=i+1;jn;j+） if（p-aip-aj） t=p-ai; p-ai=p-aj; p-aj=t; main（）int i; struct S s=10,2,3,1,6,8,7,5,4,10,9; f（&s）; for（i=0;is.n;i+） printf（“%d”,s.ai）;程序运行后的输出结果是（ ）2007年4月选择题第45题A）1,2,3,4,5,6,7,8,9,10, B）10,9,8,7,6,5,4,3,2,1, C）2,3,1,6,8,7,5,4,10,9, D）10,9,8,7,6,1,2,3,4,5, 解析：答案为A。调用函数f时，传递结构体变量s的地址给形参指针p，函数f中的二重循环则是取p所指向的变量的成员n和数组a的值，采用选择排序算法对数组a的元素按从小到大排列。7有以下程序struct S int n; int a20; ;void f（int *a,int n）int i;for（i=0;in-1;i+） ai+=i;main（）int i; struct S s=10,2,3,1,6,8,7,5,4,10,9; f（s.a, s.n）; for（i=0;isex);D）scanf(“%d”,ps-age);解析：答案为D。ps-age表示取ps所指向的变量s0的成员age，但在scanf函数中，参数列表应为地址值，故采用&(ps-age)格式才正确。10设有说明struct DATEint year;int month; int day;请写出一条定义语句，该语句定义d为上述结构体变量，并同时为其成员year、month、day 依次赋初值2006、10、1：_。2007年4月填空题第18题解析：答案为struct DTAE d=2006,10,1;。使用已声明结构体类型struct DATE定义变量d，并在定义的同时初始化。考点3 链表链表定义：链表是一种常见的重要的数据结构，它是动态的进行存储分配的一种结构。与数组必须事先确定长度不同，链表可以根据需要动态开辟内存空间。链表中的元素一般称为“结点”，每个结点包括两个部分，一是数据域，存放用户需要用到的实际数据，一是指针域，存放下一个结点的地址。与数组不同的是链表中各个元素在内存中可以不是连续存放的，要查找某一元素，必须先找到上一个元素，根据它提供的下一元素地址才能找到下一个元素。在链表中一般有一个“头指针”变量，它存放一个地址，该地址指向链表中的第一个结点，如果不提供“头指针”，整个链表都无法访问。而链表的最后一个结点不再指向其他元素，一般称为“表尾”，它的指针域存放一个“NULL”，NULL表示空地址。结构体变量的结构用来表示链表中的结点，一个结构体变量中包含的成员可以是数值类型、字符类型、数组类型，也可以是指针类型，用指针类型来存放下一个结点的地址。链表结构是动态分配存储空间的，即在需要时才开辟一个结点的存储单元，C语言提供了相关的库函数：n void *malloc(unsigned int size)函数作用是在内存的动态存储区分配一个长度为size的连续空间，返回值是指向分配域起始地址的指针，若空间分配不成功，则返回空指针（NULL）n void *calloc(unsigned n,unsigned size)函数作用是在内存的动态存储区分配n个长度为size的连续空间，返回值是指向分配域起始地址的指针，若空间分配不成功，则返回空指针（NULL）n void free(void *p)函数作用是释放由p指向的内存区，使这部分能被其他变量使用，p是调用calloc或malloc函数时返回的值，无返回值。链表的操作：链表的操作主要包括链表的建立、遍历链表、插入结点、删除结点。建立链表的操作主要是创建新结点，将数据放入结点数据域，最后将新结点插入到链表中，重复此三个步骤即可。若已经定义好结点结构为：struct node int data, struct node *next; ;，创建链表的三个步骤可表示为：n 创建新结点：struct node *pnew=(struct node *)malloc(sizeof(struct node); n 将数据放入结点数据域：pnew-next=NULL;，pnew-data=1;或scanf(“%d”,&pnew-data);n 将结点插入到链表中：pend-next=pnew;pend表示链表的最后一个结点遍历链表是指取各个结点的数据域中的值进行各种运算、修改结点，若要遍历链表应先知道链表第一个结点的值，然后设置一个指针变量p指向第一个结点，输出p所指的结点，将p后移一个结点，再输出直到链表的尾结点，尾结点指针域为NULL。设p指向头指针head，结合循环遍历链表的步骤可表示为：While(p!=NULL) printf(“%d”,p-data); p=p-next;链表的插入是指插入一个新结点到一个已有链表中，首先要确定插入位置，若在已知结点p后插入新结点，则是先创建新结点，然后将新结点连入链表中p结点之后，再将p结点指向新插入的结点。步骤可以描述为：n 创建新结点：struct node *pnew=(struct node *)malloc(sizeof(struct node);n 将新结点连入链表：pnew-next=p-next;n p结点指向新结点：p-next=pnew;若要从链表中删除一个结点，则只把所要删除的结点从链表中断开，然后再释放相应的存储空间，首先要知道需删除结点的前趋结点，然后将前趋结点的指针域指向待删除结点的后续结点，最后释放被删除结点所占的存储空间。假设p描述的是待删除结点的前趋结点，q为要删除的结点，步骤可以描述为：n 前趋结点的指针域指向待删除结点的后续结点：p-next=q-next;n 释放被删除结点所占的存储空间：free(p);【特别提醒】：在删除结点或插入结点操作时，要注意是先连接，再断开。l 试题解析1假设已建立以下链表结构，且指针p和q已指向如图所示的结点：则以下选项中可将q所指结点从链表中删除并释放该结点的语句组是（）2008年9月选择题第38题A）(*p).next=(*q).nextB）p=q-next; free(q);C）p=q; free(q)D）p-next=q-next; free(q);解析：答案为D。若要删除结点q并释放，则只要将q从链表中断开，将p结点的指针域指向q结点所指向的结点，再通过free函数释放结点q。2有以下程序#includestruct tt int x;struct tt *y; *p;struct tt a4=20,a+1,15,a+2,30,a+3,17,a;main（） int i;p=a;for（i=1;ix）; p=p-y;程序的运行结果是（）2007年9月选择题第45题A）20,30, B）30,17 C）15,30, D）20,15,解析：答案为D。结构体struct tt的定义结构为链表的结点结构，在定义数组a时，每个元素的指针域指向了下一个元素，最后一个元素a3的指针域指向数组的首地址，则形成一个没有头指针的单向循环链表。指针变量p指向第一个元素a0，则循环第一次输出a0数据域的值20，指针变量p指向下一个元素a1，循环第二次输出a1数据域的值15。3有以下程序段typedef struct node int data; struct node *next; *NODE;NODE p;以下叙述正确的是（ ）2007年4月选择题第47题A）p是指向struct node结构变量的指针的指针B）NODE p；语句出错C）p是指向struct node结构变量的指针D）p是struct node结构变量解析：答案为C。通过typedef为struct node *新声明名字为NODE，则NODE p;表示定义了一个结构体类型的指针变量，指向结构体类型的变量。4函数min（）的功能是：在带头结点的单链表中查找数据域中值最小的结点。请填空2007年9月填空题第16题#include struct node int data; struct node *next;int min（struct node *first）/*指针first为链表头指针*/ struct node *p; int m; p=first-next; m=p-data; p=p-next; for（;p!=NULL;p=_20_） if（p-datadata; return m;解析：答案为p-next。要查找链表中数据域的最小值，则要遍历链表，链表的遍历通过指针p实现，直到p为空。考点4 共用体共用体是指几个不同的变量共同占用同一段内存的结构，共用体的定义格式为：union 共用体名 成员列表变量名列表;如: union data int i; char ch; float f; a,b,c;可以看出，共用体和结构体的定义形式类似，但它们有本质区别，结构体变量所占内存空间是每个成员都有自己的内存空间，所占内存长度是各成员的内存长度之和，共用体变量所占内存长度是所占内存长度最长的成员的长度，如变量a、b、c所占用的内存长度为float类型所占的字节，为4个字节。与结构体类似，共用体也必须先声明类型，再定义共用体类型的变量，而且也不能直接引用共用体变量，只能引用共用体变量中的成员。如：a.ch,b.f等。在使用共用体数据时要注意以下几点：n 同一个内存段可以用来存放不同类型的成员，但同一时刻只能存放其中一种，即不是所有成员都同时存放和起作用n 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成员就失去作用n 共用体变量的地址和它的各成员的地址是相同的n 不能对共用体变量名赋值，不能直接引用共用体变量来得到值，不能在定义共用体变量时对它进行初始化n 共用体变量不能作为函数参数及函数的返回值【特别提醒】：在引用共用体变量时，应特别注意当前存放在共用体变量中的是哪个成员。l 试题解析1设有以下定义union data int d1; float d2; demo;则下面叙述中错误的是( )2007年9月选择题第47题A）变量demo与成员d2所占的内存字节数相同B）变量demo中各成员的地址相同C）变量demo和各成员的地址相同D）若给demo.d1赋99后, demo.d2中的值是99.0解析：答案为D。若给demo.d1赋值后，当前存放的是成员d1，d2成员不存在，也不起作用。2若有以下定义和语句union data int i; char c; float f;x;int y;则以下语句正确的是( ) 2006年9月选择题第46题A）x=10.5;B）x.c=101; C）y=x;D）printf(“%dn”,x);解析：答案为B。不能对共用体变量名赋值，不能直接引用共用体变量来得到值，则可知选项A、C、D错误。3有以下程序 main() union char ch2; int d; s; s.d=0x4321; printf(“%x,%xn”,s.ch0,s.ch1); 在16位编译系统上，程序执行后的输出结果是( )2006年4月选择题第41题A）21，43 B）43，21 C）43，00 D）21，00 解析：答案为B。相关习题1 typedef unsigned long LONG 的作用是（）A） 建立了一种新的数据类型B） 定义了一个整型变量C） 定义了一个长整型变量D） 定义了一个新的数据类型标识符2已知：struct int i;char c;float a; test; 则sizeof(test)的值是（） A）4 B）5 C.）6 D）73当声明一个结构变量时系统分配给它的内存是（）A）各成员所需内存量的总和B）结构中第一个成员所需内存量C）成员中占内存量最大者所需的容量D）结构中最后一个成员所需内存量4以下对结构类型变量的定义中错误的是（）A）typedef struct student int num; float age; STUDENT; STUDENT std1;B）struct student int num; float age; std1;C）struct int num; float age; std1;D）struct int num; float age; student;struct student std1;5设有以下说明语句 struct stu int a; float b; stutype; 则下面叙述中错误的是（）A） struct是结构类型的关键字B） struct stu是用户定义的结构类型C） stutype是用户定义的结构类型名D） a 和b都是结构成员名6根据下面的定义，能打印出字母M的语句是（） struct personchar name9; int age;struct person class10=“John”,17,”Paul”,19,”Mary”,18,”adam”,16;A） printf(“%cn”,);B） printf(“%cn”,1);C） printf(“%cn”,1);D） printf(“%cn”,0);7以下scanf函数调用语句中对结构变量成员的错误引用是（）struct pupilchar name20; int age; int sex;pup5,*p;p=pup;A）scanf(“%s”,);B）scanf(“%d”,&pup0.age);C）scanf(“%d”,&(p-sex);D）scanf(“%d”,p-age);8若有以下程序段： struct dent int n; int *m; int a=1,b=2,c=3;struct dent s3=101,&a,102,&b,103,&c;struct dent *p=s;则以下表达式中值为2的是（）A）(p+)-m;B）*(p+)-mC）(*p).mD）*(+p)-m9已知：unionint i; char c;float a;test;则sizeof(test)的值是（）A）4 B）5 C）6 D）710已知函数原型为：struct tree *f(