基于AI的C语言程序设计（微课版）课件 第11章 自定义数据类型

第11章

自定义数据类型结构体到链表的C进阶之路主

讲

:蒋亚平目录CONTENTS01结构体02用指针处理链表03共用体类型04枚举类型05使用typeof声明新类型名06内存分类07本章小结问题导入数组存储的不足之前用“数组+多个变量”存储学生信息（如intscores[10]存学生分数），当需要修改某名学生的信息时，要同时操作多个数组/变量，很容易出错。如何用“结构体”把“学号、姓名、成绩”打包成一个“学生信息整体”？结构体和共有体

？存储学生信息时，“结构体”和“共用体”有什么区别？如果某字段“要么存‘走读生地址’，要么存‘住校生宿舍号’”（二选一），该用结构体还是共用体？01结构体结构体结构体什么是结构体？结构体（struct）是一种将不同类型的数据组合在一起的自定义数据类型。它就像一个“数据容器”，可以容纳多个不同类型的变量（称为结构体成员）。学生结构体结构体的语法格式struct结构体名{​数据类型

成员1;​数据类型

成员2;​//...更多成员​};声明结构体的关键字结构体的成员列表结构体结构体的用法示例：定义结构体变量示例。structStudent{charname[20];//姓名intid;//学号floatscore;//成绩};//声明结构体变量structStudentstu1,stu2;//定义两个学生变量（1）先定义结构体，再声明变量structStudent{charname[20];intid;floatscore;}stu1,stu2;//变量声明放在结构体定义后（2）定义结构体的同时声明变量AI辅助（补充成员）：自动帮我们规范格式，还能根据需求补充常用成员。

结构体示例一：访问结构体成员。#include<stdio.h>#include<string.h>structStudent{charname[20];intid;floatscore;}stu1,stu2;//变量声明放在结构体定义后intmain(){ //给stu1赋值 strcpy(,"张三");//字符串赋值需用strcpy函数 stu1.id=2023001; stu1.score=92.5; //输出stu1的信息 printf("姓名：%s\n",); printf("学号：%d\n",stu1.id); printf("成绩：%.1f\n",stu1.score); return0;}访问结构体成员的格式：结构体变量名.成员名

结构体示例二：使用结构体实现学生信息管理系统。#include<stdio.h>#include<string.h>//定义学生结构体structStudent{ intid;//学号charname[20];//姓名floatscores[3];//三门成绩floatavg;//平均分};intmain(){//定义结构体数组并初始化structStudentstus[3]={{2023004,"赵六",{85,90,95},0},{2023005,"孙七",{78,82,88},0},{2023006,"周八",{92,89,96},0}};

//计算平均分for(inti=0;i<3;i++){stus[i].avg=(stus[i].scores[0]+stus[i].scores[1]+stus[i].scores[2])/3;}//输出学生信息printf("学生信息表：\n");printf("学号\t姓名\t语文\t数学\t英语\t平均分\n");for(inti=0;i<3;i++){printf("%d\t%s\t%.1f\t%.1f\t%.1f\t%.1f\n",stus[i].id, stus[i].name,stus[i].scores[0],stus[i].scores[1],stus[i].scores[2],stus[i].avg);}return0;}运行结果结构体数组存储3个学生的信息

结构体示例三：指向结构体变量的指针。intmain(){ structStudentstu={"王五",2023003,95.5}; structStudent*p=&stu;//定义结构体指针并指向stu //两种访问方式 printf("姓名：%s\n",p->name);//指针访问 printf("成绩：%.1f\n",(*p).score);//等效的间接访问}指针访问成员时使用“->”运算符

结构体示例四：指向结构体数组的指针。#include<stdio.h>//定义学生结构体structStudent{intid;charname[50];floatscore;};intmain(){//声明并初始化一个包含3个学生的结构体数组structStudentstudents[3]={{1001,"张三",85.5},{1002,"李四",90.0},{1003,"王五",78.5}};//声明一个指向Student结构体的指针，并让它指向数组的第一个元素structStudent*p=students;//等同于p=&students[0];

指向结构体的指针遍历数组//使用指针遍历结构体数组printf("学生信息列表:\n");for(inti=0;i<3;i++){printf("学号:%d,姓名:%s,成绩:%.1f\n",p->id,p->name,p->score);p++;//指针指向下一个结构体元素}//另一种遍历方式：通过数组下标和指针结合printf("\n另一种遍历方式:\n");for(inti=0;i<3;i++){printf("学号:%d,姓名:%s,成绩:%.1f\n",(students+i)->id,(students+i)->name,(students+i)->score);}return0;}

结构体运行结果结构体数组指针

结构体结构体变量的指针作函数参数structBook{chartitle[50];//书名charauthor[30];//作者intyear;//出版年份floatprice;//价格};三种方式：成员逐个传递、整体传递结构体和传递结构体指针示例五：定义Book结构体表示图书馆中的书籍。

结构体方法1：成员逐个传递//函数：逐个接收结构体成员参数voidprintBookInfo(chartitle[],charauthor[],intyear,floatprice){printf("书名：%s\n",title);printf("作者：%s\n",author);printf("出版年份：%d\n",year);printf("价格：%.2f元\n",price);}intmain(){ //调用示例 structBookbook={"基于AI的C语言程序设计（微课版）","蒋亚平",2026,55.5}; printBookInfo(book.title,book.author,book.year,book.price); }方法2：整体传递结构体//函数：接收整个结构体voidprintBookInfo(structBookb){printf("书名：%s\n",b.title);printf("作者：%s\n",b.author);printf("出版年份：%d\n",b.year);printf("价格：%.2f元\n",b.price);}intmain(){ //调用示例 structBookbook={"基于AI的C语言程序设计（微课版）","蒋亚平",2026,55.5}; printBookInfo(book);//传递结构体副本}

结构体//函数：接收结构体指针voidprintBookInfo(structBook*p){printf("书名：%s\n",p->title);//使用->操作符访问成员printf("作者：%s\n",p->author);printf("出版年份：%d\n",p->year);printf("价格：%.2f元\n",p->price);}intmain(){ //调用示例 structBookbook={"基于AI的C语言程序设计（微课版）","蒋亚平",2026,55.5}; printBookInfo(&book);//传递结构体地址}优点：只传递地址（4/8字节），效率高；可修改原结构体内容。缺点：需要使用->操作符，语法稍复杂。方法3：传递结构体指针三种方法的运行结果

结构体#include<stdio.h>#include<string.h>//定义书籍结构体structBook{chartitle[50];charauthor[30];intyear;floatprice;intstock;//库存量};//函数：调整书籍价格并更新库存voidupdateBook(structBook*pBook,floatpriceIncrease,intstockChange){//修改价格pBook->price+=priceIncrease;//更新库存pBook->stock+=stockChange;//打印更新信息printf("《%s》价格已调整为%.2f元\n",pBook->title,pBook->price);printf("库存数量已更新为%d本\n",pBook->stock);}intmain(){//初始化一本图书structBookbook={"JavaWeb开发从入门到实践","蒋亚平",2025,69.8,1000};printf("调整前信息：\n");printf("书名：%s\n",book.title);printf("价格：%.2f元\n",book.price);printf("库存：%d本\n\n",book.stock);//传递指针调用函数，调整价格并增加库存updateBook(&book,5.2,20);printf("\n调整后信息：\n");printf("书名：%s\n",book.title);printf("价格：%.2f元\n",book.price);//价格已修改printf("库存：%d本\n",book.stock);//库存已修改return0;}示例六：对图书馆的一批书籍进行价格调整，并更新库存信息。

结构体#include<stdio.h>#include<string.h>//定义日期结构体structDate{intyear;intmonth;intday;};//嵌套结构体的学生类型structStudent{charname[20];structDatebirthday;//嵌套结构体成员floatheight;};intmain(){ //使用示例 structStudents; s.birthday.year=2027; s.birthday.month=3; s.birthday.day=15; printf("%d-%d-%d",s.birthday.year,s.birthday.month,s.birthday.day);}示例七：结构体嵌套

结构体传递方式对比项

成员逐个传递整体传递结构体传递结构体指针函数参数多个成员变量整个结构体结构体指针数据流动复制成员值复制整个结构体传递地址内存开销与成员数量相关与结构体大小相关固定（4/8字节）修改原数据无法直接修改无法修改可以修改三种传递方式的区别运行结果02用指针处理链表用指针处理链表链表概念与节点设计链表结构头指针数据域最后一个节点的指针域为NULL节点结构体定义structStudent{intid;//数据域：学号charname[20];//数据域：姓名structStudent*next;//指针域：指向next结点};指针域什么是链表链表是由结点通过指针连接而成的数据结构，每个结点包含两部分：​数据域：存储实际数据（如学生的学号、姓名）。​指针域：存储下一个结点的地址（如同车厢间的连接装置）。

链表的基本操作​示例：创建链表示例。链表尾插法1、创建链表定义头指针（head）记录链表的起点。每次新增结点时，为其分配内存并连接到链表尾部。2插入节点1创建链表3遍历节点链表的核心操作

链表的基本操作​#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>//定义学生结点structStudent{intid;charname[20];structStudent*next;};//创建新结点structStudent*createNode(intid,char*name){structStudent*newNode=(structStudent*)malloc(sizeof(structStudent));newNode->id=id;strcpy(newNode->name,name);newNode->next=NULL;//新结点初始指向NULLreturnnewNode;}//在链表尾部添加结点voidappendNode(structStudent**head,intid,char*name){structStudent*newNode=createNode(id,name);if(*head==NULL){//若链表为空，新结点作为头结点*head=newNode;return;}//遍历到链表尾部structStudent*current=*head;while(current->next!=NULL){current=current->next;}current->next=newNode;//连接新结点}intmain(){structStudent*head=NULL;//初始化头指针//添加3个学生结点（构建链表）appendNode(&head,101,"张三");appendNode(&head,102,"李四");appendNode(&head,103,"王五");return0;}

链表的基本操作​//在指定学号后插入新结点voidinsertNode(structStudent*head,inttargetId,intnewId,char*newName){structStudent*current=head;//查找目标结点（学号为targetId的结点）while(current!=NULL&¤t->id!=targetId){current=current->next;}if(current==NULL){printf("未找到目标结点！\n");return;}

//创建新结点structStudent*newNode=createNode(newId,newName);//插入新结点：新结点指向current的下一个结点newNode->next=current->next;//current指向新结点current->next=newNode;}//在main函数中调用insertNode(head,102,104,"赵六");//在102后插入104示例：在指定位置插入结点。2、插入结点在链表的指定位置插入新节点的过程

链表的基本操作​//遍历并显示所有结点数据voiddisplayList(structStudent*head){structStudent*current=head;if(current==NULL){printf("链表为空！\n");return;}printf("链表数据：\n");while(current!=NULL){printf("学号：%d，姓名：%s\n",current->id,current->name);current=current->next;//移动到下一个结点}}displayList(head);//在main函数中调用示例：通过指针遍历链表每个结点

。3、显示数据结点（遍历链表）运行结果链表与数组的对比特性数组链表内存分配连续空间，大小固定非连续空间，动态分配插入/删除需要移动大量元素只需修改指针指向访问效率随机访问（通过下标）顺序访问（通过指针遍历）适用场景数据量固定，频繁访问数据量动态变化，频繁增删AI辅助（调试、推荐）：AI在调试链表时，还能可视化节点连接关系，帮我们快速定位指针指向错误；AI也会根据需求自动推荐，比如数据量固定用数组，动态增删用链表。03共用体类型共用体类型共用体类型共用体的概念共用体（union）是一种特殊的自定义类型，它的所有成员共用同一块内存空间，同一时间只能存储一个成员的值。语法格式：

示例：union共用体名{数据类型

成员1;数据类型

成员2;//...更多成员};类

型内存分配方式特点结构体为每个成员分配独立内存，总内存是成员内存之和可同时存储所有成员的值共用体所有成员共用一块内存，总内存等于最大成员的内存只能存储一个成员的值共用体与结构体的区别unionAddress{

//走读生地址charhomeAddr[50];//住校生宿舍号intdormNum;};AI辅助（推荐）：AI在优化内存占用时，会自动识别这类场景，推荐使用共用体。共用体总内存大小

共用体类型示例：共用体的用法。#include<stdio.h>unionData{inti;floatf;charc;};intmain(){unionDatad;printf("共用体大小：%d字节\n",sizeof(d));//输出4（等于float的大小）d.i=100;printf("d.i=%d\n",d.i);//输出100d.f=3.14f;printf("d.f=%.2f\n",d.f);//输出3.14printf("d.i=%d\n",d.i);//输出乱码（内存被覆盖）return0;}运行结果04枚举类型枚举类型枚举类型枚举的概念枚举（enum）是一种将变量的可能值一一列举出来的自定义类型。它就像选择题的选项——答案只能是列举出的选项之一。​enum枚举名{枚举值1,枚举值2,//...更多枚举值};语法格式：声明枚举的关键字

枚举类型示例：枚举值的使用。#include<stdio.h>//定义星期的枚举类型enumWeekday{Monday,//0Tuesday,//1Wednesday,//2Thursday,//3Friday,//4Saturday,//5Sunday//6};//手动指定值的枚举enumSeason{Spring=3,Summer=6,Autumn=9,Winter=12};intmain(){ //使用示例 enumWeekdaytoday=Saturday; if(today==Saturday||today==Sunday){ printf("今天是周末\n"); } }AI辅助（优化）：优先用枚举替代硬编码数字，这是行业内的常用最佳实践。05使用typedef声明新类型名使用typedef声明新类型名使用typedef声明新类型名typedef基本用法示例typedefintInteger;Integera=10;//等效于inta=10（3）给复杂类型起别名typedefint(*FuncPtr)(int,int);//函数指针别名FuncPtrf;//等效于int(*f)(int,int)（1）给基本类型起别名typedefstruct{charname[20];intage;}Person;//现在Person就是该结构体的别名Personp;//直接使用别名定义变量，无需写struct（2）给结构体起别名06内存分类内存分类

内存分类内存5大分区栈区（Stack）voidfunc(){intx=5;//x存储在栈区}//函数结束时，x自动释放堆区（Heap）int*p=(int*)malloc(4);//从堆区分配4字节*p=10;free(p);//手动释放内存，否则会内存泄漏全局区/静态区intg_var=10;//全局变量，在全局区voidfunc(){staticints_var=20;//静态变量，在全局区}常量区char*str="hello";//"hello"存储在常量区str[0]='H';//错误！常量区内容不可修改代码区特性：存放程序的机器指令，只读​作用：确保程序指令不被意外修改

内存分类示例：动