C语言-第7章结构体(成).ppt

1、第7章 结构体与共用体,Contents,7.1 结构体,7.2 结构体数组,7.3 指向结构体类型数据的指针,7.4 结构体与链表,7.5 共用体,7.6 枚举,7.7 用typedef定义类型,7.1 结构体,前面已介绍过数组，它存储的是一组相同类型的数据。但在实际问题中，一组数据往往具有不同的数据类型。例如，一个学生的信息包括学号、姓名、性别、年龄和成绩等。这些数据的类型各不相同：姓名为字符型，学号为整型或字符型，性别为字符型，年龄为整型，成绩为实型，这显然不能用一个数组存放。为了解决这一问题，C语言提供了一种构造数据类型结构体，它能将不同类型的数据存放在一起。,一、结构体类型的定义 s

2、truct 结构体名 成员列表 ； 例如，表示学生基本信息的结构体类型可定义如下： struct student int num; char name20; char sex; int age; float score; ;,7.1 结构体,二、结构体类型变量的定义 1、先定义结构体再定义变量 struct student ; struct student stu1, stu2; 为了使用方便，可以通过宏定义用一个符号常量来表示一个结构体类型，还可以用typedef来自定义数据类型。 #define STUDENT struct student STUDENT int num; ; STUDE

3、NT stu1, stu2;,7.1 结构体,typedef 已有类型名 新类型名； 如：typedef int INTEGER; 则 INTEGER i; 等价于 如：typedef int NUM10; 则 NUM a; 等价于 如：typedef char *STRING; 则 STRING p; 等价于 如：typedef struct int num; STUDENT; STUDENT stu1, stu2;,int i;,int a10;,char *p;,7.1 结构体,由此可见，一个C程序结构一般为： #include /*文件包含处理*/ #define /*宏定义*/ ty

4、pedef struct /*定义结构体类型*/ STUDENT; int max(int x, int y); /*函数说明*/ main() /*主函数*/ int max(int x, int y) /*子函数*/ ,7.1 结构体,注意： （1）结构体类型所占字节数=各成员所占字节数之和。 （2）如何求结构体类型所占字节数？ 运算符sizeof求某种数据类型所占字节数。 如：sizeof(int)=2 sizeof(float)=4 sizeof(struct student)= 2、定义类型同时定义变量 struct student stu1, stu2;,2+20+1+2+4=29

5、,7.1 结构体,3、直接定义结构体类型变量（无结构体名） struct stu1, stu2; 说明： （1）一般采用“先定义类型再定义变量”。 （2）成员名可与程序中的变量同名，但表示的是两个不同的量。 （3）成员也可以为一个结构体。如： struct date int year; int month; int day; ;,struct student struct date birthday; ;,7.1 结构体,三、结构体变量的初始化 （按顺序依次给各成员赋初值） 如：struct student stu=100, “Liu”, M, 19, 95.5; 不能写成： struct s

6、tudent stu; stu=100, “Liu”, M, 19, 95.5; 说明：C允许对结构体变量进行初始化，但不允许将一组常量通过赋值语句直接赋给一个结构体变量。,7.1 结构体,四、结构体变量的引用 相同类型的结构体变量可相互整体赋值，但一般情况下，不能整体引用，只能对各个成员分别引用。 如： struct student stu1, stu2=100, “Liu”, M, 19, 95.5; stu1=stu2; 如：printf(“ “, stu1); 引用成员方式：结构体变量名成员名 如：printf(“ “, stu1.num, , ); 正确。 注意：若

7、成员本身为一个结构体，则需一级一级展开，只能对最低级的成员进行引用。 如：printf(“ “, stu1.birthday);,正确,错误,错误,7.1 结构体,printf(“ “, stu1.birthday.year, stu1.birthday.month, stu1.birthday.day); 正确。 【例7-1】设计一个程序，输入一个学生的信息并显示。 【程序分析】 假设学生信息包括：学号、姓名、性别、年龄和成绩，则定义一个结构体类型struct student表示学生信息。,7.1 结构体,struct student int num; char name20; char s

8、ex; int age; float score; ;,【程序源代码】 #include stdio.h #include string.h struct student int num; char name20; char sex; int age; float score; main() struct student student1; char ch;float x; printf( input sutdent1 information:n); printf(num name age sex scoren); scanf(%d,7.1 结构体,ch=getchar(); scanf(%c

9、, ,7.1 结构体,结构体数组是指每个元素为同一结构体类型的数组。 一、结构体数组的定义 struct student int num; char name20; char sex; int age; float score; ; struct student stu3; 定义了一个数组stu，该数组有3个元素，均为struct student类型，包含5个成员（如图7-2所示）。,7.2 结构体数组,7.2 结构体数组,二、结构体数组的初始化 如：struct student stu3=100, “Li”, F, 20, 80, 101, “Xiao”, M, 19, 90, 102, “

10、Chen”, M, 18, 95;,【例7-2】求四个学生的五门课的平均成绩并输出。 【程序分析】 假设学生信息包括：学号、姓名、5门课成绩、平均分，则定义一个结构体类型struct chengji表示学生信息。 struct chengji int num; char name10; float s5; float aver; ; 该题要对4个学生的信息进行处理，故需定义一个结构体数组stud4，将4个学生信息存入。 struct chengji stud = ,；,三、结构体数组的应用,7.2 结构体数组,求第i个学生5门课成绩（studi.s0,studi.s4）的平均分，赋给studi

11、.aver。 studi.aver=0; for(j=0;j5;j+) studi.aver+=studi.sj; studi.aver/=5.0; 【程序源代码】 #include”stdio.h” struct chengji int num; char name10; float s5; float aver; ; /*结构体类型定义*/,7.2 结构体数组,main() int i ,j; struct chengji stud =111, “zhang san”,67,89,76, 54,86,0,105, “li si”,87,73,88,75,78,0,109, “wang wu

12、”,79,82,56,64,77,0,107, “zhang na”,60,53,91,75, 65,0; /*结构体数组定义及初始化*/ for(i=0;i4;i+) for(j=0;j5;j+) studi.aver+=studi.sj; studi.aver/=5.0; printf(“%d % -10s %3.0f %3.0f %3.0f %3.0f %3.0f %5.1f n”,studi.num,, studi.s0, studi.s1, studi.s2, studi.s3,studi.s4, studi.aver); ,7.2 结构体数组,【例7-3】有三个

13、候选人，10个人投票，每人只能投一个候选人的票，统计三个候选人的总票数。 【程序分析】 定义一个结构体类型struct person表示候选人信息（包括姓名、票数）。 struct person char name8; int count; ; 定义一个结构体数组leader3存放3个候选人信息，并进行初始化，首先使票数都置零。 struct person leader3= ZHANG,0, WANG,0, LI,0;,7.2 结构体数组,如何统计票数？ 输入一个被选人的名字（用字符数组lead_name存放），然后将该名字与3个候选人的名字进行比较，若与某候选人名字（即leaderj.nam

14、e）相同，则该候选人的票数加1（即leaderj.count+），直至10个人投完票。 【程序源代码】 #include stdio.h #include string.h struct person char name8; int count; ; main() int i,j; struct person leader3= ZHANG,0, WANG,0, LI,0; char lead_name8;,7.2 结构体数组,for(i=1;i=10;i+) /*统计票数*/ scanf(%s,lead_name); for(j=0;j3;j+) if(strcmp(lead_name,lea

15、)=0) leaderj.count+; for(j=0;j3;j+) printf(%8s: %dn,,leaderj.count); ,练习：有3个学生，每个学生信息包括：学号、姓名、三门课成绩，请输入3个学生的信息并输出。,7.2 结构体数组,一、指向结构体变量的指针 如：struct student int num; ; struct student stu=100, “Liu”, M, 98; struct student *p; p=,(*p).num,p-num,7.3 指向结构体类型数据的指针,由此可见：结构体成员的引用方式（3种）:

16、结构体变量名成员名 (*p)成员名 p-成员名 注意： (*p).num及p-num表示：p所指结构体变量中的成员num 区分：p-n, p-n+, +p-n,7.3 指向结构体类型数据的指针,二、指向结构体数组的指针 如： struct student int num; char name20; char sex; float score; ; struct student stu3=100, “Li”, F, 80, 101, “Xiao”, M, 90, 102, “Chen”, M, 95; struct student *p=stu;（则p+1指向下一个元素stu1） 通过指针p输出

17、3个学生的信息，如何实现？ for(; pnum, p-name, p-sex, p-score);,7.3 指向结构体类型数据的指针,三、结构体变量作函数参数 采取 “值传递” ，将实参（各成员）的值传递给形参，形参也必须是同类型的结构体变量。 【例7-6】有一个结构体变量stu，内含学生学号、姓名和3门课程的成绩。编程输出该结构体变量各成员的值。要求定义一个函数list输出一个结构体变量的值。 【程序源代码】 #include stdio.h struct student int num; char name20; float score3; void list(struct studen

18、t stu2) printf(%d,%s,%5.1f,%5.1f,%5.1fn,stu2.num,,stu2.score0,stu2.score1,stu2.score2); ,7.3 指向结构体类型数据的指针,main() struct student stu1=1001, LiLin,67.5,89,78; list(stu1);/*调用list函数*/ 四、结构体指针作函数参数 如：struct student int num; char name20; char sex; float score; ; main() struct student stu3=100, “

19、Li”, F, 80, 101, “Xiao”, M, 90, 102, “Chen”, M, 95; output(stu, 3); ,7.3 指向结构体类型数据的指针,void output(struct student *p, int n) /*输出指针p所指结构体数组中n个元素的各成员值*/ struct student *p_end=p+n; for(; pnum, p-name, p-sex, p-score); ,7.3 指向结构体类型数据的指针,一、链表概述 假设定义这样一个结构体： struct node int data; struct node *next; /*next

20、是指向该类结构体的指针*/ 再定义3个该类型的结构体变量： NODE n1, n2, n3; 执行下列语句： n1.data=10; n2.data=20; n3.data=30; n1.next= n3.next=NULL,typedef NODE;,7.4 结构体与链表,通常在链表中设立一个指针head指向第一个结点，称为“头指针”。 当head所指链表为空时head=NULL，则判链表非空的条件是？,使得n1, n2和n3“链接”起来（如下图所示）：,我们将这样的表（通过指针将若干个元素链接起来的表）称为“链表”，表中的每一个结构体称为“结点”。n2称为n1的“后继”结点，n1称为n2的

21、“前驱”结点。,由此可见，链表的每个结点由两部分构成：数据域(data)、指针域(next)。,7.4 结构体与链表,二、链表的建立 【例7-9】编写一个创建链表的函数：输入若干学生的信息存入链表中，以学号为0作为结束标志。 【程序分析】用什么存放这若干学生的信息？用“数组”？数组长度如何确定？可不可以根据输入学生信息的个数来确定数组长度？若输入10个学生信息，就定义为10，输入20个，就定义为20？ struct student int num; int n=0; scanf(%d%f,7.4 结构体与链表,不能。因为C语言中，数组长度必须预先定义好，不能动态定义。如果数组长度定义得过大则浪

22、费内存空间，若过小则不够用。对于这一类问题（即：用户所需的内存空间取决于实际输入的数据而无法预先确定），用数组很难解决。为此，C语言提供了一些动态分配内存空间的函数，称为“动态存储分配函数”，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。,7.4 结构体与链表,我们主要介绍2个动态存储分配函数： (类型说明符 *)malloc(size) 功能：分配一个长度为size字节的连续空间。函数返回值是一个指针，即该段空间的起始地址。如：char *pc; int *pi; pc=(char *)malloc(100); 或者 pi=(int *)malloc(100); 表示分配100个字

23、节的内存空间，该空间用来存放字符型数据，函数返回值强制转换为字符型指针，并将该指针赋给指针变量pc。简言之，也就是分配一块大小为100字节的内存空间，用指针pc指向。 free(void *p) 功能：回收（释放）p所指的内存空间。,7.4 结构体与链表,【例7-9】建立单链表的基本思想：先建立一个空表，再将各结点逐个插入到表尾。 设头指针head，指针p指向当前表尾结点，指针s指向创建的新结点。 建立一个空表。,p=head=NULL;,7.4 结构体与链表,将第1个结点插入到表尾。 输入第1个学生信息 scanf(%d%f,7.4 结构体与链表,将其它各结点插入到表尾。 输入下一个学生信息

24、 scanf(%d%f,7.4 结构体与链表,将最后一个结点的next域置空。 p-next=NULL;,7.4 结构体与链表,注：可合并在一块 if(head=NULL) head=s; else p-next=s;,【程序源代码】 struct student int num; /*学号*/ float score; /*成绩*/ struct student *next; /*指向下一个结点的指针*/ ; struct student *create() /*创建一个链表，返回其头指针*/ struct student *head,*p,*s; int num; float score;

25、 scanf(%d%f,7.4 结构体与链表,while (num!=0) if (head=NULL) head=s; /*若插入第一个结点*/ else p-next=s; /*若插入其它结点*/ p=s; /*p指向新的表尾*/ scanf(%d%f, /*返回链表的头指针*/ ,7.4 结构体与链表,【例7-10】定义一个函数：输出头指针head所指单链表中各结点的值（简称为：输出单链表head）。 void print(struct student *head) struct student *p; for(p=head; ; ) printf(%d,%3.1fn,p-num ,p-

26、score ); ,p=p-next,p!=NULL,思考/练习：编程：输入若干学生的信息存入链表中并输出，以学号为0作为结束标志。,7.4 结构体与链表,三、链表的插入 在*p后插入*s 设p指向链表中某结点，s指向待插入的新结点，将*s插入到*p的后面，插入操作如下图所示。 注意：两个指针的操作顺序不能交换。,s-next=p-next; p-next=s;,7.4 结构体与链表,在*p前插入*s 先找到*p的前驱*q，再插入。,设链表头指针为head，操作如下： q=head; while ( ) q=q-next; /*找*p的直接前驱*/ s-next=q-next; q-next=

27、s;,q-next!=p,7.4 结构体与链表,由此可见： 在链表上进行插入操作，必须首先找到插入位置的前一个结点。 链表的插入，通常是先修改待插结点*s的next指针，再修改插入位置的前一个结点的next指针。,【例7-11】已有一个学生链表，各结点是按照学号（num）由小到大顺序排列的。编写一个插入函数insert，插入一个新生的结点，要求插入后的链表依然有序。 【程序分析】 设s指向待插入结点（即新生结点），p指向学生链表的第一个结点（即第一个学生），从第一个结点开始，不断将p所指结点的成员num（学号）与s所指结点的成员num（学号）进行比较，若s-num大于p-num，则移动p指针，

28、指向下一个结点，继续比较，直到s-nump-num为止或者p指向尾结点之后结束。这时找到了插入位置，将*s插入到*p的前面，而链表的插入需要找到插入位置的前一个结点，所以还需找到*p的前驱，用q指向。,7.4 结构体与链表,注意两种特殊情况：一是链表为空，二是s-num第一个结点的成员num，这两种情况都需要修改头指针。 【程序源代码】 struct student *insert(struct student *head,struct student *s) /*将s所指新生的结点插入到head所指的学生链表中，插入后使得该链表仍然有序，函数返回插入后的链表头指针*/ struct stud

29、ent *p,*q; if(head=NULL|s-numnum) /*表空或待插结点第一个结点时*/ s-next=head;head=s;return; q=head;p=q-next; /*q指向第一个结点，p指向第二个结点，即q指向*p的前驱*/,7.4 结构体与链表,while(p!=NULL ,7.4 结构体与链表,q=head; while (q-next!=p) q=q-next; /*找*p的直接前驱*/ q-next=p-next; free(p);,四、链表的删除 设p指向链表中某结点，删除*p，操作如下： 先找到*p的前驱*q，再删除。,7.4 结构体与链表,由此可见：

30、在链表上进行删除操作，必须先找到删除位置的前一个结点。,【例7-12】编写一个删除函数del，删除链表中指定学号所在的结点。 【程序分析】 设p指向学生链表的第一个结点，从第一个结点开始，不断将p所指结点的成员num（学号）与指定学号num进行比较，若p-num不等于num，则移动p指针，指向下一个结点，继续比较，直到p-num = num为止或者p指向尾结点之后结束。这时找到了待删除结点，即*p，而链表的删除需要找到删除位置的前一个结点，所以还需找到*p的前驱，用q指向。 注意3种特殊情况：一是链表为空时不能删除；二是找到的待删结点是第一个结点，这时需要修改头指针；三是待删结点不存在。,7.

31、4 结构体与链表,【程序源代码】 struct student *del(struct student *head,int num) /*在head所指的学生链表中删除其学号等于num的结点，返回删除后的链表头指针*/ struct student *p,*q; if (head=NULL) /*如果是空链表*/ printf(“List is nulln”);return(head); p=head; while(p!=NULL ,7.4 结构体与链表,练习： 在一个单链表中，已知q所指结点是p所指结点的前驱，若在*q和*p之间插入s所指结点，则执行_。 A. s-next=p-next;

32、p-next=s; B. p-next=s-next; s-next=p; C. q-next=s; s-next=p; D. p-next=s; s-next=q; 在一个单链表中，若删除p所指结点的后继结点，则执行_。 A. p=p-next-next; B. p=p-next; p-next=p-next-next; C. p-next=p-next; D. p-next=p-next-next;,7.4 结构体与链表,五、链表的应用举例 【例7-13】编写一个函数：将链表L中的元素逆置，逆置前表中元素为（a1,a2,an），逆置后表中元素为（an,a2,a1）。要求用原有结点，不能重新

33、申请结点。,7.4 结构体与链表,【程序分析】 设指针p指向表中各结点，设指针s指向待插入结点。首先让p指向第一个结点，接着将表L置空，即L=NULL；然后让s指向*p作为当前待插入结点，p指向下一个结点，并将*s插入到,L的表头，接着再让s指向*p作为当前待插入结点，直到p指向表尾之后，即p为空结束。此时得到的就是一个逆置的链表。 【程序源代码】 struct node *invert(struct node *L) /*将链表L中的元素逆置，逆置后返回头指针*/ struct node *p,*s; p=L; L=NULL; while(p!=NULL) s=p; p=p-next; /*

34、将*p作为当前待插结点，用s指向，p指向下一个结点*/ s-next=L; L=s; /*将*s插入到表头*/ return( L ); ,7.4 结构体与链表,【例7-14】将两个递增有序的链表A、B，归并成一个递增有序的单链表C，要求用A、B中的原结点形成，不能重新申请结点。 如：A=(3,5,8,11) B=(2,6,9,15,20) 归并后：C=(2,3,5,6,8,9,11,15,20) 【程序分析】 设指针t指向C表的表尾。先建立一个空表C，即C=t=NULL；再依次比较A、B表中的相应元素，将较小者插入到C的表尾，得到的C表则为递增有序的。 设三个指针变量p, q和s，其中p,

35、q分别指向A、B表中某个结点，s指向当前待插结点。若p-datadata，则让s指向p所,7.4 结构体与链表,指结点作为当前待插结点，并将p指向A的下一个结点；否则，让s指向*q作为当前待插结点，并将q指向B的下一个结点。接着将待插结点*s插入到C的表尾，然后继续比较p-data与q-data，直到其中一个表归并完。最后将另一个表的剩余部分链接到C的表尾。 【程序源代码】 struct node *merge(struct node *A, struct node *B) /*将两个递增有序的链表A、B归并成一个递增有序的链表C，函数返回C表头指针*/ struct node *C,*t,*

36、p,*q,*s; p=A; q=B;/*p,q分别指向A,B表中第一个结点*/ C=t=NULL;/*建立一个空表C*/,7.4 结构体与链表,while(p!=NULL ,7.4 结构体与链表,一、共用体类型的定义 如：union data int a; float b; char c6; ; 二、共用体变量的定义 1、定义（类似“结构体”，也有3种） 如：union data ; union data udata;,7.5 共用体,2、共用体与结构体的区别 （1）结构体中各成员占用连续的不同的内存单元，而共用体中各成员占用相同的内存单元（故称为“共用体”多个不同类型的数据共同占用同一内存单

37、元）。 （2）结构体类型的长度等于各成员长度之和，而共用体类型的长度等于最长成员的长度。如： struct data int a; float b; char c6; a;,union data int a; float b; char c6; b;,问： a占？字节，b占？字节。 12 6,7.5 共用体,三、共用体变量的引用 1、不能整体引用共用体变量，只能引用成员。 2、不允许对共用体变量进行初始化，每次只能给一个成员赋值。 如： union data int a; float b; char c6; udata=10,85.5, “jsj”; 错误。 如：udata.a=10; uda

38、ta.b=85.5; strcpy(udata.c, “jsj”);,如： union data udata; udata =10,85.5, “jsj”; 错误。,正确。,7.5 共用体,共用体变量的特点： （1）共用体变量的地址和它各成员的地址相同。 （2）共用体变量不能整体赋值，不能整体输入输出。 （3）在共用体变量所占内存空间中，任一时刻只能存放其中的一个成员，而不是同时存放所有成员。即任一时刻只有一个成员有效，也就是说共用体变量的所有成员不是同时都存在和有效。 如：union data int i; char ch; float fa; a.i=1; a.ch=A; a.f=3.5;

39、 则：printf(“%d, %c, %fn”, a.i, a.ch, a.f); printf(“%fn”, a.f);,问：此时，哪个成员有效？ a.f有效，a.i和a.ch均无意义。,错误。,正确。,7.5 共用体,【例7-15】设有一个教师与学生通用的表格，教师数据有姓名，年龄，职业，教研室四项。学生有姓名，年龄，职业，班级四项。编程输入人员数据，再以表格输出。 【程序分析】 根据题意，每个人员信息包含4项，故定义一个结构体类型struct person包含4个成员，其中，“职业”一项可用“t”表示教师，用“s”表示学生，故“职业”定义成字符型；而“单位”这一项学生应填入班级编号，教师

40、应填入教研室名，班级编号可用整型表示，教研室名只能用字符型数组存放。,7.5 共用体,也就是说，此时“单位”这一项中包含了两种不同类型的数据，而且这两种数据不可能同时存在，要么填入的是班级编号，要么填入的是教研室名，故需将其定义为共用体类型。类型定义如下： struct person char name10; int age; char job; /*职业*/ union int class; /*班级编号*/ char office10; /*教研室名*/ depa; /*单位*/ ;,7.5 共用体,struct person body2; /*定义结构体数组存放两个人员信息*/ 如果输入（输出）的人员是学生（即bodyi.job=s），则输入班级编号存入bodyi.depa.class中；否则输入教研室名存入bodyi.depa.office中。如下所示： if(bodyi.job=s) scanf(%d,7.5 共用体,main() struct person body2; int i; for(i=0;i2;i+) /*输入*/ printf(input name,age,job and departmentn); scanf(%s %d %c, ,7.5 共用体,for(i=0;i2;i+) /*输出*/ if(bodyi.job