C語言程序設(shè)計第9章.

1、C語言程序段計第 9 章結(jié)構(gòu)體及其應(yīng)用:學習目標e 掌握構(gòu)造類型一結(jié)構(gòu)體類型及其使用學習內(nèi)容e 結(jié)構(gòu)體類型及其定義結(jié)構(gòu)體變量的定義及使用e 結(jié)構(gòu)體數(shù)組的使用結(jié)構(gòu)體指針的使用c 鏈表及其基本操作9.1一個程序?qū)嵗纠?-1】一個學生的信息包括學號、姓名、平時成績、期末 成績和總評成績，其中總評成績的計算公式為：總評成績二 平時成績X30%+期末成績X70%o根據(jù)給定的平時成績和期 末成績計算總評成績，并輸出學生的信息。 根據(jù)本題的情況，用以下形式構(gòu)造名為student的結(jié)構(gòu)體 類型。struct student/ *st udent為結(jié)構(gòu)體類型名*/ int num;/*學號為“代型*/char

2、 name| 10|/*姓名用字符數(shù)組*/float si, s2, score;/*3個成績?yōu)槠巴栊?/； struct student是一種結(jié)構(gòu)體類型，它由 5 個數(shù)據(jù) 項組成，此處的數(shù)據(jù)項稱為結(jié)構(gòu)體成員或者域。接 下來可以用 struct student這個數(shù)據(jù)類型定義變量, 只有變量才能存儲數(shù)據(jù)。例如，下面語句定義了 一個結(jié)構(gòu)體變量：struct student wang;:彎構(gòu)怦量中成員的引用形式為：結(jié)構(gòu)體變 量成員名。 比女口： wang.num、 wang name wang. si等。結(jié)構(gòu)體成員在程序中的作用和用 法與普通變量相同?！境绦虼a】【程序代碼】#include s

3、tdio.hinclude string.h”struct student廣定義結(jié)構(gòu)體類空*/int num;char name(10;float s1ts2.score：；main()struct student wang;/定義結(jié)構(gòu)體變廣以卜給變赧名為wang的學生賦值Vwan g.num=101;strcpy(,*wanghaiH)：wang.s1=92.0;wang.s2=87.5;wang.score-wang.sV0.3+wang.s2*0.7;廣計林總評成纟/ 廣以卜輸出該學生信息/printfCNO.:%dnw,wang.num); printf(MNAME:

4、%snM,);printf(Ms1-%7.2f,s2-%7.2f.score-%7.2fnn,wang.s1,wang.s2.wang.score); 程序輸出結(jié)果為：o.：ieiA HE: zngha 11-87.5D八c。88 859.2結(jié)構(gòu)體類型的使用一組相關(guān)的數(shù)據(jù)可能是相同類型的， 也可能是不同類型的。為了封裝相關(guān)的 數(shù)據(jù)，就需要采用可以包含不同類型成 員的類型來定義這樣的數(shù)據(jù)，這種類型 就是結(jié)構(gòu)體類型。9.2.1結(jié)構(gòu)體類型的定義定義結(jié)構(gòu)體類型的一般形式為： struct 結(jié)構(gòu)體類型名類型名 1 成員名 1；類熨名 2 成員名 2;類型名 1 成員名 1；例如：str

5、uct stud int num; char name20; char sex; int age; float score3; char address30;；注意事項：(1 ) struct是關(guān)鍵字，標志結(jié)構(gòu)體類型。struct后 面是所定義的結(jié)構(gòu)體類型的名字，結(jié)構(gòu)體名應(yīng)符 合標識符的命名規(guī)則。這里結(jié)構(gòu)體名可以省略， 省略后將成為無名結(jié)構(gòu)體。(2)結(jié)構(gòu)體的各個成員用花括號括起來，結(jié)構(gòu)體 成員的定義方式和變量的定義方式一樣，成員名 的命名規(guī)則和變量相同；各成員之間用分號分隔; 結(jié)構(gòu)體類型的定義以分號結(jié)束。(3)結(jié)構(gòu)體成員的數(shù)據(jù)類型可以是基本類型的， 也可以是構(gòu)造類型，如數(shù)組或其他結(jié)構(gòu)體類型。9

6、.2.2結(jié)構(gòu)體變量的定義及引用：結(jié)構(gòu)體變量的定義(1)先聲明結(jié)構(gòu)體類型再定義變量名j 列如struct stud廣定義結(jié)構(gòu)體類型*/ int num;char name20;char sex;int age;float score3;char address30;；struct stud student1,student2;廣怎義結(jié)構(gòu)體變雖/結(jié)構(gòu)體變最 student 和 student2 屮各成員的賦值宿況如圖所示。numnamesexscotepscotep)eddxess101皆13乃.4893P25z”102M11695 19992 疋義結(jié)構(gòu)體類空的同時怎義結(jié)構(gòu)體變怎這種方法定義的一般

7、形式為：struct結(jié)構(gòu)體名成員表列變疑名表列；例如，I.面的結(jié)構(gòu)體類型struct stud也口J以采取以下形式定義：struct stud int num;char name20;char sex;int age;float score3);char address30; student1=101 /,ghzn,M,18,75.4,；,xianH,student2;這里只對變Mstudentl進行了賦初值操作。霜酪結(jié)構(gòu)體類型的同時定義結(jié)構(gòu)體變量即不出現(xiàn)般定義形式為:struct成員表列變量名表列; 例如:structint num;char name20;char sex

8、; int age;float score3; char address30; student1,student2;:結(jié)構(gòu)體變量中成員的引用結(jié)構(gòu)體變量本身不能代表一個特定的值，只 有它的成員才會有特定的值。因此使用結(jié)構(gòu)體變 量時，要引用其成員。結(jié)構(gòu)體變量中成員的引用 形式是：結(jié)構(gòu)體變量成員名例如， 結(jié)構(gòu)體變量studentl中各個成員引用形式 如下：studentl.num、student 1.name、student 1.sex、studentl .age、studentl .addressstudent1score0、studentl .score1 、studentlscore2結(jié)構(gòu)體類

9、型嵌套以上給出的例/中，結(jié)構(gòu)體成員的類型都足基本類型和數(shù)組類 型。實際上，成員的類型可以足任何數(shù)據(jù)類些。下而給出成員類型 是另-個結(jié)構(gòu)體類型的例子。例如：struct date/* 日期結(jié)構(gòu)*7int year;int month;int day;struct studentint num;char name20;char sex;int age;struct date birthday; /* struct date為結(jié)構(gòu)體類型*7char address30）;stu=102；,xhy,；M,16,1977,5,8,HbeijingH;9.2.3結(jié)構(gòu)體數(shù)組:*在例中一個結(jié)構(gòu)體變量只能處理一

10、個人的信息（如一個 學生的學號、姓名、成績等數(shù)據(jù)）。但在實際應(yīng)用中經(jīng)常需 要處理一批人的信息，這時應(yīng)該使用結(jié)構(gòu)體類型的數(shù)組。定 義結(jié)構(gòu)體數(shù)組與定義結(jié)構(gòu)體變量的方法相同。例如：struct studentint num;char name20;char sex;int age;float score；char address30; stu3J;【例92】候選人得票統(tǒng)計程序。設(shè)冇3個候選人，10個投票人，輸入得票人的名字并進行統(tǒng) 計，謚后輸出各人得票結(jié)果?！境绦虼a】include string.hinclude stdio.hstruct personcharname20;廣候選人姓名/int

11、count;廣候選人票數(shù)/leader(3=wstar-.O.Mmeryn.O. sunM.O)：廣定義結(jié)構(gòu)體數(shù)細井初始化/main()int i.j；char leadername20;for(i=1 ;iv=10;i+)scanf(R%sw,leader_name);for(j0;jv3;j+)if(strcmp(leader_name,)-0)廣比較輸入的劣字與仗選人的名字，leaderj.count+;/*相為于leaderj.count= leaderj.count +1 ;*/printf(W);for(i=0;i3;i+)prin tf(%5s:%dnM,

12、leaderi. nameleaderi.count);9.2.4結(jié)構(gòu)體指針結(jié)構(gòu)體指針是指基類型為結(jié)構(gòu)體類型的指針 變量。通過結(jié)構(gòu)體指針可以間接訪問結(jié)構(gòu)體 中的成員。【例 93】使用結(jié)構(gòu)體指針輸出學生基本信息。 【程序代碼】#include string.h”include stdio.h” main（）struct student/*定義一個結(jié)構(gòu)體類空/long num;char namc20;char sex;float score;；struct student stu/p;r定義結(jié)構(gòu)體變ftslu和結(jié)構(gòu)體指針p 7p=&stu;/*結(jié)構(gòu)體指針pJ旨向結(jié)構(gòu)體變量stu */stu

13、.num=101;strcpy(,MXuhuayuM);stu.sex=,M,;stu.score=90.0;printf(HNo.:%ldn name:%s nsex:%c nscore:%frr,stunum,stuname,stusex,stuscore)；pnntf(HNo.:%ldnname:%snsex:%cnscore:%fnM,(*p).num,(*p).name,(*p).sex,(*p).score);:程序分析：程序中將結(jié)構(gòu)體變量Stu的地址賦給指針變量p,也就是便p指向Stu,然后對Stu的容成員賦值， 第一個printf（j函藪輸出stu葩畧個戒員舸值

14、，第 二個printf譎數(shù)也是用乗輸出stu各成員的值，彳旦 使由俯是Cp）.num這梓的形衣。:通過結(jié)構(gòu)體指針引用成員的方式有兩種：1CP）成員名2p成員名（。為指向運算符）指針變量可以指向結(jié)構(gòu)體變量，當然也可以指向 結(jié)構(gòu)體數(shù)組，其使用方法與指向數(shù)組的指針的使 用方法類似，只不過把普通數(shù)組換成了結(jié)構(gòu)體數(shù) 組。【例94】 使川指向結(jié)構(gòu)體數(shù)組的指針實現(xiàn)多名學生信息的輸出。 【程序代碼】#includeHstdio.htfstruct student int num;char name20;char sex;int age;struct studentstu3=101 ,”Xuhy；M；18,10

15、2/Liuhm,M194103/LpH；F,20;main()struct student *p;廠定義結(jié)構(gòu)體指針*/printf(HNo. Name sex agenM);for(p=stu;pnum,p-name,p-sex,p-age);9.3鏈表 9.3.1鏈表的基本結(jié)構(gòu)鏈表是一種動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可根據(jù)需要動態(tài) 地開辟存儲空間，隨時釋放不再需要的存儲空間。 這樣可以有效利用存儲空間，提高存儲空間利用率。 下圖是一種單向鏈表結(jié)構(gòu)示意圖。head1658254610241236:鏈表中的每個元素稱為鏈表的結(jié)點，每個結(jié) 點中包括兩部分內(nèi)容，即用戶需要的數(shù)據(jù)和 下一個結(jié)點的地址，也就是說，鏈表中

16、的每 個結(jié)點是由數(shù)據(jù)域和指針域組成。在鏈表中通常用一個指針指向鏈奏開頭的結(jié) 點,該指軒祿為頭指針。囪9-3卸h ead即気 頭指針，它指向第一個結(jié)點。:單向鏈表中前一個結(jié)點的指針域指向后一個 結(jié)點，這梅苛以通過前一個結(jié)點引用潔一個 結(jié)點。最后一個結(jié)點不再指向其他結(jié)點，稱 為尾結(jié)點（即表尾），衛(wèi)的指針域的值是NULL（空指針），表示整個鏈表到此結(jié)束。【例9-5】建立一個簡單鏈表，它由3個存放學欝囂杲夢翥f姓名）的結(jié)點組成10510577.577.5NULLNULL【程序代碼】include stdio.h” struct nodeint num;r存儲學生學號/float score;/*存儲學

17、生成績7struct node next;/*圧義結(jié)構(gòu)體指指向卜個絆點；main()struct node a,b,c,*head/p;a. num=101:a.score=85.4;r給結(jié)點a的num和score域賦ftV/b. num=103;b.score=96.1;r給結(jié)點b的num和score域賦值Vc. num=105;c.score=77.5;/* 給結(jié)點c的num和score域奴值 */head=&a;/頭指針head指向結(jié)點aTa. next=&b;/*鏈接結(jié)點b和a結(jié)點/b. next=&c;/*鏈接結(jié)點c和b結(jié)點c. next=NULL; /*結(jié)點

18、c為尾結(jié)點 Tp=head; /S 史P指針指向第1個結(jié)點/do/依次輸出丼結(jié)點數(shù)據(jù)/printf(M學巧二滋成纟貞：%5.2fn,p-num,p-score);p-p-ext; /指針p后移.指向卜一結(jié)點/Jwhile (p!NULL); 9.3.2鏈表的基本操作1.動態(tài)分配和釋放存儲區(qū)動態(tài)開辟存儲空間需要使用malloc()函數(shù)，釋 放存儲空間使用free()函數(shù)。這些函數(shù)包含在頭文 件”stdlib.h”中。(1) malloc()函數(shù)函數(shù)調(diào)用的一般形式為：malloc(size)功能：在內(nèi)存申請分配一個size字節(jié)的存儲區(qū)。調(diào) 用結(jié)果為新分配的存儲區(qū)的首地址，是一個void*類型指針，

19、若申請失敗，則返回NULL。例如：struct node *p;p=(struct node *)malloc(sizeof(struct no de);上面語句中sizeofMC語言的運算符，功能是計算數(shù)據(jù)類型 或變量所占的字節(jié)數(shù)，sizeof(struct node)是計算struct node類型所占的字節(jié)數(shù)，那么malloc(sizeof(struct node)的功能是申請分配一個struct node類型所需大小的存儲區(qū)。 由于malloc()的返回值是無類型指針，而指針p的基類型是struct node類型，因此需要進行強制類型轉(zhuǎn)換，將malloc()函數(shù)的返回值轉(zhuǎn)換為指向str

20、uct node類型的指針。(2) free()函數(shù)函數(shù)調(diào)用的一般形式為:free(p)功能： 釋放指針p所指向的動態(tài)存儲區(qū)。2.建立單向鏈表建立動態(tài)鏈表是指在程序執(zhí)行過程中從無到有地 建立起一個鏈表，即一個一個地開辟結(jié)點和輸入 結(jié)點數(shù)據(jù)，并建立起前后鏈接關(guān)系?！纠?-6】建立鏈表函數(shù)。建立一個有若干名學 生數(shù)據(jù)的單向動態(tài)鏈表，當輸入的學生學號 為0時結(jié)束操作。int num; float score; struct node 5ext;：struct node *create()struct node *head/s/p;int c:float x;head(struct nodett)ma

21、lloc(sizeof(struct node);/I成頭結(jié)點/p=head;向第個結(jié)點/print-, glj輸入結(jié)來：E);scanf(-%d%r.&c.&x);/輸入學生數(shù)抵 */while (c?=0)s=(struct node#)malloc(sizeof(struct node); /生成新結(jié)點s*/ s-num=c;/將讀入的孚生學號存放到新結(jié)點s的數(shù)撫域中s-score-x;廣將瀆入的學生成細仔放到新給點s的數(shù)抄;域中丿p-next=s;廣將新給點s插入到駁兀/p=s;/修改盡折針p抵向為詢的用結(jié)點/scanf(R%d%r.&c.&x)；rE入

22、新的學生數(shù)據(jù)/p-nexUNULL;廣軻冊肩個結(jié)點的指什域?為空return(head);廣返冋頭【程序代碼】#include stdio.hinclude ” stdlib.h”struct nodehead3.輸出鏈表【例97】輸出鏈表函數(shù)。【程序代碼】void print(struct node *head)struct node *p;printfCM輸出學生結(jié)點信息n”);p=head-next;廣指針p指向第1個結(jié)點*/while (p!=NULL)printf(”學號：d成績：%5.1fn,p-num,p-score);p=p-next;廣指針p后移，指向下一結(jié)點74刪除鏈表中的

23、結(jié)點從鏈表中刪去一個結(jié)點，首先要找到這個結(jié)點，然后把它從鏈表中分 離開來，撤銷原*的鏈接關(guān)系，同時保證原有鏈衣的鏈接關(guān)系?！纠?-8】刪除結(jié)點函數(shù)，刪除鏈表中學號為num的結(jié)點?！揪幊趟悸贰?1)刪除結(jié)點操作分兩步完成。第一步查找要刪除的結(jié)點，第二步進 行刪除。(2)查找結(jié)點時，從p指向的第一個結(jié)點幵始，檢查該結(jié)點中的num值足否等于輸入的要求刪除的那個學號，如果相等，就找到了要刪 除的結(jié)點，如不和等，就將p后移一個結(jié)點，直到找到要刪除的結(jié)點 或者遇到鏈尾為止。在移動p的同時移動6 使用q記錄P的前驅(qū)結(jié)點, 如圖9-6(a)所示。(3)找到待刪除結(jié)點后，使q指向要刪除結(jié)點p的后繼結(jié)點，如圖96

24、(b)所示，然后釋放結(jié)點p的內(nèi)存空間，如圖96(c)所示?！境绦虼a】struct node *del(struct node *head,int num) struct node *p,*q;q=head;p=head-next;while(num!=p-num&p!=NULL)q=p;p=p-n ext;if(num=p-num)q-next=p-next;free(p);elseprintfC 沒有找到學號為d 的結(jié)點！ nnum); return(head);5.在鏈表中插入結(jié)點對鏈表的插入是指將一個結(jié)點插入到一個已 有的鏈表中，為了能做到正確插入，必須解 決兩個問題：如何找到

25、插入的位置；如何實 現(xiàn)插入?！纠?-9】插入結(jié)點函數(shù)。假定原鏈表結(jié)點已經(jīng)按學號從小到大排列。struct node *ins(struct node *head,int c,float x)struct node *p,*q,*s;s=(struct node *)malloc(sizeof(struct node);廣生成新結(jié)點 s*/ s-num=c;廣將耍插入的學牛學號存放到新結(jié)點 s 的數(shù)據(jù)域中/ s-score=x;廣將耍插入的學生成績存放到新結(jié)點 s 的數(shù)據(jù)域中/ q=head;p=head-An ext;while (p!=NULL&cp-num)q=p; p=p-nex

26、t;q-next=s; if(p!=NULL) sn ext=p;elses-n ext=NULL; return(head);程序分析：首先定義一個新結(jié)點存儲待插入的結(jié)點信息(如 圖97中的結(jié)點s),從指針p指向第一個結(jié)點開 始， 將p-nu【程序代碼】口與時目比較，如果cp-num,將p后移，并使q始終指向p的前驅(qū)結(jié)點，如圖9-7(a)所示，直到p-num-c為止，這時找到新結(jié)點的 插入位置。如果插入位置是鏈表的尾部，將新結(jié)點插到鏈尾 即可。如果插入位置在鏈表中間， 則讓s-next指向p結(jié)點， 如圖9-7(b)所示，然后讓qnext指向s結(jié)點，如 圖9-7(c)所示。9.3.3鏈表綜合應(yīng)

27、用【例910】編制主函數(shù).調(diào)用鏈表建立函數(shù)，輸出函數(shù)，刪除函數(shù)及插入函數(shù)，完 成鏈農(nóng)的基木操作?！境绦虼a】main()struct nodo *h;int del_num,in_num;float in score;h=create();廣建立鏈表/print(h);/*輸出鏈農(nóng)7printfC*n輸入要刪除的學生結(jié)點的學號:rT); scanf(M%dK,&del num);h=del(h,deLnum);廣刪除鏈表結(jié)點/print(h);廣輸出鏈0/printf(Mn輸入耍插入的學生結(jié)點信息:iT);scanf(%d%fH,&in_num&n_score);h=i

28、ns(h,in_num,in_score);/插入結(jié)點/print(h);/嘯出鏈表*/程序運行過程為:.學號為p時揄入結(jié)宏,鎬岀*住纟吉點佶息 2 人應(yīng)巒8S.0，嚴臺纏.12匕成堪，3說績.95.088.DGS. A輸出學些結(jié)點信息I，1.比逸*S5-0 a 95.0I 1”成紐h 65.U9.4結(jié)構(gòu)體應(yīng)用實例【例910】 某班有45名學生， 現(xiàn)在對他們的期末考試 成績進行統(tǒng)計。假定期末考3門課，分別為物理、 數(shù)學和化學，要求計算每個學生的平均成績和總成 績，最后計算本班每門課的平均成績?！揪幊趟悸贰浚?）木程序分成三部分： 學生數(shù)拯輸入 （包扌舌計算學生平 均成績和總成績）、學生成績單輸

29、出、本班每門課總成 絨和平均成績的計算和輸出，分別由三個函數(shù)來實現(xiàn)， 在主程序中調(diào)用這三個函數(shù)。（2）定義結(jié)構(gòu)體來存儲學生數(shù)據(jù)，包括學生基木信息，學 生三門課成績（利用數(shù)組），平均成績，總成績。（3）將結(jié)構(gòu)體數(shù)組地址作為實參傳遞給函數(shù)，以便在函數(shù) 中使用結(jié)構(gòu)體指針對學生數(shù)據(jù)進行操作。(W代碼】律include stdio.h*#include conio.h*#include string.h常define NU 3/*以3名學牛為例*/struct studentlong num;/定義成員變敏.存儲學生學號/char name(10;廣定義成員變f乙 儲學生姓名/float score3;廣定義成員變仃儲學門課的成絨/float aver_person;/疋義成員變爪儲學生平均成績/float sum_person;/定義成 8 變仔儲學生總成絨/；void print(structstudent *p)/輸出個人成纟列I/int i;for(i0;inum); printfOtirt:幺x %sn*.p-name); printfCVt數(shù)學4 %5.1f | p-score0);printf(物理：%5.1f p s