第10章 結(jié)構(gòu)體和類

1、第10章 結(jié)構(gòu)體和類10.1結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)體10.2結(jié)構(gòu)體嵌套結(jié)構(gòu)體嵌套10.3結(jié)構(gòu)體數(shù)組結(jié)構(gòu)體數(shù)組10.4結(jié)構(gòu)體指針結(jié)構(gòu)體指針補(bǔ)充內(nèi)容：鏈表，用補(bǔ)充內(nèi)容：鏈表，用typedef定義類型定義類型10.5共用體共用體10.6從結(jié)構(gòu)體過渡到類從結(jié)構(gòu)體過渡到類10.1結(jié)構(gòu)體 結(jié)構(gòu)體是一種將相同或不同類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體是一種將相同或不同類型的數(shù)據(jù)放在一起的一種自定義的構(gòu)造數(shù)據(jù)類型。放在一起的一種自定義的構(gòu)造數(shù)據(jù)類型。 如：如何存放學(xué)生信息（包括：學(xué)號(hào)、如：如何存放學(xué)生信息（包括：學(xué)號(hào)、姓名、出生日期、性別、院系、班級(jí)等）姓名、出生日期、性別、院系、班級(jí)等）10.1.1結(jié)構(gòu)體類型的定義結(jié)構(gòu)類型的一般定義形式：

2、結(jié)構(gòu)類型的一般定義形式：struct 結(jié)構(gòu)體名結(jié)構(gòu)體名 /* struct是結(jié)構(gòu)類型關(guān)鍵字是結(jié)構(gòu)類型關(guān)鍵字*/ 數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)1; 數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)2; 數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng); ;/* 此行分號(hào)不能少！此行分號(hào)不能少！*/struct studentlong num;char name20;char sex;int age;float score;char addr30;例：定義一個(gè)名為例：定義一個(gè)名為student的結(jié)構(gòu)體，的結(jié)構(gòu)體，用于存放學(xué)生信息用于存放學(xué)生信息struct std_infochar no7; char name9; struct

3、date birthday;struct score sc; struct dateint year; int month;int day;定義一個(gè)含有學(xué)號(hào)、姓名、生日和成績表的結(jié)構(gòu)體定義一個(gè)含有學(xué)號(hào)、姓名、生日和成績表的結(jié)構(gòu)體struct score int score1; int score2; int score3; ; 結(jié)構(gòu)類型名和數(shù)據(jù)項(xiàng)的命名規(guī)則與變量名相結(jié)構(gòu)類型名和數(shù)據(jù)項(xiàng)的命名規(guī)則與變量名相同。同。 數(shù)據(jù)類型相同的數(shù)據(jù)項(xiàng)，既可逐個(gè)、逐行分?jǐn)?shù)據(jù)類型相同的數(shù)據(jù)項(xiàng)，既可逐個(gè)、逐行分別定義，也可合并成一行定義。別定義，也可合并成一行定義。 結(jié)構(gòu)類型中的數(shù)據(jù)項(xiàng)，既可以是基本數(shù)據(jù)類結(jié)構(gòu)類型中的

4、數(shù)據(jù)項(xiàng)，既可以是基本數(shù)據(jù)類型，也允許是另一個(gè)已經(jīng)定義的結(jié)構(gòu)類型。型，也允許是另一個(gè)已經(jīng)定義的結(jié)構(gòu)類型。1.1.先定義結(jié)構(gòu)類型、再定義結(jié)構(gòu)變量先定義結(jié)構(gòu)類型、再定義結(jié)構(gòu)變量定義形式：定義形式：struct struct 成員成員注意：在格式（注意：在格式（1）中，分量運(yùn)算符左側(cè)的運(yùn)算對(duì)象，只能是結(jié)）中，分量運(yùn)算符左側(cè)的運(yùn)算對(duì)象，只能是結(jié)構(gòu)變量，；而在格式（構(gòu)變量，；而在格式（2）中，指向運(yùn)算符左側(cè)的運(yùn)算對(duì)象，只）中，指向運(yùn)算符左側(cè)的運(yùn)算對(duì)象，只能是指向結(jié)構(gòu)變量（或結(jié)構(gòu)數(shù)組）的指針變量，否則都出錯(cuò)能是指向結(jié)構(gòu)變量（或結(jié)構(gòu)數(shù)組）的指針變量，否則都出錯(cuò)例例10.3利用結(jié)構(gòu)體指針改寫例利用結(jié)構(gòu)體指針改寫

5、例10.2。使用指向結(jié)構(gòu)體數(shù)組的指針數(shù)組元素使用指向結(jié)構(gòu)體數(shù)組的指針數(shù)組元素指向結(jié)構(gòu)體數(shù)組的指針指向結(jié)構(gòu)體數(shù)組的指針如果指針變量如果指針變量p已指向某結(jié)構(gòu)數(shù)組，則已指向某結(jié)構(gòu)數(shù)組，則p+1指向結(jié)構(gòu)數(shù)組的下指向結(jié)構(gòu)數(shù)組的下一個(gè)元素，而不是當(dāng)前元素的下一個(gè)成員。一個(gè)元素，而不是當(dāng)前元素的下一個(gè)成員。另外，如果指針變量另外，如果指針變量p已經(jīng)指向一個(gè)結(jié)構(gòu)變量（或結(jié)構(gòu)數(shù)已經(jīng)指向一個(gè)結(jié)構(gòu)變量（或結(jié)構(gòu)數(shù)組），組），就不能再使之指向結(jié)構(gòu)變量（或結(jié)構(gòu)數(shù)組元素）的某一成員。就不能再使之指向結(jié)構(gòu)變量（或結(jié)構(gòu)數(shù)組元素）的某一成員。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式 使用變量存儲(chǔ)單個(gè)數(shù)據(jù)使用變量存儲(chǔ)單個(gè)數(shù)據(jù) 使用數(shù)組存儲(chǔ)存儲(chǔ)同類型數(shù)據(jù)使

6、用數(shù)組存儲(chǔ)存儲(chǔ)同類型數(shù)據(jù) 使用結(jié)構(gòu)體數(shù)組存儲(chǔ)數(shù)據(jù)（記錄）。特使用結(jié)構(gòu)體數(shù)組存儲(chǔ)數(shù)據(jù)（記錄）。特點(diǎn)：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一片連續(xù)的內(nèi)存單元中點(diǎn)：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一片連續(xù)的內(nèi)存單元中，數(shù)組的大小固定。，數(shù)組的大小固定。 使用鏈表存儲(chǔ)數(shù)據(jù)使用鏈表存儲(chǔ)數(shù)據(jù)鏈表 鏈表是一種存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)鏈表是一種存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu) 一個(gè)鏈表由多個(gè)結(jié)點(diǎn)構(gòu)成，結(jié)點(diǎn)用于存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)體變量一個(gè)鏈表由多個(gè)結(jié)點(diǎn)構(gòu)成，結(jié)點(diǎn)用于存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)體變量的值和指定下一結(jié)點(diǎn)的地址。的值和指定下一結(jié)點(diǎn)的地址。 結(jié)點(diǎn)由數(shù)據(jù)域和指針域組成結(jié)點(diǎn)由數(shù)據(jù)域和指針域組成 數(shù)據(jù)域即結(jié)構(gòu)體的普通成員，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)域即結(jié)構(gòu)體的普通成員，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 指針域即為該結(jié)構(gòu)體類型的指針變量，用于

7、存儲(chǔ)下一指針域即為該結(jié)構(gòu)體類型的指針變量，用于存儲(chǔ)下一個(gè)結(jié)點(diǎn)的地址（也可能是上一個(gè)結(jié)點(diǎn)的地址）個(gè)結(jié)點(diǎn)的地址（也可能是上一個(gè)結(jié)點(diǎn)的地址） 鏈表的第鏈表的第1個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為頭結(jié)點(diǎn)，最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針域個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為頭結(jié)點(diǎn)，最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針域?yàn)榭眨榭眨∟ULL）1.用指針處理鏈表1鏈表的創(chuàng)建步驟鏈表的創(chuàng)建步驟S1：定義結(jié)構(gòu)體。一般格式為：定義結(jié)構(gòu)體。一般格式為：struct 結(jié)構(gòu)體名結(jié)構(gòu)體名成員類型成員類型1成員名成員名1成員類型成員類型n成員名成員名n struct 結(jié)構(gòu)體名結(jié)構(gòu)體名*指針變量名指針變量名；S2：定義結(jié)構(gòu)體指針變量用于存放頭結(jié)點(diǎn)或結(jié)點(diǎn)的地址：定義結(jié)構(gòu)體指針變量用于存放頭結(jié)點(diǎn)或結(jié)點(diǎn)的地址

8、struct 結(jié)構(gòu)體名結(jié)構(gòu)體名*指針變量名指針變量名S3：使用：使用malloc創(chuàng)建結(jié)點(diǎn)：創(chuàng)建結(jié)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)體指針變量名結(jié)構(gòu)體指針變量名=(struct 結(jié)構(gòu)體名結(jié)構(gòu)體名*）malloc(sizeof(struct 結(jié)構(gòu)體名結(jié)構(gòu)體名)S4：給新創(chuàng)建的結(jié)點(diǎn)賦值，其中指針域賦：給新創(chuàng)建的結(jié)點(diǎn)賦值，其中指針域賦NULLS5：將新創(chuàng)建的結(jié)點(diǎn)添加到鏈表上：將新創(chuàng)建的結(jié)點(diǎn)添加到鏈表上只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)的鏈表#include stdio.h#include malloc.h#include stdlib.hstruct studentint NO;int chinese;int math;int english;st

9、ruct student *next;typedef struct student STU;void main()STU *head,*p;p=(STU *)malloc(sizeof(STU);p-NO=1;p-chinese=rand()%80+71;p-math=rand()%80+71;p-english=rand()%80+71;p-next=NULL;head=p;包含包含50個(gè)結(jié)點(diǎn)的鏈表個(gè)結(jié)點(diǎn)的鏈表包含包含50個(gè)結(jié)點(diǎn)的鏈表個(gè)結(jié)點(diǎn)的鏈表使用函數(shù)實(shí)現(xiàn)使用函數(shù)實(shí)現(xiàn)2對(duì)鏈表的基本操作對(duì)鏈表的基本操作（1）創(chuàng)建鏈表：從無到有地建立起一個(gè)鏈表，）創(chuàng)建鏈表：從無到有地建立起一個(gè)鏈表，即往空鏈表

10、中依次插入若干結(jié)點(diǎn)，并保持結(jié)點(diǎn)即往空鏈表中依次插入若干結(jié)點(diǎn)，并保持結(jié)點(diǎn)之間的前驅(qū)和后繼關(guān)系。之間的前驅(qū)和后繼關(guān)系。（2）檢索：按給定的結(jié)點(diǎn)索引號(hào)或檢索條件，）檢索：按給定的結(jié)點(diǎn)索引號(hào)或檢索條件，查找某個(gè)結(jié)點(diǎn)。如果找到指定的結(jié)點(diǎn)，則稱為查找某個(gè)結(jié)點(diǎn)。如果找到指定的結(jié)點(diǎn)，則稱為檢索成功；否則，稱為檢索失敗。檢索成功；否則，稱為檢索失敗。（3）插入：在結(jié)點(diǎn)）插入：在結(jié)點(diǎn)ki-1與與ki之間插入一個(gè)新的結(jié)點(diǎn)之間插入一個(gè)新的結(jié)點(diǎn)k，使線性表的長度增使線性表的長度增1，且，且ki-1與與ki的邏輯關(guān)系發(fā)生如下的邏輯關(guān)系發(fā)生如下變化：變化：插入前，插入前，ki-1是是ki的前驅(qū)，的前驅(qū)，ki是是ki-1的后

11、繼；插入后，新的后繼；插入后，新插入的結(jié)點(diǎn)插入的結(jié)點(diǎn)k成為成為ki-1的后繼、的后繼、ki的前驅(qū)。的前驅(qū)。（4）刪除：刪除結(jié)點(diǎn)）刪除：刪除結(jié)點(diǎn)ki，使線性表的長度減，使線性表的長度減1，且，且ki-1、ki和和ki+1之間的邏輯關(guān)系發(fā)生如下變化：之間的邏輯關(guān)系發(fā)生如下變化：刪除前，刪除前，ki是是ki+1的前驅(qū)、的前驅(qū)、ki-1的后繼；刪除后，的后繼；刪除后，ki-1成成為為ki+1的前驅(qū)，的前驅(qū)，ki+1成為成為ki-1的后繼，的后繼，如何返回鏈表設(shè)鏈表類型為：設(shè)鏈表類型為：struct student 方法方法1：使用：使用return語句返回。語句返回。要點(diǎn)：要點(diǎn)：1.在主函數(shù)中定義頭指

12、針在主函數(shù)中定義頭指針,并調(diào)用創(chuàng)建鏈表的函并調(diào)用創(chuàng)建鏈表的函數(shù)。數(shù)。 struct student *head; head=Create(n);/共創(chuàng)建共創(chuàng)建n個(gè)結(jié)點(diǎn)個(gè)結(jié)點(diǎn)2.創(chuàng)建鏈表函數(shù)：創(chuàng)建鏈表函數(shù)：struct student *Create(int n)/創(chuàng)建鏈表，并通過創(chuàng)建鏈表，并通過return返回頭指針返回頭指針返回鏈表方法2 在主函數(shù)中創(chuàng)建頭結(jié)點(diǎn)：在主函數(shù)中創(chuàng)建頭結(jié)點(diǎn)：struct student *head=(struct student *)malloc(sizeof(struct student);調(diào)用方式：調(diào)用方式：Create(head,n);void Create(

13、struct student *head,int n)/給給haed所指頭結(jié)點(diǎn)賦值（該結(jié)點(diǎn)在主函數(shù)中創(chuàng)建）所指頭結(jié)點(diǎn)賦值（該結(jié)點(diǎn)在主函數(shù)中創(chuàng)建）/創(chuàng)建其余結(jié)點(diǎn)并將其鏈接到創(chuàng)建其余結(jié)點(diǎn)并將其鏈接到head上上返回鏈表方法3將鏈表的頭指針定義為外部型，即在定義鏈表類將鏈表的頭指針定義為外部型，即在定義鏈表類型時(shí)定義。型時(shí)定義。各函數(shù)中直接使用頭指針。各函數(shù)中直接使用頭指針。4.刪除鏈表中的結(jié)點(diǎn) 考慮要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)是頭結(jié)點(diǎn)時(shí)要改變頭指針考慮要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)是頭結(jié)點(diǎn)時(shí)要改變頭指針 刪除非頭結(jié)點(diǎn)：刪除非頭結(jié)點(diǎn)：查找要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)，并用查找要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)，并用q指向該結(jié)點(diǎn)，用指向該結(jié)點(diǎn)，用p指向指向其父結(jié)點(diǎn)其父結(jié)點(diǎn)

14、將將q所指結(jié)點(diǎn)從鏈表中斷開：所指結(jié)點(diǎn)從鏈表中斷開： p-next=q-next釋放釋放q:free(q) 例：刪除語文小于例：刪除語文小于90的學(xué)生記錄的學(xué)生記錄9910199107NULL99103991019910399107NULLhead要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)為第一個(gè)結(jié)點(diǎn)要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)為第一個(gè)結(jié)點(diǎn)head9910199107NULL99103991019910399107NULLhead要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)為中間結(jié)點(diǎn)要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)為中間結(jié)點(diǎn)headqpp-next=q-next5.鏈表的插入插入為頭結(jié)點(diǎn)STU *q;q=CreateOneNode(0);q-next=head;head=q;插入為最后一個(gè)結(jié)

15、點(diǎn)STU *p,*q;p=CreateOneNode(51);q=head;while(q-next!=NULL) q=q-next;q-next=p;按座號(hào)n值插入qp6.帶頭結(jié)點(diǎn)的單鏈表 鏈表的頭結(jié)點(diǎn)不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而用來存儲(chǔ)鏈表的頭結(jié)點(diǎn)不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而用來存儲(chǔ)其它信息，如鏈表中結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)等其它信息，如鏈表中結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)等10.5 共用體10.5.1 共用體的概念共用體的概念 1. 使幾個(gè)不同的變量占用同一段內(nèi)存空使幾個(gè)不同的變量占用同一段內(nèi)存空間的結(jié)構(gòu)稱為共用型。間的結(jié)構(gòu)稱為共用型。 2.共用類型的定義共用類型的定義與結(jié)構(gòu)類型的定義與結(jié)構(gòu)類型的定義類似類似 union 共用類型名共用類型名 成員

16、列表成員列表; 3.共用變量的定義共用變量的定義與結(jié)構(gòu)變量的定義與結(jié)構(gòu)變量的定義類似，只是將類似，只是將struct改為改為union.共用體定義示例union data int i; char ch; float f;a,b,c; 共用變量占用的內(nèi)存空間，等于最長成員的長共用變量占用的內(nèi)存空間，等于最長成員的長度，而不是各成員長度之和。度，而不是各成員長度之和。如上面的共用體變量如上面的共用體變量a,b,c所占的存儲(chǔ)空間為所占的存儲(chǔ)空間為4字節(jié)。字節(jié)。1枚舉類型的定義枚舉類型的定義 enum 枚舉類型名枚舉類型名 取值表取值表；例如，例如，enum weekday Sun,Mon,Tue,W

17、ed,Thu,Fri,Sat；枚舉變量的定義枚舉變量的定義與結(jié)構(gòu)變量類似與結(jié)構(gòu)變量類似（1）間接定義）間接定義例如，例如，enum weekdays workday;（2）直接定義）直接定義例如，例如，enum Sun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat workday;枚舉類型枚舉類型說明說明（1）枚舉元素是一個(gè)常量，稱為枚舉常量。）枚舉元素是一個(gè)常量，稱為枚舉常量。枚舉型僅適應(yīng)于取值有限的數(shù)據(jù)枚舉型僅適應(yīng)于取值有限的數(shù)據(jù)例如，根據(jù)現(xiàn)行的歷法規(guī)定，周天，例如，根據(jù)現(xiàn)行的歷法規(guī)定，周天，年個(gè)月。年個(gè)月。（2）取值表中的值稱為枚舉元素，其含義）取值表中的值稱為枚舉元素，其含義由程序解

18、釋。由程序解釋。例如，不是因?yàn)閷懗衫?，不是因?yàn)閷懗伞癝un”就自動(dòng)代表就自動(dòng)代表“星期天星期天”。事實(shí)上，。事實(shí)上， 枚舉元素用什么表枚舉元素用什么表示都可以。示都可以。枚舉類型枚舉類型（3）枚舉元素作為常量是有值的）枚舉元素作為常量是有值的定義時(shí)的順序號(hào)（從開定義時(shí)的順序號(hào)（從開始），所以枚舉元素可以進(jìn)行比較，比較規(guī)則是：序號(hào)大者為始），所以枚舉元素可以進(jìn)行比較，比較規(guī)則是：序號(hào)大者為大！大！例如，上例中的例如，上例中的Sun=0、Mon=1、Sat=6，所以，所以MonSun、Sat最大。最大。（4）枚舉元素的值也是可以人為改變的：在定義時(shí)由程序指）枚舉元素的值也是可以人為改變的：在定義

19、時(shí)由程序指定。定。例如，如果例如，如果enum weekdays Sun=, Mon ,Tue, Wed, Thu, Fri, Sat；則；則Sun=，Mon=，從，從Tue=2開始，依次增。開始，依次增。但不能將一個(gè)數(shù)直接賦給枚舉變量如：但不能將一個(gè)數(shù)直接賦給枚舉變量如：workday=2;是不允許的。是不允許的。用typedef定義類型除可直接使用提供的標(biāo)準(zhǔn)類型和自定義的類型（結(jié)構(gòu)、除可直接使用提供的標(biāo)準(zhǔn)類型和自定義的類型（結(jié)構(gòu)、共用、枚舉）外，也可使用共用、枚舉）外，也可使用typedef定義已有類型的別名。該定義已有類型的別名。該別名與標(biāo)準(zhǔn)類型名一樣，可用來定義相應(yīng)的變量。別名與標(biāo)準(zhǔn)類

20、型名一樣，可用來定義相應(yīng)的變量。 定義已有類型別名的格式如下：定義已有類型別名的格式如下： typedef 已有的類型名別名；已有的類型名別名；如：如： typedef int INTEGER typedef float REAL;然后在程序中可以用然后在程序中可以用INTEGER代替代替int ,如：如： INTEGER a,b;與與int a,b;作用相同。作用相同。10.6 結(jié)構(gòu)體過渡到類 10.6.1結(jié)構(gòu)體類型的局限性及類的引出結(jié)構(gòu)體類型的局限性及類的引出結(jié)構(gòu)體只能保存數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)的操作結(jié)構(gòu)體只能保存數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)的操作與數(shù)據(jù)的保存分開。代碼的復(fù)用性較差與數(shù)據(jù)的保存分開。代碼的復(fù)用性較差。數(shù)據(jù)的訪問沒有限制。數(shù)據(jù)的訪問沒有限制。對(duì)象具有某種共同屬性和功能的事物對(duì)象具有某種共同屬性和功能的事物類用于描述對(duì)象的一種結(jié)構(gòu)。類中用類用于描述對(duì)象的一種結(jié)構(gòu)。類中用數(shù)據(jù)成員保存對(duì)象的屬性，用成員數(shù)據(jù)成員保存對(duì)象的屬性，用成員函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)象的功能。函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)象的功能。10.6.2類的聲明（或稱類的定義）類的聲明（或稱類的定義）類的定義格式：類的定義格式：class 類名類名