C語言教程第八章 結(jié)構(gòu)體

C語言教程第八章結(jié)構(gòu)體第8章結(jié)構(gòu)體

結(jié)構(gòu)體

共用體2024/4/232思考一個問題在程序里表示一個人的信息（姓名、年齡、性別、……），怎么表示？表示多個人呢？如何用計算機程序?qū)崿F(xiàn)下述表格的管理？表8-1某學校學生成績管理表學號姓名性別入學時間計算機原理英語數(shù)學音樂1令狐沖男1999908372822林平之男1999789288783岳靈珊女1999897298664任瑩瑩女1999789587905……6……數(shù)組的解決方法int studentId[30];/*最多可以管理30個學生,每個學生的學號用數(shù)組的下標表示*/char studentName[30][10]; char studentSex[30][2]; inttimeOfEnter[30];/*入學時間用int表示*/intscoreComputer[30];/*計算機原理課的成績*/intscoreEnglish[30];/*英語課的成績*/ intscoreMath[30]; /*數(shù)學課的成績*/intscoreMusic[30]; /*音樂課的成績*/數(shù)組的解決方法intstudentId[30]={1,2,3,4,5,6};char studentName[30][10]={{"令狐沖"},{"林平之"},{"岳靈珊"},{"任瑩瑩"}};char studentSex[30][2]={{"男"},{"男"},{"女"},{"女"}};int timeOfEnter[30]={1999,1999,1999,1999};int scoreComputer[30]={90,78,89,78};int scoreEnglish[30]={83,92,72,95};int scoreMath[30]={72,88,98,87};int scoreMusic[30]={82,78,66,90};數(shù)組的解決方法數(shù)據(jù)的內(nèi)存管理方式90788978……83927295……72889887……82786690……1234……令狐沖林平之岳靈珊任瑩瑩……男男女女……1999199919991999……數(shù)組的解決方法分配內(nèi)存不集中，尋址效率不高對數(shù)組進行賦初值時，容易發(fā)生錯位結(jié)構(gòu)顯得比較零散，不容易管理希望的內(nèi)存分配圖

1令狐沖男1999908372822林平之男1999789288783岳靈珊女1999897298664任瑩瑩女199978958790結(jié)構(gòu)體的解決方法structSTUDENT

{

intstudentID;/*每個學生的序號*/ charstudentName[10];/*每個學生的姓名*/ charstudentSex[4];/*每個學生的性別*/ int timeOfEnter;/*每個學生的入學時間*/ int scoreComputer;/*每個學生的計算機原理成績*/ int scoreEnglish;/*每個學生的英語成績*/ int scoreMath; /*每個學生的數(shù)學成績*/ int scoreMusic;/*每個學生的音樂成績*/

};structSTUDENT是一個類型structSTUDENTstudents[4];students[0].studentName

students[0].Sex它們都是變量，一般稱為結(jié)構(gòu)的成員變量§8.1結(jié)構(gòu)體的定義結(jié)構(gòu)體類型的定義結(jié)構(gòu)體類型變量的引用結(jié)構(gòu)體變量的初始化structstudent{intnum;charname[20];charsex;intage;charaddr[30];}；是數(shù)據(jù)類型，不是變量名對各成員都要進行類型說明；成員名定名規(guī)則與變量名同。一、結(jié)構(gòu)體類型的定義

一般形式為：struct結(jié)構(gòu)體名{

成員表列

}；方法一：先定義結(jié)構(gòu)體類型再定義變量名structstudent{intnum;charname[20];charsex;intage;charaddr[30];}；structstudentstudent1,student2;定義studet1和sudent2為structstudent類型變量結(jié)構(gòu)體類型變量的定義

有時，可用符號常量代表一個結(jié)構(gòu)體類型，如：#defineSTUDENTstructstudentSTUDENT{intnum;charname[20];charsex;intage;charaddr[30];};這樣，可直接用STUDENT定義變量，如：STUDENTstudent1,student2;此時，不必再寫關鍵字struct方法二：在定義類型的同時定義變量structstudent{intnum;charname[20];charsex;intage;charaddr[30];}student1,student2;一般形式是：struct結(jié)構(gòu)體名{成員列表}變量名列表；方法三：直接定義結(jié)構(gòu)類型變量。其一般形式是：struct{

成員表列}變量名表列；此時，不出現(xiàn)結(jié)構(gòu)體名typedef的用法

功能：定義新類型,即為C語言中已有的數(shù)據(jù)類型名定義一個新名字。定義格式：typedef標識符1標識符2structstudent{intnum;charname[20];charsex;intage;floatscore;charaddr[30];};typedefstructstudentSTUD;STUDstudent1,student2;用typedef為已存在的類型定義新名字用STUD代替structstudent類型；幾點說明：1.類型與變量是不同概念，不要混淆；2.結(jié)構(gòu)體中的成員，可以單獨使用，其作用與地位相當于普通變量；3.成員名可以與程序中的變量名相同，二者不代表同一對象。structdate{intmonth;intday;intyear;};Structstudent{intnum;charname[20];intage;structdatebirthday;}student1,student2;4.成員也可以是一個結(jié)構(gòu)體變量；例如：規(guī)則：1.不能將一個結(jié)構(gòu)體變量作為一個整體進行賦值和輸出；只能對其各個成員分別輸出printf(“………..”,student1);printf(“%d”,student1.num);錯！正確！

引用形式為：結(jié)構(gòu)體變量名.成員名二、結(jié)構(gòu)體類型變量的引用3.對成員變量可以象普通變量一樣進行各種運算，如：

sumage=student1.age+student2.age;4.可以引用成員的地址，也可以引用結(jié)構(gòu)體變量的地址,如

scanf(“%d”,&student1.num);printf(“%x”,&student1);scanf(“%d,%s,%c,%d,%s”,&student1);錯！輸入student1.num的值輸出student1的首地址2.若成員本身又屬一個結(jié)構(gòu)體類型，只能對最低級的成員進行賦值或存取以及運算。如：

（一）對外部存儲類型的結(jié)構(gòu)體變量初始化：

structstudent{longintnum;charname[20];charsex;charaddr[20];}a={9801,”Wanghong”,’W’,”2LinggongRoad”};main(){printf(“No.:%ld\nname:%s\nsex:%c\naddress:%s\n”,a.num,,a.sex,a.addr);}運行結(jié)果為：No.:9801name:Wanghongsex:Waddress:2LinggongRoad三、結(jié)構(gòu)體變量的初始化main(){staticstructstudent{longintnum;charname[20];charsex;charaddr[20];}a={9801,”Wanghong”,’W’,”2LinggongRoad”};printf(“No.:%ld\nname:%s\nsex:%c\naddress:%s\n”,a.num,,a.sex,a.addr);}（二）對靜態(tài)存儲類型的結(jié)構(gòu)體變量初始化(一）結(jié)構(gòu)體數(shù)組的定義

structstudent{intnum;charname[20];charsex;intage;charaddr[30];};structstudntstu[3];也可直接定義，如structstudent{intnum;…}stu[3];或struct{intnum;…}stu[3];§8.2結(jié)構(gòu)體數(shù)組（每個數(shù)組元素都是一個結(jié)構(gòu)體類型的數(shù)據(jù)）structstudent{intnum;charname[20];charsex;intage;charaddr[30];}stu[3]={{111,”Li”,’M’,18,”Dalian”},{…},{…}};結(jié)構(gòu)體數(shù)組初始化的一般形式是在定義數(shù)組后面加上：={初值表列}；也可采用：structstudent{intnum;…};structstudentstu[]={{…},{…},{…}};（二）結(jié)構(gòu)體數(shù)組的初始化（只能對全局的或靜態(tài)存儲類別的數(shù)組初始化）structperson{charname[20];intcount;}leader[3]={{“Li”,0},{”zhang”,0},{”Liu”,0}};main(){inti,j；charleader_name[20];for(i=1;i<=10;i++){scanf(“%s”,leader_name);for(j=0;j<3;j++)if(strcmp(leader_name,leader[j].name)==0)leader[j].count++;}for(i=0;i<3;i++)printf(“%5s:%d\n”,leader[i].name,leader[i].count);}例題：設有三個候選人，每次輸入一個得票的候選人的名字，要求最后輸出各人得票結(jié)果。例如：

main(){structstudent{longintnum;charname[20];charsex;};structstudentstu_1;structstudent*p;p=&stu_1；Stu_1.num=9901;strcpy(stu_1.name,“LiMin”);stu_1.sex=‘W’;printf(“No.:%ld\nname%s\nsex:%c\n”,stu_1.num,stu_1.name,stu_1.sex);printf(“\nNo.:%ld\nname%s\nsex:%c\n”,(*p).num,(*p).name,(*p).sex);}結(jié)構(gòu)體變量的指針：是該結(jié)構(gòu)體變量所占居的內(nèi)存段的起始地址。§8.3

指向結(jié)構(gòu)體類型數(shù)據(jù)的指針引用結(jié)構(gòu)體成員的三種形式：結(jié)構(gòu)體變量名.成員名(*p).成員名p->成員名指向運算符。其優(yōu)先級高于自增、自減運算符試分析以下運算：成員運算符得到p指向的結(jié)構(gòu)體變量中的成員n的值使其先加1++(p->n)得到p指向的結(jié)構(gòu)體變量中的成員n的值，用完后使它加1；(p->n)++得到p指向的結(jié)構(gòu)體變量中的成員n的值p->nfor(pt=stu;pt<stu+30;pt++){ sum[0]=sum[0]+pt->scoreComputer; sum[1]=sum[1]+pt->scoreEnglish; sum[2]=sum[2]+pt->scoreMath; sum[3]=sum[3]+pt->scoreMusic; }for(i=0;i<4;i++){average[i]=sum[i]/4; printf("%20s:%4.2f\n",name[i],*(average+i)); }例8.2:利用指向結(jié)構(gòu)體數(shù)組的指針計算學生各科的平均成績（教材310頁）學號姓名性別入學時間計算機原理年月日英語數(shù)學音樂例8.2main(){ structSTUDENT*pt; floatsum[4]={0.0},average[4]={0.0}; int i; char*name[]={"scoreofComputer","scoreofEnglish", "scoreofMath","scoreofMusic"}; pt=stu;/*pt指向結(jié)構(gòu)體數(shù)組的第一個元素*/ for(pt=stu;pt<stu+30;pt++) { sum[0]=sum[0]+pt->scoreComputer; sum[1]=sum[1]+pt->scoreEnglish; sum[2]=sum[2]+pt->scoreMath; sum[3]=sum[3]+pt->scoreMusic; } for(i=0;i<4;i++) { average[i]=sum[i]/4; printf("%20s:%4.2f\n",name[i],*(average+i)); }}1.向函數(shù)傳遞結(jié)構(gòu)體的單個成員單向值傳遞，函數(shù)內(nèi)對結(jié)構(gòu)內(nèi)容的修改不影響原結(jié)構(gòu)2.用整個結(jié)構(gòu)體變量作實參和形參，向函數(shù)傳遞結(jié)構(gòu)體的完整結(jié)構(gòu)單向值傳遞，函數(shù)內(nèi)對結(jié)構(gòu)內(nèi)容的修改不影響原結(jié)構(gòu)，開銷大§8.4結(jié)構(gòu)體與函數(shù)結(jié)構(gòu)體參與函數(shù)運算的幾種形式：3.向函數(shù)傳遞結(jié)構(gòu)體的首地址用結(jié)構(gòu)體數(shù)組或者結(jié)構(gòu)體指針做函數(shù)參數(shù)除提高效率外，還可以修改結(jié)構(gòu)體指針所指向的結(jié)構(gòu)體的內(nèi)容4、用結(jié)構(gòu)體類型作為函數(shù)返回類型

一付撲克有52張牌，分為4種花色(Suit)：黑桃(Spades)、紅桃(Hearts)、草花(Clubs)、方塊(Diamonds)每種花色有13張牌面(Face)：A，2，3，4，5，6，7，8，9，10，Jack，Queen，King設計一個結(jié)構(gòu)體表示一張牌，由兩個成分組成：花色、牌面：structCARD{ char suit[10]; char face[10];};

structCARDcard[52];/*順序存放撲克牌*/intresult[52]; /*存放洗牌發(fā)牌結(jié)果*/char*suit[]={"Spades","Hearts","Clubs","Diamonds"};char*face[]={"A","2","3","4","5","6","7","8","9","10","jack","Queen","King"};

例8.1:洗牌和發(fā)牌模擬發(fā)牌過程將52張牌按照隨機的順序存放算法步驟：產(chǎn)生0~51的隨機數(shù)，將其放于result[i]內(nèi)。i=i+1如果i<=51，則重復第2步，否則，結(jié)束循環(huán)輸出結(jié)果存在一個致命的問題：在重復第2步時，產(chǎn)生的隨機數(shù)可能與以前產(chǎn)生的隨機數(shù)相同，相同意味著52張牌中出現(xiàn)2張以上相同的牌例8.1:洗牌和發(fā)牌模擬解決方法增加一步，判斷新產(chǎn)生的隨機數(shù)以前是否出現(xiàn)過如果出現(xiàn)過，則放棄；如果以前未出現(xiàn)過，則保留算法步驟：產(chǎn)生0~51的隨機數(shù)m，將其放于result[i]內(nèi)。判斷result[i]在以前(result[0]~result[i-1])是否出現(xiàn)過。如果出現(xiàn)過，則回到第2步；如果沒出現(xiàn)過，則i=i+1如果i<=51，則重復第2~3步，否則，結(jié)束循環(huán)輸出結(jié)果例8.1:洗牌和發(fā)牌模擬算法缺陷:隨著隨機數(shù)數(shù)量的增加，新的隨機數(shù)與已經(jīng)產(chǎn)生的隨機數(shù)相同的可能性越來越大，有可能出現(xiàn)算法延遲問題高效算法將按照花色與牌面的順序存放的牌（card[i]）隨機打亂每次循環(huán)，程序選擇一個0~51的隨機數(shù)j，然后將數(shù)組中當前的CARD結(jié)構(gòu)card[i]與隨機選出的j所在的數(shù)組元素card[j]結(jié)構(gòu)進行交換例8.1:洗牌和發(fā)牌模擬用結(jié)構(gòu)體數(shù)組做函數(shù)參數(shù)voidFillCard(structCARDwCard[],char*wFace[],char*wSuit[]){ int i; for(i=0;i<52;i++) { strcpy(wCard[i].suit,wSuit[i/13]); strcpy(wCard[i].face,wFace[i%13]); }}例8.1:洗牌和發(fā)牌模擬（P313）用結(jié)構(gòu)體指針做函數(shù)參數(shù)voidShuffle(structCARD*wCard){ inti,j; structcardtemp; for(i=0;i<52;i++) { j=rand()%52;/*j=random(52);TC的庫函數(shù)*/ temp=wCard[i]; wCard[i]=wCard[j]; wCard[j]=temp; /*洗牌過程*/ }}例8.1:洗牌和發(fā)牌模擬（P313）用結(jié)構(gòu)體指針做函數(shù)參數(shù)voidDeal(structCARD*wCard){ inti; for(i=0;i<52;i++) /*輸出發(fā)牌結(jié)果*/ printf("%10s%10s\n",wCard[i].suit,wCard[i].face);}例8.1:洗牌和發(fā)牌模擬（P313）思考題structpoint

{

intx;

inty;

};

structrect

{

structpointpt1;

structpointpt2;

};structrectrt,*rp=&rt;下面表達式哪些合法？(*rp).pt1.xrp->pt1.xrt->pt1.x實驗九結(jié)構(gòu)體編程練習

在屏幕上模擬顯示一個數(shù)字式時鐘定義一個時鐘結(jié)構(gòu)體類型：structclock{inthour;intminute;intsecond;};typedefstructclockCLOCK;voidupdate(CLOCK*t){t->second++;if(t->second==60){t->second=0;t->minute++;}

if(t->minute==60){t->minute=0;t->hour++;}if(t->hour==24)t->hour=0;}voiddisplay(CLOCK*t){printf("%2d:%2d:%2d\r",t->hour, t->minute, t->second);}實驗九結(jié)構(gòu)體編程練習

在屏幕上模擬顯示一個數(shù)字式時鐘

內(nèi)存動態(tài)分配函數(shù)

C語言提供以下幾個動態(tài)存儲分配函數(shù):malloc(size)calloc(n,size)free(ptr)§8.5用指針處理鏈表1.malloc(size)

功能：在內(nèi)存的動態(tài)存儲區(qū)分配一個長度為size的連續(xù)空間。此函數(shù)的返回值是一個指針，它的值是該分配區(qū)域的起始地址。若此函數(shù)未能成功地執(zhí)行，則返回值為0。2.calloc(n,size)

功能：在內(nèi)存的動態(tài)存儲區(qū)中分配n個長度為size的連續(xù)空間。3.free(ptr)功能：釋放由ptr指向的內(nèi)存區(qū)。ptr是最近一次調(diào)用malloc或calloc函數(shù)時返回的值。函數(shù)返回分配域的起始地址；若分配不成功，返回0。malloc(size)與calloc(n,size)的區(qū)別

malloc(size)不能初始化所分配的內(nèi)存空間

calloc(n,size)能初始化所分配的內(nèi)存空間

如果由malloc(size)函數(shù)分配的內(nèi)存空間原來沒有被使用過，則其中的每一位都可能是0；如果這部分內(nèi)存空間曾經(jīng)被分配、釋放和重新分配，則其中可能遺留各種各樣的數(shù)據(jù)。calloc(n,size)函數(shù)會將所分配的內(nèi)存空間的每一位都初始化為0malloc(size)與calloc(n,size)的返回值處理malloc(size)與calloc(n,size)的返回值都是void類型的指針，具有一般性，是抽象類型的數(shù)據(jù)若將函數(shù)調(diào)用的返回值賦予某指針，則應先根據(jù)該指針的基類型，對返回的指針進行強制類型轉(zhuǎn)換。鏈表的概念鏈表是一種常見的重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它是動態(tài)地進行存儲分配的一種結(jié)構(gòu)。鏈表有一個“頭指針”變量，它存放一個地址，該地址指向鏈表中的第一個元素。如下圖所示：NULLhead…...鏈表中每一個元素稱為“結(jié)點”每個結(jié)點都應包括兩個部分：數(shù)據(jù)域：用戶需要用的實際數(shù)據(jù)指針域：下一個結(jié)點的地址

結(jié)點1結(jié)點2結(jié)點n可以看出:頭指針head指向第一個元素；第一個元素又指向第二個元素；…...直到最后一個元素，該元素不再指向其它元素，它稱為“鏈尾”，其地址部分存放一個“NULL”（表示“空地址”）。鏈表到此結(jié)束。對于兩個相鄰的結(jié)點p1、p2，p1是p2的直接前驅(qū)結(jié)點，p2是p1的直接后繼結(jié)點NULLhead…...p1p2由此可以看出：鏈表中結(jié)點必須是結(jié)構(gòu)體類型，其中一個成員是指針類型,這個指針類型指向它所在的結(jié)構(gòu)體類型。其中next是成員名，是指針類型，它指向structlink類型數(shù)據(jù)例如：structlink{intdata;structlink*next;};

Datanext數(shù)據(jù)域指針域前面只是定義了一個structlink類型，并未實際分配存儲空間，可用前述方法在需要時動態(tài)地開辟和釋放存儲單元。例如：#include“stdlib.h”p=(structlink*)malloc(sizeof(structlink));if(p!=NULL){p->data=10;p->next=NULL;}10NULLP其中sizeof()的功能是測試某種類型的變量在內(nèi)存中所占用的字節(jié)數(shù)。例如，sizeof(float)的值是4，它表示float型變量在內(nèi)存中占4個字節(jié)。free(p);

structLink{intdata;StructLink*next;};線性表的鏈式存儲結(jié)構(gòu)——可用C語言中的“結(jié)構(gòu)指針”來描述a1a2∧ana3L…..帶頭結(jié)點的線性鏈表datanexta1a2∧ana3L…..不帶頭結(jié)點的線性鏈表1、動態(tài)鏈表的建立（新結(jié)點鏈接在鏈尾）NULLhead初態(tài)第一次插入第n次插入headPrNULLa1headPrNULLa1an2、在頭指針為h的單鏈表中查找結(jié)點xStructlink*dlbcz(Structlink*h,intx){Structlink*p;p=h;while(p!=NULL&&p->data!=x)p=p->next;return(p);}

structLink{intdata;StructLink*next;};3、單鏈表的插入運算(后插）

voiddlbhcr(structLink*p,intx){structLink*s;s=(structLink*)malloc(sizeof(structLink));if(s!=NULL){s->data=x;s->next=p->next;p->next=s;}elseprintf(“unsucess!”);}baPbaxPS∧anaia1a2ai-1xheadSPai-1a1aiai+1LpqVoiddlbsc(structLink*p){structLink*q;if(p->next!=NULL){q=p->next;p->next=q->next;free(q);}}4、單鏈表的刪除運算(在單鏈表中刪除p結(jié)點的直接后繼結(jié)點q)5、單鏈表中直接插入或刪除某個結(jié)點p插入某個結(jié)點p時需考慮：1.插入點p在第一個結(jié)點之前，應修改頭指針head及其指向即：p->next=head;head=p;2.插入點p在鏈表中間，應修改插入點前pr結(jié)點的指向即：p->next=pr->next;pr->next=p;3.插入點p在鏈尾，應修改原鏈表最后一個結(jié)點pr指針域的指向，并將新插入的結(jié)點p的指針域賦為NULL.

即：p->next=NULL;pr->next=