第十讲 结构体和共用体
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第十讲 结构体和共用体. 合肥师范学院计算机科学与技术系. 思考一个问题. 在程序里表示一个人（姓名、年龄、性别、 …… ），怎么表示？ 想表示多个人呢？ 如何用计算机程序实现下述表格的管理？. 表 1 某学校学生成绩管理表. 数组的解决方法. int studentId[30]; /* 最多可以管理 30 个学生 , 每个学生的学 号用数组的下标表示* / charstudentName[10][30]; charstudentSex[2][30]; - PowerPoint PPT Presentation
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第十讲 结构体和共用体合肥师范学院计算机科学与技术系
思考一个问题 在程序里表示一个人（姓名、年龄、性别、……），怎么
表示？ 想表示多个人呢？ 如何用计算机程序实现下述表格的管理？
表 1 某学校学生成绩管理表
学号 姓名 性别 入学时间 计算机原
理 英 语 数 学 音 乐
1 令狐冲 男 1999 90 83 72 82
2 林平之 男 1999 78 92 88 78
3 岳灵珊 女 1999 89 72 98 66
4 任莹莹 女 1999 78 95 87 90
5 … …
6 … …
数组的解决方法int studentId[30]; /* 最多可以管理 30 个学生 , 每个学生
的学 号用数组的下标表示 */char studentName[10][30];char studentSex[2][30];int timeOfEnter[30]; /* 入学时间用 int 表示 */int scoreComputer[30];/* 计算机原理课的成绩 */int scoreEnglish[30]; /* 英语课的成绩 */int scoreMath[30]; /* 数学课的成绩 */int scoreMusic[30]; /* 音乐课的成绩 */
数组的解决方法 数据的内存管理方式
90788978
……
83927295
……
72889887
……
82786690
……
1
234
……
令狐冲林平之岳灵珊任莹莹
……
男男女女
……
1999199919991999……
数组的解决方法 分配内存不集中，寻址效率不高 对数组进行赋初值时，容易发生错位 结构显得比较零散，不容易管理
希望的内存分配图 1
令狐冲男
1999
90
83
72
82
2
林平之男
1999
78
92
88
78
3
岳灵珊女
1999
89
72
98
66
4
任莹莹女
1999
78
95
87
90
1.15.1 结构的概念 struct STUDENT
{int studentID; /* 每个学生的序号 */
char studentName[10]; /* 每个学生的姓名 */ char studentSex[4]; /* 每个学生的性别 */ int timeOfEnter; /* 每个学生的入学时间 */ int scoreComputer; /* 每个学生的计算机原理成绩
*/ int scoreEnglish; /* 每个学生的英语成绩 */ int scoreMath; /* 每个学生的数学成绩 */ int scoreMusic; /* 每个学生的音乐成绩 */
};
结构：构造数据类型，把有内在联系的不同类型的数据统一成一个整体，使它们相互关联
结构又是变量的集合，可以单独使用其成员
1.15.2 结构的定义
结构类型定义的一般形式为： struct 结构名 {
类型名 结构成员名 1 ； 类型名 结构成员名 2 ； 类型名 结构成员名 n ； }; 结构的定义以分号结束，
被看作一条语句
关键字 struct 和它后面的结构名一起组成一个新的数据类型名
1.15.2 结构定义示例
定义平面坐标结构：struct point {
double x;
double y;
};
虽然 x 、 y 的类型相同，也可以用数组的方式表示，但采用结构体描述整体性更强，增加了程序的可读性，使程序更清晰。
结构的嵌套定义
struct address{ char city[10]; char street[20]; int code; int zip;};
struct nest_friendslist { char name[10]; int age; struct address addr; char telephone[13]; } nest_friend;
在定义嵌套的结构类型时，必须先定义成员的结构类型，再定义主结构类型。
姓名 性别 年龄 通信地址 联系电话
电子邮箱城市 街道 门牌号 邮编
1.15.2 结构变量的定义
三种定义结构变量的方式： 1. 单独定义
先定义结构类型，再定义具有这种结构类型的变量 struct friends_list{ char name[10]; /* 姓名 */ int age; /* 年龄 */ char telephone[13]; /* 联系电话 */}; struct friends_list friend1, friend2;
结构变量的定义2. 混合定义在定义结构体类型的同时定义结构体变量
struct friends_list{char name[10]; int age; char telephone[13]; } friend1, friend2;
3. 无类型名定义在定义结构体变量时省略结构体名
struct { char name[10]; int age; char telephone[13]; } friend1, friend2;
1.15.4 结构变量的初始化
struct friends_list friend1 = {
"Zhang", 26, "0571-85171880 "
} ;
name age telephone ↓ ↓ ↓
Zhang 26 0571-85271880
结构变量的使用－整体赋值
具有相同类型的结构变量可以直接赋值。将赋值符号右边结构变量的每一个成员的值都赋给了左边结构
变量中相应的成员。 struct friends_list {
char name[10];
int age;
char telephone[13];
} friend1 = {Zhang",26, “0571-85271880”}, friend2;
friend2 = friend1;
1.15.3 访问结构变量的成员变量
1. 结构变量成员的引用
结构变量名 . 结构成员名
friend1.age = 26;
strcpy(friend1.name, "Zhang San");
nest_friend.addr.zip
2. 结构体指针 struct point
{int x;int y;
}; struct point pt; /* 定义结构体变量 */ struct point *ppt; /* 定义结构体指针 */ ppt = &pt; 怎样通过 pt 访问 pt 的成员？
pt.x = 0; /* 成员运算符 */ 怎样通过 ppt 访问 pt 的成员？
(*ppt).x = 0; ppt->x = 0; /* 指向运算符 */ 第二种更常用
x
y
pptpt
struct STUDENT{
int studentID;char studentName[10];char studentSex[4];struct date timeOfEnter;int scoreComputer;int scoreEnglish;int scoreMath;int scoreMusic;
}; struct STUDENT stu[30] = {{1," 令狐冲 "," 男 ",{1999,12,20},90,83,72,82}, {2," 林平之 "," 男 ",{1999,07,06},78,92,88,78}, {3," 岳灵珊 "," 女 ",{1999,07,06},89,72,98,66}, {4," 任莹莹 "," 女 ",{1999,07,06},78,95,87,90} };
初始化初始化1.15.5 结构体数组1.15.5 结构体数组
结构体数组的指针 struct STUDENT *pt; pt = stu; …
2…
3…
4…
1stu[0]
stu[1]
stu[2]
pt
pt++
stu[3]
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));
}
例 : 利用指向结构体数组的指针计算学生各科的平均成绩 例 : 利用指向结构体数组的指针计算学生各科的平均成绩
学号 姓名 性别入学时间 计算机
原理年 月 日 英语 数学 音乐
例 8.2main(){
struct STUDENT *pt;float sum[4] = {0.0},average[4] = {0.0};int i;char *name[]={"score of Computer","score of English", "score of Math","score of Music"};
pt = stu; /*pt 指向结构体数组的第一个元素 */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));
}}
结构体与函数 向函数传递结构体的单个成员
单向值传递，函数内对结构内容的修改不影响原结构
向函数传递结构体的完整结构 单向值传递，函数内对结构内容的修改不影响原结
构，开销大 向函数传递结构体的首地址
用结构体数组或者结构体指针做函数参数 除提高效率外，还可以修改结构体指针所指向的结
构体的内容
思考 下面的结构什么意思？
struct temp{
int data; struct temp pt;
} TC 下的错误提示：
Undefined structure ‘temp’ Structure size too large
VC 下的错误提示： ‘pt’ uses undefined struct ‘temp’
下面的的呢？ struct temp
{ int data; struct temp *pt;
}
动态数据结构 结构体声明时不能包含自我，但可以包含指向
本结构体类型的指针变量 链表（ Linked table ）struct Link
{ int data; struct Link *next;
}data nexthead data next data next data NULL
图 链表原理图
共用体，或称为联合（ Union ） union number{
short x;char ch;
float y;};
基本上和 struct 一样 x 、 ch 和 y 处于同样的地址 sizeof(union xxx) 取决于占空间最多的那个
成员变量
1000H
共用体的特点 同一内存单元在每一瞬时只能存放其中一种类
型的成员；并非同时都起作用 起作用的成员是最后一次存放的成员 不能作为函数参数
姓名name
性别sex
年龄age
家庭状况
婚姻状况标记
未婚 已婚
配偶
子女
structstruct person person{{ charchar name[20]; name[20]; charchar sex; sex; intint age; age; unionunion {{ intint single; single; structstruct {{ charchar spouseName[20]; spouseName[20]; intint child; child; }married;}married;}marital;}marital; intint marryFlag; marryFlag;
};};
共用体的应用共用体的应用
学生信息管理链表程序解析
例 建立一个学生成绩信息（包括学号、姓名、成绩）的单向链表，学生记录按学号由小到大顺序排列，要求实现对成绩信息的插入、修改、删除和遍历操作。
main
InsertDoc DeleteDoc Print_Stu_Doc Create_Stu_Doc
InsertDoc
head 9905 Qian 80 NULL9901 Wang 80 9902 Li 90
例 数据定义与函数声明
struct stud_node{ /* 链表结点类型 */ int num; char name[20]; int score; struct stud_node *next;};struct stud_node * Create_Stu_Doc(); /* 新建链表 */
struct stud_node * InsertDoc(struct stud_node * head, struct stud_node *stud); /* 插入 */
struct stud_node * DeleteDoc(struct stud_node * head, int num); /* 删除 */
void Print_Stu_Doc(struct stud_node * head); /* 遍历 */
链表的概念
一种动态存储分布的数据结构若干个同一结构类型的“结点”依次串接而成 单向链表、双向链表
头指针 结点 尾结点
head 9903 Qian 80 NULL9901 Wang 80 9902 Li 90
链表的概念－结点定义
struct stud_node{ int num; char name[20]; int score;
struct stud_node *next;};
结构的递归定义
head 9905 Qian 80 NULL9901 Wang 80 9902 Li 90
链表的概念－与数组比较
数组 事先定义固定长度的数组 在数组元素个数不确定时，可能会发生浪费内存空间
的情况
链表 动态存储分配的数据结构 根据需要动态开辟内存空间，比较方便地插入新元素
（结点） 使用链表可以节省内存，提高操作效率
动态存储分配函数 malloc()
void *malloc(unsigned size) 在内存的动态存储区中分配一连续空间，其长度为 size 若申请成功，则返回一个指向所分配内存空间的起始地
址的指针 若申请不成功，则返回 NULL （值为 0 ） 返回值类型： (void *)
通用指针的一个重要用途 将 malloc 的返回值转换到特定指针类型，赋给一个指针
malloc() 示例
int *ip = (int *) malloc( sizeof(int) )
struct student * p;
p = (struct student *) malloc(sizeof(struct student));
调用 malloc 时，用 sizeof 计算存储块大小 虽然存储块是动态分配的，但它的大小在分配后也是确定
的，不要越界使用。
p
动态存储释放函数 free
当某个动态分配的存储块不再用时，要及时将它释放
void free(void *ptr) 释放由动态存储分配函数申请到的整块内存空间， p
tr 为指向要释放空间的首地址。
free(ip);free(p);
p
单向链表的常用操作
1. 链表的建立2. 链表的遍历3. 插入结点4. 删除结点
1. 链表的建立struct stud_node *head, *tail, *p;head = tail = NULL;size = sizeof(struct stud_node);p = (struct stud_node *) malloc(size);
head
tail
tail
pnum name score next
p
1. 链表的建立
程序段 head = tail = NULL; scanf("%d%s%d", &num,name, &score); while(num != 0){ p = (struct stud_node *) malloc(size);
p->num = num; strcpy(p->name, name); p->score = score; p->next = NULL;
if(head == NULL) head = p; else tail->next = p; tail = p; scanf("%d%s%d", &num, name, &score); }
2. 链表的遍历
ptr->num
ptr->score
ptr ptr
for(ptr = head; ptr != NULL; ptr = ptr -> next)
printf("%ld, %d", ptr -> num, ptr -> score);
ptr=ptr->next
head 9905 Qian 80 NULL9901 Wang 80 9902 Li 90
链表的遍历－函数
void Print_Stu_Doc(struct stud_node * head) { struct stud_node * ptr; if(head == NULL){ printf("\nNo Records\n"); return; } printf("\nThe Students' Records Are: \n"); printf(" Num Name Score\n"); for(ptr = head; ptr!=NULL; ptr = ptr->next) printf("%8d %20s %6d \n", ptr->num, ptr->name, ptr->score);}
s->next = ptr->next
ptr->next = s
先连后断
head
ptr
s
3. 插入结点
ptr2=ptr1->next
ptr1->next=ptr2->next
head
ptr1 ptr2
free(ptr2)
先接后删
4. 删除结点
ptr2
head
ptr1
