C语言程序设计第9章.

1、C语言程序段计第 9 章结构体及其应用:学习目标e 掌握构造类型一结构体类型及其使用学习内容e 结构体类型及其定义结构体变量的定义及使用e 结构体数组的使用结构体指针的使用c 链表及其基本操作9.1一个程序实例【例9-1】一个学生的信息包括学号、姓名、平时成绩、期末 成绩和总评成绩，其中总评成绩的计算公式为：总评成绩二 平时成绩X30%+期末成绩X70%o根据给定的平时成绩和期 末成绩计算总评成绩，并输出学生的信息。 根据本题的情况，用以下形式构造名为student的结构体 类型。struct student/ *st udent为结构体类型名*/ int num;/*学号为“代型*/char

2、 name| 10|/*姓名用字符数组*/float si, s2, score;/*3个成绩为片“丸型*/； struct student是一种结构体类型，它由 5 个数据 项组成，此处的数据项称为结构体成员或者域。接 下來可以用 struct student这个数据类型定义变量, 只有变量才能存储数据。例如，下面语句定义了 一个结构体变量：struct student wang;:彎构怦量中成员的引用形式为：结构体变 量成员名。 比女口： wang.num、 wang name wang. si等。结构体成员在程序中的作用和用 法与普通变量相同。【程序代码】【程序代码】#include s

3、tdio.hinclude string.h”struct student广定义结构体类空*/int num;char name(10;float s1ts2.score：；main()struct student wang;/定义结构体变广以卜给变赧名为wang的学生賦值Vwan g.num=101;strcpy(,*wanghaiH)：wang.s1=92.0;wang.s2=87.5;wang.score-wang.sV0.3+wang.s2*0.7;广计林总评成纟/ 广以卜输出该学生信息/printfCNO.:%dnw,wang.num); printf(MNAME:

4、%snM,);printf(Ms1-%7.2f,s2-%7.2f.score-%7.2fnn,wang.s1,wang.s2.wang.score); 程序输出结果为：o.：ieiA HE: zngha 11-87.5D八c。88 859.2结构体类型的使用一组相关的数据可能是相同类型的， 也可能是不同类型的。为了封装相关的 数据，就需要采用可以包含不同类型成 员的类型来定义这样的数据，这种类型 就是结构体类型。9.2.1结构体类型的定义定义结构体类型的一般形式为： struct 结构体类型名类型名 1 成员名 1；类熨名 2 成员名 2;类型名 1 成员名 1；例如：str

5、uct stud int num; char name20; char sex; int age; float score3; char address30;；注意事项：(1 ) struct是关键字，标志结构体类型。struct后 面是所定义的结构体类型的名字，结构体名应符 合标识符的命名规则。这里结构体名可以省略， 省略后将成为无名结构体。(2)结构体的各个成员用花括号括起来，结构体 成员的定义方式和变量的定义方式一样，成员名 的命名规则和变量相同；各成员之间用分号分隔; 结构体类型的定义以分号结束。(3)结构体成员的数据类型可以是基本类型的， 也可以是构造类型，如数组或其他结构体类型。9

6、.2.2结构体变量的定义及引用：结构体变量的定义(1)先声明结构体类型再定义变量名j 列如struct stud广定义结构体类型*/ int num;char name20;char sex;int age;float score3;char address30;；struct stud student1,student2;广怎义结构体变虽/结构体变最 student 和 student2 屮各成员的賦值宿况如图所示。numnamesexscotepscotep)eddxess101皆13乃.4893P25z”102M11695 19992 疋义结构体类空的同时怎义结构体变怎这种方法定义的一般

7、形式为：struct结构体名成员表列变疑名表列；例如，I.面的结构体类型struct stud也口J以采取以下形式定义：struct stud int num;char name20;char sex;int age;float score3);char address30; student1=101 /,ghzn,M,18,75.4,；,xianH,student2;这里只对变Mstudentl进行了赋初值操作。霜酪结构体类型的同时定义结构体变量即不出现般定义形式为:struct成员表列变量名表列; 例如:structint num;char name20;char sex

8、; int age;float score3; char address30; student1,student2;:结构体变量中成员的引用结构体变量本身不能代表一个特定的值，只 有它的成员才会有特定的值。因此使用结构体变 量时，要引用其成员。结构体变量中成员的引用 形式是：结构体变量成员名例如， 结构体变量studentl中各个成员引用形式 如下：studentl.num、student 1.name、student 1.sex、studentl .age、studentl .addressstudent1score0、studentl .score1 、studentlscore2结构体类

9、型嵌套以上给出的例/中，结构体成员的类型都足基本类型和数组类 型。实际上，成员的类型可以足任何数据类些。下而给出成员类型 是另-个结构体类型的例子。例如：struct date/* 日期结构*7int year;int month;int day;struct studentint num;char name20;char sex;int age;struct date birthday; /* struct date为结构体类型*7char address30）;stu=102；,xhy,；M,16,1977,5,8,HbeijingH;9.2.3结构体数组:*在例中一个结构体变量只能处理一

10、个人的信息（如一个 学生的学号、姓名、成绩等数据）。但在实际应用中经常需 要处理一批人的信息，这时应该使用结构体类型的数组。定 义结构体数组与定义结构体变量的方法相同。例如：struct studentint num;char name20;char sex;int age;float score；char address30; stu3J;【例92】候选人得票统计程序。设冇3个候选人，10个投票人，输入得票人的名字并进行统 计，谥后输出各人得票结果。【程序代码】include string.hinclude stdio.hstruct personcharname20;广候选人姓名/int

11、count;广候选人票数/leader(3=wstar-.O.Mmeryn.O. sunM.O)：广定义结构体数细井初始化/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)广比较输入的劣字与仗选人的名字，leaderj.count+;/*相为于leaderj.count= leaderj.count +1 ;*/printf(W);for(i=0;i3;i+)prin tf(%5s:%dnM,

12、leaderi. nameleaderi.count);9.2.4结构体指针结构体指针是指基类型为结构体类型的指针 变量。通过结构体指针可以间接访问结构体 中的成员。【例 93】使用结构体指针输出学生基本信息。 【程序代码】#include string.h”include stdio.h” main（）struct student/*定义一个结构体类空/long num;char namc20;char sex;float score;；struct student stu/p;r定义结构体变ftslu和结构体指针p 7p=&stu;/*结构体指针pJ旨向结构体变量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：程序中将结构体变量Stu的地址赋给指针变量p,也就是便p指向Stu,然后对Stu的容成员赋值， 第一个printf（j函薮输出stu葩畧个戒员舸值

14、，第 二个printf譎数也是用乗输出stu各成员的值，彳旦 使由俯是Cp）.num这梓的形衣。:通过结构体指针引用成员的方式有两种：1CP）成员名2p成员名（。为指向运算符）指针变量可以指向结构体变量，当然也可以指向 结构体数组，其使用方法与指向数组的指针的使 用方法类似，只不过把普通数组换成了结构体数 组。【例94】 使川指向结构体数组的指针实现多名学生信息的输出。 【程序代码】#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;厂定义结构体指针*/printf(HNo. Name sex agenM);for(p=stu;pnum,p-name,p-sex,p-age);9.3链表 9.3.1链表的基本结构链表是一种动态数据结构，可根据需要动态 地开辟存储空间，随时释放不再需要的存储空间。 这样可以有效利用存储空间，提高存储空间利用率。 下图是一种单向链表结构示意图。head1658254610241236:链表中的每个元素称为链表的结点，每个结 点中包括两部分内容，即用户需要的数据和 下一个结点的地址，也就是说，链表中

16、的每 个结点是由数据域和指针域组成。在链表中通常用一个指针指向链奏开头的结 点,该指轩祿为头指针。囱9-3卸h ead即気 头指针，它指向第一个结点。:单向链表中前一个结点的指针域指向后一个 结点，这梅苛以通过前一个结点引用洁一个 结点。最后一个结点不再指向其他结点，称 为尾结点（即表尾），卫的指针域的值是NULL（空指针），表示整个链表到此结束。【例9-5】建立一个简单链表，它由3个存放学欝囂杲夢翥f姓名）的结点组成10510577.577.5NULLNULL【程序代码】include stdio.h” struct nodeint num;r存储学生学号/float score;/*存储学

17、生成绩7struct node next;/*圧义结构体指指向卜个绊点；main()struct node a,b,c,*head/p;a. num=101:a.score=85.4;r给结点a的num和score域赋ftV/b. num=103;b.score=96.1;r给结点b的num和score域赋值Vc. num=105;c.score=77.5;/* 给结点c的num和score域奴值 */head=&a;/头指针head指向结点aTa. next=&b;/*链接结点b和a结点/b. next=&c;/*链接结点c和b结点c. next=NULL; /*结点

18、c为尾结点 Tp=head; /S 史P指针指向第1个结点/do/依次输出丼结点数据/printf(M学巧二滋成纟贞：%5.2fn,p-num,p-score);p-p-ext; /指针p后移.指向卜一结点/Jwhile (p!NULL); 9.3.2链表的基本操作1.动态分配和释放存储区动态开辟存储空间需要使用malloc()函数，释 放存储空间使用free()函数。这些函数包含在头文 件”stdlib.h”中。(1) malloc()函数函数调用的一般形式为：malloc(size)功能：在内存申请分配一个size字节的存储区。调 用结果为新分配的存储区的首地址，是一个void*类型指针，

19、若申请失败，则返回NULL。例如：struct node *p;p=(struct node *)malloc(sizeof(struct no de);上面语句中sizeofMC语言的运算符，功能是计算数据类型 或变量所占的字节数，sizeof(struct node)是计算struct node类型所占的字节数，那么malloc(sizeof(struct node)的功能是申请分配一个struct node类型所需大小的存储区。 由于malloc()的返回值是无类型指针，而指针p的基类型是struct node类型，因此需要进行强制类型转换，将malloc()函数的返回值转换为指向str

20、uct node类型的指针。(2) free()函数函数调用的一般形式为:free(p)功能： 释放指针p所指向的动态存储区。2.建立单向链表建立动态链表是指在程序执行过程中从无到有地 建立起一个链表，即一个一个地开辟结点和输入 结点数据，并建立起前后链接关系。【例9-6】建立链表函数。建立一个有若干名学 生数据的单向动态链表，当输入的学生学号 为0时结束操作。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成头結点/p=head;向第个结点/print-, glj输入结来：E);scanf(-%d%r.&c.&x);/输入学生数抵 */while (c?=0)s=(struct node#)malloc(sizeof(struct node); /生成新结点s*/ s-num=c;/将读入的孚生学号存放到新结点s的数撫域中s-score-x;广将渎入的学生成细仔放到新給点s的数抄;域中丿p-next=s;广将新給点s插入到駁兀/p=s;/修改尽折针p抵向为询的用结点/scanf(R%d%r.&c.&x)；rE入

22、新的学生数据/p-nexUNULL;广轲册肩个结点的指什域?为空return(head);广返冋头【程序代码】#include stdio.hinclude ” stdlib.h”struct nodehead3.输出链表【例97】输出链表函数。【程序代码】void print(struct node *head)struct node *p;printfCM输出学生结点信息n”);p=head-next;广指针p指向第1个结点*/while (p!=NULL)printf(”学号：d成绩：%5.1fn,p-num,p-score);p=p-next;广指针p后移，指向下一结点74删除链表中的

23、结点从链表中删去一个结点，首先要找到这个结点，然后把它从链表中分 离开來，撤销原*的链接关系，同时保证原有链衣的链接关系。【例9-8】删除结点函数，删除链表中学号为num的结点。【编程思路】(1)删除结点操作分两步完成。第一步查找要删除的结点，第二步进 行删除。(2)查找结点时，从p指向的第一个结点幵始，检查该结点中的num值足否等于输入的要求删除的那个学号，如果相等，就找到了要删 除的结点，如不和等，就将p后移一个结点，直到找到要删除的结点 或者遇到链尾为止。在移动p的同时移动6 使用q记录P的前驱结点, 如图9-6(a)所示。(3)找到待删除结点后，使q指向要删除结点p的后继结点，如图96

24、(b)所示，然后释放结点p的内存空间，如图96(c)所示。【程序代码】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 没有找到学号为d 的结点！ nnum); return(head);5.在链表中插入结点对链表的插入是指将一个结点插入到一个已 有的链表中，为了能做到正确插入，必须解 决两个问题：如何找到

25、插入的位置；如何实 现插入。【例9-9】插入结点函数。假定原链表结点已经按学号从小到大排列。struct node *ins(struct node *head,int c,float x)struct node *p,*q,*s;s=(struct node *)malloc(sizeof(struct node);广生成新结点 s*/ s-num=c;广将耍插入的学牛学号存放到新结点 s 的数据域中/ s-score=x;广将耍插入的学生成绩存放到新结点 s 的数据域中/ 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：首先定义一个新结点存储待插入的结点信息(如 图97中的结点s),从指针p指向第一个结点开 始， 将p-nu【程序代码】口与时目比较，如果cp-num,将p后移，并使q始终指向p的前驱结点，如图9-7(a)所示，直到p-num-c为止，这时找到新结点的 插入位置。如果插入位置是链表的尾部，将新结点插到链尾 即可。如果插入位置在链表中间， 则让s-next指向p结点， 如图9-7(b)所示，然后让qnext指向s结点，如 图9-7(c)所示。9.3.3链表综合应

27、用【例910】编制主函数.调用链表建立函数，输出函数，删除函数及插入函数，完 成链农的基木操作。【程序代码】main()struct nodo *h;int del_num,in_num;float in score;h=create();广建立链表/print(h);/*输出链农7printfC*n输入要删除的学生结点的学号:rT); scanf(M%dK,&del num);h=del(h,deLnum);广删除链表结点/print(h);广输出链0/printf(Mn输入耍插入的学生结点信息:iT);scanf(%d%fH,&in_num&n_score);h=i

28、ns(h,in_num,in_score);/插入结点/print(h);/嘯出链表*/程序运行过程为:.学号为p时揄入结宏,镐岀*住纟吉点佶息 2 人应巒8S.0，嚴臺缠.12匕成堪，3说绩.95.088.DGS. A输出学些结点信息I，1.比逸*S5-0 a 95.0I 1”成纽h 65.U9.4结构体应用实例【例910】 某班有45名学生， 现在对他们的期末考试 成绩进行统计。假定期末考3门课，分别为物理、 数学和化学，要求计算每个学生的平均成绩和总成 绩，最后计算本班每门课的平均成绩。【编程思路】（1）木程序分成三部分： 学生数拯输入 （包扌舌计算学生平 均成绩和总成绩）、学生成绩单输

29、出、本班每门课总成 绒和平均成绩的计算和输出，分别由三个函数來实现， 在主程序中调用这三个函数。（2）定义结构体来存储学生数据，包括学生基木信息，学 生三门课成绩（利用数组），平均成绩，总成绩。（3）将结构体数组地址作为实参传递给函数，以便在函数 中使用结构体指针对学生数据进行操作。(W代码】律include stdio.h*#include conio.h*#include string.h常define NU 3/*以3名学牛为例*/struct studentlong num;/定义成员变敏.存储学生学号/char name(10;广定义成员变f乙 储学生姓名/float score3;广定义成员变仃储学门课的成绒/float aver_person;/疋义成员变爪储学生平均成绩/float sum_person;/定义成 8 变仔储学生总成绒/；void print(structstudent *p)/输出个人成纟列I/int i;for(i0;inum); printfOtirt:幺x %sn*.p-name); printfCVt数学4 %5.1f | p-score0);printf(物理：%5.1f p s