自订资料型态-–-结构优秀文档

第9章自訂資料型態–結構9-1結構資料型態9-2結構陣列9-3指標與結構9-4動態記憶體配置9-5聯合資料型態9-6列舉資料型態9-7建立新型態typedef9-8位元欄位9-9日期/時間函數的tm結構9-1結構資料型態9-1-1結構的基礎9-1-2宣告結構型態9-1-3巢狀結構9-1-4結構與函數9-1-1結構的基礎「結構」（Structures）是C語言的延伸資料型態，它和聯合、列舉都屬於自定資料型態（User-DefinedTypes），可以讓程式設計者自行在程式碼定義新的資料型態。結構是由一或多個不同資料型態（當然可以是相同資料型態）所組成的集合。例如：圖形的點是由X軸和Y軸的座標(x,y)所組成，如下所示：structpoint{intx;inty;};9-1-2宣告結構型態-語法在C程式宣告結構是使用struct關鍵字定義新型態，其語法如下所示：struct結構名稱{資料型態變數1;資料型態變數2;……};語法定義名為【結構名稱】的新資料型態，在結構中宣告的變數稱為該結構的「成員」（Members）。9-1-2宣告結構型態-範例例如：宣告學生資料的結構student，如下所示：structstudent{intid;charname[20];intmath;intenglish;intcomputer;};結構是由學號id、學生姓名name、數學成績math、英文成績english和電腦成績computer的成員變數所組成。9-1-2宣告結構型態-結構變數當宣告student結構後，它是一個自訂型態，在程式碼可以使用新型態宣告變數，其語法如下所示：struct結構名稱變數名稱;宣告使用struct關鍵字開頭加上結構名稱來宣告結構變數，以本節的範例為例，結構變數的宣告，如下所示：structstudentstd1;structstudentstd2={2,"江小魚",45,78,66};9-1-2宣告結構型態-結構與成員變數的運算在建立好結構變數後，就可以存取結構各成員變數的值，如下所示：std1.id=1;strcpy(,"陳會安");std1.math=78;std1.english=65;puter=90;上述程式碼使用「.」運算子存取結構的成員變數。ANSI-C語言支援結構變數的指定敘述，如下所示：structstudentstd3;std3=std2;9-1-3巢狀結構-說明「巢狀結構」（NestedStructures）是在宣告的結構中擁有其它結構，例如：student結構，成績資料可以獨立成測驗test結構，如下所示：structstudent{intid;charname[20];structtestscore;};structtest{intmath;intenglish;intcomputer;};9-1-3巢狀結構-初值與存取在宣告student結構變數時，指定結構的初值，如下所示：structstudentstd2={2,"江小魚",{45,78,66}};在存取score結構變數時，需要先存取結構變數score，然後才能存取成員變數math、english和computer，如下所示：std1.score.math=78;std1.score.english=65;puter=90;9-4-4釋放配置的記憶體free()函數-說明id=1;strcpy(std1.9-1-2宣告結構型態-語法9-4-1配置記憶體malloc()函數-語法列舉使用enum關鍵字進行宣告，其語法如下所示：intmath;9-6列舉資料型態-語法語法定義名為【結構名稱】的新資料型態，在結構中宣告的變數稱為該結構的「成員」（Members）。enumcolor{enum列舉名稱變數名稱;在C語言提供另一種語法，結構指標可以直接使用「->」運算子存取結構的成員變數，如下所示：「位元欄位」（Bit-fields）可以存取變數的位元資料，資料不是以位元組為單位來存取，而是其中的每一個位元。computer=90;9-1-4結構與函數結構不只可以作為函數的參數，當然也可以用來作為函數的傳回值。structpoint{intx;inty;};接著建立函數指定點座標和計算位移，其函數的原型宣告，如下所示：structpointsetXY(int,int);structpointoffset(structpoint,int);9-1-4結構與函數intdoors;9-1-4結構與函數程式碼相當於是worker.tm結構的成員變數，如下所示：h>標頭檔的標準函式庫提供兩個函數：malloc()和free()，可以分別在執行時配置和釋放所需的記憶體空間。Green,inttm_wday;/*星期:從星期日起(0-6)*/先宣告結構變數，然後才能建立指向結構的指標，如下所示：9-4-1配置記憶體malloc()函數-語法9-1-4結構與函數「位元欄位」（Bit-fields）可以存取變數的位元資料，資料不是以位元組為單位來存取，而是其中的每一個位元。C語言結構的各成員變數是佔用前後相連的記憶空間，聯合的記憶空間是疊起來的，其大小是成員變數中最大的那一個資料型態。聯合變數的成員都佔用同一塊記憶體，當指定其中一個成員變數值，例如：後，存取其它成員變數，不見得可以取得有意義的資料。結構不只可以作為函數的參數，當然也可以用來作為函數的傳回值。structstudent{9-2結構陣列「結構陣列」（ArraysofStructure）就是結構資料型態的陣列，例如：宣告test結構，如下所示：structtest{intmath;intenglish;intcomputer;};test型態建立陣列，如下所示：#defineNUM3structteststudents[NUM];9-3指標與結構-說明指標也可以指向結構，例如：宣告lable結構儲存員工的姓名和年齡，如下所示：structlabel{charname[20];intage;};先宣告結構變數，然後才能建立指向結構的指標，如下所示：structlabelworker;structlabel*ptr;9-3指標與結構-存取接著將結構指標指向結構，如下所示：ptr=&worker;結構指標ptr指向結構變數worker的位址，換個角度，使用指標存取結構的成員變數，如下：(*ptr).age=50;程式碼相當於是worker.age=50;。在C語言提供另一種語法，結構指標可以直接使用「->」運算子存取結構的成員變數，如下所示：ptr->age=50;9-4動態記憶體配置9-4-1配置記憶體malloc()函數9-4-2配置陣列的記憶體9-4-3配置結構的記憶體9-4-4釋放配置的記憶體free()函數9-4動態記憶體配置動態記憶體配置不同於以前說明的靜態記憶體配置，它是在執行階段才向作業系統要求配置記憶空間，如此可以更加靈活運用記憶體空間。在C語言的<stdlib.h>標頭檔的標準函式庫提供兩個函數：malloc()和free()，可以分別在執行時配置和釋放所需的記憶體空間。9-4-1配置記憶體malloc()函數-語法如果需要配置size尺寸的記憶空間，函數傳回void通用型指標，需要加上型態迫換，將函數傳回的指標轉換成所需資料型態的指標，如下：fp=(資料型態*)malloc(sizeof(資料型態));程式碼使用sizeof運算子取得指定資料型態的大小。9-4-1配置記憶體malloc()函數-範例配置一個浮點數變數的記憶空間，如下所示：fp=(float*)malloc(sizeof(float));malloc()函數傳回一個浮點的記憶體指標且指定給指標fp。如果記憶體空間不足，函數malloc()會傳回一個空指標NULL，程式需確定記憶體配置成功，傳回有效指標，如下所示：if(fp!=NULL){…….}9-4-2配置陣列的記憶體陣列是相同型態的變數集合，只需配置一整塊連續的記憶空間就可以當成陣列來使用。首先宣告一個陣列資料型態指標，如下所示：int*score;整數指標可以用來指向整數陣列，接著呼叫malloc()函數配置所需的記憶體空間，如下所示：score=(int*)malloc(num*sizeof(int));9-4-3配置結構的記憶體結構或結構陣列也可以使用動態記憶體配置來配置記憶體空間，如下所示：structtest*students;students=(structtest*)malloc(num*sizeof(structtest));9-4-4釋放配置的記憶體free()函數-說明malloc()函數向作業系統要求記憶體空間，卻沒有在不用時釋回給作業系統，如果程式將配置的記憶體空間歸還，這塊歸還後的記憶體空間就可以在下次呼叫函數malloc()時再重新配置，以便更有效率的使用記憶體空間。free()函數和malloc()函數的功能相反，可以釋放配置的記憶體空間。9-4-4釋放配置的記憶體free()函數-使用例如：指標fp是指向malloc()傳回的浮點數記憶空間的指標，然後就可以呼叫free()函數釋放此塊記憶體，如下所示：free(fp);程式碼的指標fp以此例是float浮點數，它也可以是malloc()函數傳回的其它資料型態指標或結構指標。9-5聯合資料型態9-5-1宣告聯合型態9-5-2結構中的聯合型態9-5聯合資料型態在C語言宣告「聯合」（Unions）資料型態的方式類似結構，只不過結構可以同時存取各成員變數，聯合只能存取其中一個成員變數，以便同一塊記憶體儲存不同型態的資料。9-5-1宣告聯合型態-語法C語言結構的各成員變數是佔用前後相連的記憶空間，聯合的記憶空間是疊起來的，其大小是成員變數中最大的那一個資料型態。聯合使用union關鍵字進行宣告，其語法如下所示：union聯合名稱{資料型態變數1;資料型態變數2;……};語法定義名為【聯合名稱】的新資料型態。9-5-1宣告聯合型態-範例宣告儲存數值資料的聯合number，如下所示：unionnumber{charc;shortvalue;};聯合number是由字元c和短整數value組成，這個型態可以用來儲存字元或短整數資料。9-5-1宣告聯合型態-宣告聯合變數union如同結構也屬於一種自訂的新型態，在程式碼可以直接使用新型態宣告變數，其語法如下所示：union聯合名稱變數名稱;宣告使用union關鍵字開頭加上聯合名稱來宣告聯合變數，以本節的範例為例，聯合變數的宣告，如下所示：unionnumberno;9-5-1宣告聯合型態-存取成員變數在建立好聯合變數後，就可以存取聯合的成員變數，如下所示：no.value=num;程式碼使用「.」運算子存取聯合的成員變數。請注意！聯合變數的成員都佔用同一塊記憶體，當指定其中一個成員變數值，例如：後，存取其它成員變數，不見得可以取得有意義的資料。9-5-2結構中的聯合型態如同巢狀結構一般，在結構也可以使用聯合型態的成員變數，例如：宣告結構vehicle，如下所示：structvehicle{intweight;intutype;unionvehicletypevtype;};unionvehicletype{struct{intdoors;inttires;}car;struct{intwingspan;charengines;}plane;};9-6列舉資料型態-語法「列舉資料型態」（Enumerations）是使用符號名稱代表一組整數資料型態的值，如同常數使用名稱取代固定值，列舉是使用一組名稱來取代整數常數。列舉使用enum關鍵字進行宣告，其語法如下所示：enum列舉名稱{成員名稱,成員名稱=常數值,成員名稱,……};9-6列舉資料型態-範例宣告色彩名稱的列舉，如下所示：enumcolor{White=1,Red,Blue=5,Green,Black=Green};White使用指定敘述指定常數值1，Red沒有指定，預設是前一個常數值加1，即2，Blue指定成5，Green為5+1，即6，Black指定成Green，表示和Green擁有相同值6。9-6列舉資料型態-列舉變數enum如同結構或聯合也屬於自訂的新型態，在程式碼可以直接使用新型態宣告變數，其語法如下所示：enum列舉名稱變數名稱;宣告使用enum關鍵字開頭加上列舉名稱來宣告列舉變數，以本節的範例為例，列舉變數的宣告，如下所示：enumcolora,b,c,d,e;9-7建立新型態typedef在宣告結構、聯合或列舉型態後，為了方便宣告，可以使用一個別名來取代此新型態，這個別名是新增的識別字，用來定義全新的資料型態，其語法如下所示：typedef資料型態識別字;識別字代表資料型態，所以可以直接使用此識別字宣告變數，例如：本節程式範例的test結構，就可以使用typedef指令定義新識別字的型態和宣告變數，如下所示：typedefstructtestscore;scorejoe;9-8位元欄位-宣告「位元欄位」（Bit-fields）可以存取變數的位元資料，資料不是以位元組為單位來存取，而是其中的每一個位元。位元欄位的宣告就是使用結構方式宣告，例如：宣告bitfields的位元欄位，如下所示：structbitfields{unsignedintx:1;unsignedinty:1;unsignedintz:2;};9-8位元欄位-變數宣告位元欄位的變數宣告和存取方式和結構相同，也是使用「.」運算子，如下所示：structbitfieldsbits;printf("x=%x\n",bits.x);printf("y=%x\n",bits.y);不過因為位元欄位宣告的位元變數並不能單獨進行運算，以此例因為只有4位元，並不能使用指定敘述指定其值。intcomputer;value=num;structpointoffset(str