第12章-结构体与共同体new课件

第12章结构体与共用体顾丽红计算机与通信工程学院计算机应用技术系本章学习内容结构体数据类型，共用体数据类型、定义数据类型的别名结构体变量、结构体数组、结构体指针的定义和初始化结构体成员的引用、成员选择运算符、指向运算符向函数传递结构体变量、结构体数组、结构体指针动态数据结构、动态链表二进制数——类型本不存在内存里存的内容，你认为它是什么，它就是什么在早期的机器指令及汇编语言中，数据对象均用二进制数表示，没有类型的概念一般的CPU只支持两种类型整数、浮点数12.1从基本数据类型到抽象数据类型在高级语言引入了基本数据类型整型、浮点型、字符型等不同语言会定义不同的基本类型基本数据类型并不能方便地解决所有问题有些语言中试图规定较多的类型，如数组、树、栈等，但实践证明不是个好办法12.1从基本数据类型到抽象数据类型用户自己构造数据类型——复合数据类型由基本数据类型迭代派生而来，表示复杂的数据对象典型的代表就是“结构体”抽象数据类型（AbstractDataType，ADT）在复合数据类型基础上增加了对数据的操作抽象数据类型进而进化为“类(Class)”这是一个跨时代的进步Class是Object-Oriented的一个重要概念12.1从基本数据类型到抽象数据类型12.2结构体的定义

12.2.1为什么要定义结构体类型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？数组的解决方法数组的解决方法数据的内存管理方式数组的解决方法分配内存不集中，寻址效率不高对数组赋初值时，易发生错位结构显得零散，不易管理希望的内存分配图

结构体类型的声明声明了一个结构体类型构成结构体的变量称为结构体的成员(StructureMember)结构体的名字称为结构体标签(StructureTag)结构体类型的声明结构体模板(StructureTemplate)Don’tforgetthesemicolon!!形成一个类型声明的样板用于生成结构体变量但并未声明结构体变量因而编译器不为其分配内存

（1）先定义结构体类型，再定义变量名（2）在定义类型的同时定义变量（3）直接定义结构体变量（不指定结构体标签）12.2.2结构体变量的定义

定义结构体structstructurename{ datatypevariable1; datatypevariable2; ...};结构体成员{};结构体名structstudentintnum;charname[20];charsex;定义结构体floatscore;C语言中的有效数据类型定义结构体structstudent{intnum;charname[20];charsex;floatscore;};numnamesexstudent结构体定义并不预留内存结构体定义放置在程序的开始部分，位于头文件声明之后score结构体定义仅描述了一个结构体的形式。如果要在程序里使用结构体，需要声明结构体变量。声明结构体变量声明结构体变量structstudent{intnum;charname[20];charsex;floatscore;};structstudentstudent1,student2;I.先定义结构体，再声明结构体变量structstudent{intnum;charname[20];charsex;floatscore;}student1,student2;II.在定义结构体类型的同时声明结构体变量struct{intnum;charname[20];charsex;floatscore;}student1,student2;III.直接声明结构体变量声明一个类型为student结构体的变量，将会为该变量分配内存，大小是大于或等于其所有成员变量的大小之和。

12.2.3用typedef定义数据类型struct

student

stu1,stu2;/*Itworks*/student

stu1,stu2;/*Canthiswork?*/struct

stu1,stu2;/*Canthiswork?*/STUDENT

stu1,stu2;

/*Itworks!*/关键字typedef为一种已存在的类型定义一个别名，并未定义新类型STUDENT与structstudent类型是同义词12.2.4结构体变量的初始化等价于等价于注意！stu1.studentID=100310121;strcpy(stu1.studentName,"王刚"）；stu1.studentSex=‘M’;stu1.yearOfBirth=1991;stu1.score[0]=72;stu1.score[1]=83;stu1.score[2]=90;stu1.score[3]=82;内存student3structstudentstudent3={3,"YaoMing",'M',90.5};

12.2.4结构体变量的初始化3YaoMingM赋值的顺序应与成员声明时的顺序一样；允许初始化语句中的值的数目比结构体成员数目少。student3.numstudent3.sex90.5student3.score结构体变量对结构变量的整体操作 要对结构进行整体操作有很多限制，C语言中能够对结构进行整体操作的运算不多，只有赋值“=”和取地址“&”操作。例如：

structstudentstu1,stu2; stu2=stu1; /*结构变量整体赋值*/嵌套的结构体（NestedStructure）就是在一个结构体内包含了另一个结构体作为其成员12.2.5嵌套的结构体结构体定义可以嵌套访问结构体变量的成员必须使用成员选择运算符（也称圆点运算符）12.2.6结构体变量的引用当出现结构体嵌套时，必须以级联方式访问结构体成员【例12.1】演示结构体变量的赋值和引用方法12.2.6结构体变量的引用按结构体的成员顺序逐一对相应成员进行赋值格式符%02d中2d前面的前导符0表示输出数据时，若左边有多余位，则补0【例12.1】若要从键盘输入结构体变量stu1的内容，那么程序如何修改？【例12.1】若要从键盘输入结构体变量stu1的内容，那么程序如何修改？两个地址有何不同？【例12.1】若要从键盘输入结构体变量stu1的内容，那么程序如何修改？结构体成员的地址与该成员在结构体中所处的位置及其所占内存的字节数相关结构体变量的地址&stu2是该变量所占内存空间的首地址12.3结构体数组的定义和初始化12.3结构体数组的定义和初始化建立了数据库中的多条记录，每条对应一个学生信息【例12.3】利用结构体数组计算每个学生的平均分12.4结构体指针的定义和初始化ptstu1

STUDENT

stu1;

STUDENT

*pt;pt=&stu1;成员1成员2成员3成员4成员5如何定义指向结构体变量的指针？STUDENT

*pt=&stu1;等价于12.4结构体指针的定义和初始化如何访问结构体指针变量所指向的结构体成员呢？STUDENT

stu1;

STUDENT

*pt=&stu1;ptstu1成员1成员2成员3成员4成员5通过stu1和成员选择运算符访问结构体成员stu1.studentID=1;通过pt和指向运算符访问结构体成员(*pt).studentID=1;

pt->studentID=1;12.4结构体指针的定义和初始化ptstu1成员1成员2成员3成员4成员5当结构体嵌套时，如何访问结构体指针变量所指向的结构体成员？stu1.

birthday.

year=1999;(*pt).

birthday.

year=1999;pt->

birthday.

year=1999;STUDENT

stu1;

STUDENT

*pt=&stu1;12.4结构体指针的定义和初始化

STUDENT

stu[30];

STUDENT

*pt;pt=stu;

如何定义指向结构体数组的指针？STUDENT

*pt=stu;等价于STUDENT

*pt=&stu[0];等价于ptstu[30]stu[0]stu[1]stu[2]stu[3]stu[4]stu[5]......stu[29]使用pt++，使pt指向stu[1]pt->studentID等价于

stu[1].studentIDpt12.4结构体指针的定义和初始化

STUDENT

stu[30];

STUDENT

*pt=stu;

如何访问结构体数组指针指向的结构体成员？stu[30]stu[0]stu[1]stu[2]stu[3]stu[4]stu[5]......stu[29]12.5向函数传递结构体向函数传递结构体的单个成员复制单个成员的内容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向函数传递结构体的首地址structdate{

intyear;

intmonth;

intday;};voidFunc(structdate

p){

p.year=2000;

p.month=5;

p.day=22;}Beforefunctioncall:1999/04/23Afterfunctioncall:1999/04/23结构体变量

作函数参数【例12.4】structdate{

intyear;

intmonth;

intday;};voidFunc(structdate

*p){

p->year=2000;

p->month=5;

p->day=22;}Beforefunctioncall:1999/04/23Afterfunctioncall:2000/05/22结构体指针

作函数参数指针作函数形参实参必须为地址值【例12.5】structdate{

intyear;

intmonth;

intday;};structdateFunc(structdate

p){

p.year=2000;

p.month=5;

p.day=22;

returnp;}Beforefunctioncall:1999/04/23Afterfunctioncall:2000/05/22结构体变量

作函数返回值【例12.6】12.5向函数传递结构体向函数传递结构体的完整结构复制整个结构体成员的内容，多个值函数内对结构内容的修改不影响原结构内容传递更直观，但开销大向函数传递结构体的首地址用结构体数组/结构体指针作函数参数仅复制结构体的首地址，一个值修改结构体指针所指向的结构体的内容指针传递效率高综合实例：成绩排名1.问题描述

设有30位学生数据，每位学生包括学号、姓名、程序设计C成绩、英语成绩。试编写一个程序输入这30位学生的数据，按程序设计C成绩和英语成绩的平均成绩的升序方式输出这些学生的成绩表。解决方案：

处理批量同类型的数据时,可用数组保存和处理,即结构体数组structstudent{intno;charname[10];

doublec;doubleeng;

doubleave;}stu[30];stu[i].成员名

输入N位学生数据计算N位学生的平均成绩对N位学生按平均成绩的升序排序输出排好序的学生数据程序实现——结构体数组解决方案：定义Input函数，输入N位学生数据定义Average函数，计算N位学生的平均成绩定义Sort函数，对N位学生按平均成绩的升序排序定义Output函数，输出排好序的N位学生数据结构体指针编写主函数main()定义Input函数，输入N位学生数据定义Average函数，计算N位学生的平均成绩定义Sort函数，对N位学生按平均成绩进行升序排序定义Output函数，输出排序后的N位学生数据程序实现——函数#defineN30structstudent{intno;charname[10];

doublec;

doubleeng;

doubleave;}stu[30];voidInput(structstudentstu[]){inti; for(i=0;i<N;i++) { scanf("%d",&stu[i].no); scanf("%s",stu[i].name); scanf("%lf",&stu[i].c); scanf("%lf",&stu[i].eng);

}}voidInput(structstudent*p){inti; for(i=0;i<N;i++,p++) { scanf("%d",&p->no); scanf("%s",p->name); scanf("%lf",&p->c); scanf("%lf",&p->eng);}}voidOutput(structstudent*p){inti; for(i=0;i<N;i++,p++) {printf("%d\t",p->no); printf("%s\t",p->name); printf("%.2lf\t",p->c); printf("%.2lf\t",p->eng);printf("%.2lf\n",p->ave);}}voidOutput(structstudentstu[]){inti; for(i=0;i<N;i++) { printf("%d\t",stu[i].no); printf("%s\t",stu[i].name); printf("%.2lf\t",stu[i].c); printf("%.2lf\t",stu[i].eng);printf("%.2lf\n",stu[i].ave);}}定义Average函数，计算N位学生的平均成绩voidAverage(structstudentstu[]){inti;

for(i=0;i<N;i++)

{

stu[i].ave=(stu[i].c+stu[i].eng)/2;

}}

程序实现——函数voidSort(structstudent*p){inti,j;structstudentt;

for(i=0;i<N-1;i++)

for(j=0;j<N-1-i;j++)

if(((p+j)->ave)>((p+j+1)->ave)){t=p[j];p[j]=p[j+1];

p[j+1]=t;

}}程序实现——函数intmain(){//structstudentstu[N];

Input(stu);

Average(stu); Sort(stu);

Output(stu);

return0;}程序实现——函数用户自定义的数据类型结构体（Struct）把关系紧密且逻辑相关的多种不同类型的变量，组织到统一的名字之下占用相邻的一段内存单元共用体，也称联合（Union）把情形互斥但逻辑相关的多种不同类型的变量，组织到统一的名字之下占用同一段内存单元，每一时刻只有一个数据起作用12.6共用体structsample{

shorti;

charch;

floatf;};0x0037b00unionsample{

shorti;

charch;

floatf;};printf("%d\n",sizeof(structsample));8个字节ichf4个字节printf("%d\n",sizeof(unionsample));ichf【例12.8】12.6共用体sizeof(unionnumber)取决于占空间最多的那个成员变量0x0037b00同一内存单元在每一瞬时只能存放其中一种类型的成员起作用的成员是最后一次存放的成员，不能作为函数参数不能进行比较操作，只能对第一个成员初始化f4个字节12.6共用体12.6共用体下面的结构是什么意思？structtemp

{

int data;

structtemppt;

};CB下的错误提示：field'pt'hasincompletetypeVC下的错误提示：'pt'usesundefinedstruct'temp'下面的结构是什么意思呢？structtemp

{

intdata;

structtemp*pt;

};结构体声明时不能包含本结构体类型成员，系统将无法为这样的结构体类型分配内存

可包含指向本结构体类型的指针变量问题的提出12.8动态数据结构——单向链表structLink{

int data;

structLink*next;};datanextheaddatanextdatanextdataNULL链表（LinkedTable）:线性表的链式存储结构特点：用一组任意的存储单元存储线性表的数据；存储单元可以是连续的，也可是不连续的链表的定义datanextheaddatanextdatanextdataNULL链表（Linkedtable）:线性表的链式存储结构为表示每个元素与后继元素的逻辑关系，除存储元素本身信息外，还要存储其直接后继信息两部分信息组成一个节点structLink{

int data;

structLink*next;};datanextheaddatanextdatanextdataNULL数据域：存储数据元素信息指针域：存储直接后继的节点信息链表的定义链表（LinkedTable）:线性表的链式存储结构为表示每个元素与后继元素的逻辑关系，除存储元素本身信息外，还要存储其直接后继信息structLink{

int data;

structLink*next;};n个节点链接成一个链表（因为只包含一个指针域，故又称线性链表或单向链表）链表的建立向链表中添加一个新节点data=Anodedata=Bnodedata=C∧nodehead空指针NULL表示链表结尾链表的头指针：访问链表的关键链表的建立若原链表为空表(head==NULL)，则将新建节点p置为头节点

structlink*head=NULL;p=(structlink*)malloc(sizeof(structlink));head(1)head=pdatanextp新建节点(2)pr=p∧pr(3)pr->next=NULLdatanext新建节点p链表的建立若原链表为非空，则将新建节点p添加到表尾

(1)pr->n