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第10章结构与链表,为将不同数据类型、但相互关联的一组数据，组合成一个有机整体使用，C语言提供一种称为“结构”的数据结构。10.1结构类型与结构变量的定义10.2结构变量的引用与初始化10.3结构数组10.4指向结构类型数据的指针10.5链表处理结构指针的应用10.6共用型和枚举型10.7定义已有类型的别名Return,10.1结构类型与结构变量的定义,C语言中的结构类型，相当于其它高级语言中的“记录”类型。10.1.1结构类型定义struct结构类型名/*struct是结构类型关键字*/数据类型数据项1;数据类型数据项2;数据类型数据项;/*此行分号不能少！*/案例10.1定义一个反映学生基本情况的结构类型，用以存储学生的相关信息。/*案例代码文件名：AL10_1.C。*/*功能：定义一个反映学生基本情况的结构类型*/,structdate/*日期结构类型：由年、月、日三项组成*/intyear;intmonth;intday;structstd_info/*学生信息结构类型：由学号、姓名、性别和生日共4项组成*/charno7;charname9;charsex3;structdatebirthday;structscore/*成绩结构类型：由学号和三门成绩共4项组成*/charno7;intscore1;intscore2;intscore3;,（1）“结构类型名”和“数据项”的命名规则，与变量名相同。（2）数据类型相同的数据项，既可逐个、逐行分别定义，也可合并成一行定义。例如，本案例代码中的日期结构类型，也可改为如下形式：structdateintyear,month,day;（3）结构类型中的数据项，既可以是基本数据类型，也允许是另一个已经定义的结构类型。例如，本案例代码中的结构类型std_info，其数据项“birthday”就是一个已经定义的日期结构类型date。（4）本书将个数据项称为结构类型的个成员（或分量）。,10.1.2结构变量定义用户自己定义的结构类型，与系统定义的标准类型（int、char等）一样，可用来定义结构变量的类型。1.定义结构变量的方法，可概括为两种：（1）间接定义法先定义结构类型、再定义结构变量例如，利用案例10.1中定义的学生信息结构类型std_info，定义了一个相应的结构变量student：structstd_infostudent;结构变量student：拥有结构类型的全部成员，其中birthday成员是一个日期结构类型，它又由3个成员构成。注意：使用间接定义法定义结构变量时，必须同时指定结构类型名。,（2）直接定义法在定义结构类型的同时，定义结构变量例如，结构变量student的定义可以改为如下形式：structstd_infostudent;同时定义结构类型及其结构变量的一般格式如下：struct结构类型名结构变量表；2.说明（1）结构类型与结构变量是两个不同的概念，其区别如同int类型与int型变量的区别一样。（2）结构类型中的成员名，可以与程序中的变量同名，它们代表不同的对象，互不干扰。Return,10.2结构变量的引用与初始化,案例10.2利用案例10.1中定义的结构类型structstd_info，定义一个结构变量student，用于存储和显示一个学生的基本情况。/*案例代码文件名：AL10_2.C*/#includestruct.h/*定义并初始化一个外部结构变量student*/structstd_infostudent=000102,张三,男,1980,9,20;main()printf(No:%sn,student.no);printf(Name:%sn,student.name);printf(Sex:%sn,student.sex);printf(Birthday:%d-%d-%dn,student.birthday.year,student.birthday.month,student.birthday.day);程序演示,程序运行结果：No:000102Name:张三Sex:男Birthday:1980-9-201.结构变量的引用规则对于结构变量，要通过成员运算符“.”，逐个访问其成员，且访问的格式为：结构变量.成员/*其中的“.”是成员运算符*/例如，案例中的student.no，引用结构变量student中的no成员；student.name引用结构变量student中的name成员，等等。,如果某成员本身又是一个结构类型，则只能通过多级的分量运算，对最低一级的成员进行引用。此时的引用格式扩展为：结构变量.成员.子成员.最低1级子成员例如，引用结构变量student中的birthday成员的格式分别为：student.birthday.yearstudent.birthday.monthstudent.birthday.day（1）对最低一级成员，可像同类型的普通变量一样，进行相应的各种运算。（2）既可引用结构变量成员的地址，也可引用结构变量的地址。,例如，,/*主函数main()*/main()inti;/*打印表头:表示1个空格字符*/printf(No.NameSexBirthdayn);/*输出三个学生的基本情况*/for(i=0;i成员（3）(*pointer).成员/*“*pointer”外面的括号不能省！*/注意：在格式（1）中，分量运算符左侧的运算对象，只能是结构变量，；而在格式（2）中，指向运算符左侧的运算对象，只能是指向结构变量（或结构数组）的指针变量，否则都出错。思考题：如果要求从键盘上输入结构变量student的各成员数据，如何修改程序？,10.4.2指向结构数组的指针案例10.5使用指向结构数组的指针来访问结构数组。/*案例代码文件名：AL10_5.C*/#includestruct.h/*定义并初始化一个外部结构数组student*/structstd_infostudent3=000102,张三,男,1980,5,20,000105,李四,男,1980,8,15,“000112”,“王五”,“女”,1980,3,10;main()structstd_info*p_std=student;inti=0;/*打印表头*/printf(No.NameSexBirthdayn);,/*输出结构数组内容*/for(;ino,p_std-name,p_std-sex);printf(%4d-%2d-%2dn,p_std-birthday.year,p_std-birthday.month,p_std-birthday.day);程序演示如果指针变量p已指向某结构数组，则p+1指向结构数组的下一个元素，而不是当前元素的下一个成员。另外，如果指针变量p已经指向一个结构变量（或结构数组），就不能再使之指向结构变量（或结构数组元素）的某一成员。,10.4.3指向结构数据的指针作函数参数案例10.6用函数调用方式，改写案例10.5：编写一个专门的显示函数display()，通过主函数调用来实现显示。/*案例代码文件名：AL10_6.C*/#includestruct.h/*定义并初始化一个外部结构数组student*/structstd_infostudent3=000102,张三,男,1980,5,20,000105,李四,男,1980,8,15,“000112”,“王五”,“女”,1980,3,10;/*主函数main()*/main()voiddisplay();/*函数说明*/inti=0;/*打印表头*/printf(No.NameSexBirthdayn);,/*打印内容*/for(;ino,p_std-name,p_std-sex);printf(%4d-%2d-%2dn,p_std-birthday.year,p_std-birthday.month,p_std-birthday.day);程序演示Return,10.5链表处理结构指针的应用,10.5.1概述1链表结构链表作为一种常用的、能够实现动态存储分配的数据结构，在数据结构课程中有详细介绍。为方便没有学过数据结构的读者，本书从应用角度，对链表作一简单介绍。图10-1所示为单链表。（1）头指针变量head指向链表的首结点。（2）每个结点由2个域组成：1）数据域存储结点本身的信息。2）指针域指向后继结点的指针。（3）尾结点的指针域置为“NULL（空）”，作为链表结束的标志。,2对链表的基本操作对链表的基本操作有：创建、检索（查找）、插入、删除和修改等。（1）创建链表是指，从无到有地建立起一个链表，即往空链表中依次插入若干结点，并保持结点之间的前驱和后继关系。（2）检索操作是指，按给定的结点索引号或检索条件，查找某个结点。如果找到指定的结点，则称为检索成功；否则，称为检索失败。（3）插入操作是指，在结点ki-1与ki之间插入一个新的结点k，使线性表的长度增1，且ki-1与ki的逻辑关系发生如下变化：插入前，ki-1是ki的前驱，ki是ki-1的后继；插入后，新插入的结点k成为ki-1的后继、ki的前驱，如图10-2所示。（4）删除操作是指，删除结点ki，使线性表的长度减1，且ki-1、ki和ki+1之间的逻辑关系发生如下变化：,删除前，ki是ki+1的前驱、ki-1的后继；删除后，ki-1成为ki+1的前驱，ki+1成为ki-1的后继，如图10-3所示。3语言对链表结点的结构描述在语言中，用结构类型来描述结点结构。例如：structgradecharno7;/*学号*/intscore;/*成绩*/structgrade*next;/*指针域*/;10.5.2创建一个新链表案例10.7编写一个create()函数，按照规定的结点结构，创建一个单链表（链表中的结点个数不限）。,基本思路：首先向系统申请一个结点的空间，然后输入结点数据域的（2个）数据项，并将指针域置为空（链尾标志），最后将新结点插入到链表尾。对于链表的第一个结点，还要设置头指针变量。另外，案例代码中的3个指针变量head、new和tail的说明如下：（1）head头指针变量，指向链表的第一个结点，用作函数返回值。（2）new指向新申请的结点。（3）tail指向链表的尾结点，用tail-next=new，实现将新申请的结点，插入到链表尾，使之成为新的尾结点。/*案例代码文件名：AL10_7.C*/#defineNULL0,#defineLENsizeof(structgrade)/*定义结点长度*/*定义结点结构*/structgradecharno7;/*学号*/intscore;/*成绩*/structgrade*next;/*指针域*/;/*create()函数:创建一个具有头结点的单链表*/*形参：无*/*返回值：返回单链表的头指针*/structgrade*create(void)structgrade*head=NULL,*new,*tail;intcount=0;/*链表中的结点个数(初值为0)*/for(;)/*缺省3个表达式的for语句*/new=(structgrade*)malloc(LEN);/*申请一个新结点的空间*/,/*1、输入结点数据域的各数据项*/printf(InputthenumberofstudentNo.%d(6bytes):,count+1);scanf(%6s,new-no);if(strcmp(new-no,000000)=0)/*如果学号为6个0，则退出*/free(new);/*释放最后申请的结点空间*/break;/*结束for语句*/printf(InputthescoreofthestudentNo.%d:,count+1);scanf(%d,/*3、将新结点插入到链表尾，并设置新的尾指针*/,if(count=1)head=new;/*是第一个结点,置头指针*/elsetail-next=new;/*非首结点,将新结点插入到链表尾*/tail=new;/*设置新的尾结点*/return(head);程序演示思考题：在设计存储学号数据的字符数组时，其元素个数应为学号长度+1。为什么？10.5.3对链表的插入操作案例10.8编写一个insert()函数，完成在单链表的第i个结点后插入1个新结点的操作。当i=0时，表示新结点插入到第一个结点之前，成为链表新的首结点。,基本思路：通过单链表的头指针，首先找到链表的第一个结点；然后顺着结点的指针域找到第i个结点，最后将新结点插入到第i个结点之后。/*案例代码文件名：AL10_8.C*/*函数功能：在单链表的第i个结点后插入1个新结点*/*函数参数：head为单链表的头指针，new指向要插入的新结点，i为结点索引号*/*函数返回值：单链表的头指针*/structgrade*insert(structgrade*head,structgrade*new,inti)structgrade*pointer;/*将新结点插入到链表中*/,if(head=NULL)head=new,new-next=NULL;/*将新结点插入到1个空链表中*/else/*非空链表*/if(i=0)new-next=head,head=new;/*使新结点成为链表新的首结点*/else/*其他位置*/pointer=head;/*查找单链表的第i个结点(pointer指向它)*/for(;pointer!=NULL程序演示Return,10.6共用型和枚举型简介,10.6.1共用型1概念使几个不同的变量占用同一段内存空间的结构称为共用型。2共用类型的定义与结构类型的定义类似union共用类型名成员列表;3共用变量的定义与结构变量的定义类似（1）间接定义先定义类型、再定义变量例如，定义data共用类型变量un1,un2,un3的语句如下：uniondataun1,un2,un3；,（2）直接定义定义类型的同时定义变量例如，uniondatainti;charch;floatf;un1,un2,un3;共用变量占用的内存空间，等于最长成员的长度，而不是各成员长度之和。例如，共用变量un1、un2和un3，在16位操作系统中，占用的内存空间均为字节（不是2+1+4=7字节）。共用变量的引用与结构变量一样，也只能逐个引用共用变量的成员例如，访问共用变量un1各成员的格式为：un1.i、un1.ch、un1.f。,5特点（1）系统采用覆盖技术，实现共用变量各成员的内存共享，所以在某一时刻，存放的和起作用的是最后一次存入的成员值。例如，执行un1.i=1,un1.ch=c,un1.f=3.14后，un1.f才是有效的成员。（2）由于所有成员共享同一内存空间，故共用变量与其各成员的地址相同。例如，un1un1.iun1.chun1.f。（3）不能对共用变量进行初始化（注意：结构变量可以）；也不能将共用变量作为函数参数，以及使函数返回一个共用数据，但可以使用指向共用变量的指针。（4）共用类型可以出现在结构类型定义中，反之亦然。,10.6.2枚举型1枚举类型的定义enum枚举类型名取值表；例如，enumweekdaysSun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat；枚举变量的定义与结构变量类似（1）间接定义例如，enumweekdaysworkday;（2）直接定义例如，enumweekdaysSun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Satworkday;说明（1）枚举型仅适应于取值有限的数据。例如，根据现行的历法规定，周天，年个月。（2）取值表中的值称为枚举元素，其含义由程序解释。例如，不是因为写成“Sun”就自动代表“星期天”。事实上，枚举元素用什么表示都可以。,（3）枚举元素作为常量是有值的定义时的顺序号（从开始），所以枚举元素可以进行比较，比较规则是：序号大者为大！例如，上例中的Sun=0、Mon=1、Sat=6，所以MonSun、Sat最大。（4）枚举元素的值也是可以人为改变的：在定义时由程序指定。例如，如果enumweekdaysSun=,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat；则Sun=，Mon=，从Tue=2开始，依次增。Return,10.7定义已有类型的别名,除可直接使用提供的标准类型和自定义的类型（结构、共用、枚举）外，也可使用typedef定义已有类型的别名。该别名与标准类型名一样，可用来定义相应的变量。定义已有类型别名的方法如下：（1）按定义变量的方法，写出定义体；（2）将变量名换成别名；（3）在定义体最前面加上typedef。案例10.9给实型float定义1个别名REAL。（1）按定义实型变量的方法，写出定义体：floatf;（2）将变量名换成别名：floatREAL;（3）在定义体最前面加上typedef：typedeffloatREAL;,案例10.10给如下所示的结构类型structdate定义1个别名DATE。structdateintyear,month,day;（1）按定义结构变量的方法，写出定义体：structdated;（2）将变量名换成别名：structdateDATE;（3）在定义体最前面加上typedef：typedefstructdateDATE;说明：（1）用typedef只是给已有类型增加个别名，并不能创造个新的类型。就如同人一样，除学名外，可以再取一个小名（或雅号），但并不能创造出另一个人来。（2）typedef与#define有相似之处，但二者是不同的：前者是由编译器在编译时处理的；后者是由编译预处理器在编译预处理时处理的，而且只能作简单的字符串替换。Return,
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