C語言程序設計教程

（第4版）第9章結構李麗娟2013年2月第9章結構本章主要內容1.了解結構數據類型的定義及使用。2.了解結構數據類型的意義及作用。3.了解結構變量與函數的關系。4.掌握鏈表的作用及操作。5.了解聯合數據類型的定義及使用。6.了解枚舉類型的定義及使用。第9章結構結構體數據類型：一種自定義的數據類型。由不同數據類型的數據組合而成的數據整體。結構體中所包含的數據元素稱之為成員。如：“職員”——→一種結構體描述職員的信息有：編號、姓名、年齡、性別、身份證號碼、民族、文化程度、職務、住址、聯系電話等。9.1

結構體數據類型9.1.1結構體的定義結構類型的定義形式：

struct結構體名 {

成員項表列; };成員項表列同簡單變量的定義形式相同。例如：對“職員”數據，可以定義如下的結構體類型：structperson{longno;

/*職員號*/charname[12];

/*姓名*/intage;

/*年齡*/charsex;

/*性別*/longindentityNo;

/*身份證號*/chareducation[12];

/*學歷*/charaddr[40];

/*住址*/longtelno;

/*電話號碼*/};9.1

結構體數據類型9.1.2結構體變量的定義定義了結構體之后，就可以定義結構體變量。結構變量的定義形式。（1）類型標識符

<變量名列表>;例如：

struct

person

stu,worker;（2）在定義一個結構體類型的同時定義結構體類型變量：

struct<結構體名> {

成員項列表; }<變量名列表>;（3）直接定義結構體類型的變量：

struct

{

成員項列表;

}<變量名列表>;9.1

結構體數據類型9.1.3結構體變量的初始化

（略）9.1.4結構體變量成員的引用（1）引用結構體變量中的成員。

引用格式：<結構變量名>.<成員名>例如：

stu.no、

stu.age、

[0]等。成員名不能單獨代表變量，不能直接使用結構中的成員名。若結構體類型中含有另一個結構類型，訪問該成員時，應采取逐級訪問的方法。（2）將結構體變量作為一個整體來使用。結構體變量可以相互賦值。

(條件是這兩個變量必須具有相同的結構體類型。)9.1

結構體數據類型例1：閱讀程序example9_1.c，了解結構體成員的使用方法。9.1.5結構體變量成員的輸入/輸出只允許對結構變量的成員進行輸入輸出。不允許將結構體變量作為整體進行輸入或輸出操作。9.2結構體數組9.2.1結構體數組的定義結構體數組的定義：（1）先定義結構體，再定義結構體數組。

struct<結構體名> { <成員項表列> };

struct<結構體名>

<數組名>[<數組大小>];（2）在定義結構體的同時，定義結構體數組。

struct<結構體名> { <成員項表列> }<數組名>[<數組大小>];9.2結構體數組（3）直接定義結構體變量而不定義結構體名。 struct { <成員項表列> }<數組名>[<數組大小>];9.2.2結構體數組成員的初始化和引用

（略）9.3結構體變量與函數9.3.1函數的形參與實參為結構體作用：傳值例2：閱讀程序example9_2.c，了解結構變量作為函數參數的作用。9.3.2函數的返回值類型為結構體新的C標準中允許函數的返回值為結構體類型的值。例3：修改例9-2所示的程序，將“輸入購書信息”模塊的返回值修改成結構類型。9.4聯合體數據類型9.4聯合體數據類型聯合體又稱為共用體。聯合體類型與結構體類型的同異：相同之處：定義形式與結構體類型的定義形式相同。

不同之處：①關鍵字不同，共用體的關鍵字為union。

②占用的內存單元不同。特點：

不同類型的數組項在內存中所占用的起始單元是相同的。提示：

注意聯合類型變量的使用特點。9.4聯合體數據類型比較結構類型變量和聯合類型變量占用的內存情況：結構類型：structmemb{floatv;intn;charc;}stag;聯合類型：unionmemb{floatv;intn;charc;}utag;stag占用內存單元utag占用內存單元9.4聯合體數據類型例4：閱讀程序example9_4.c，分析和了解聯合體變量成員的取值情況。例5：閱讀程序example9_5.c，了解聯合體類型變量的賦值情況。9.5枚舉數據類型枚舉數據類型：用標識符表示的整數常量的集合。枚舉類型定義的一般形式：

enum<枚舉類型名>{標識符1,標識符2,……,標識符n};枚舉常量的起始值為0。例如：

enummonths{JAN,FEB,MAR,APR,MAY,JUN,JUL,AUG,SEP,OCT,NOV,DEC};標識符的值被依次自動設置為整數0～11?？梢愿淖儤俗R符的取值，例如：

enummonths{JAN＝1,FEB,MAR,APR,MAY,JUN,JUL,AUG,SEP,OCT,NOV,DEC};標識符的值被依次自動設置為整數1～12。9.5枚舉數據類型幾點說明：枚舉類型定義中的標識符必須是唯一的?？梢栽诿杜e類型定義時為每一個枚舉常量指定不同的值。也可以對中間的某個枚舉常量指定不同的值。例如：

enumclolor{red,blue,green,yellow=5,black,white};由于只指定了yellow的值，則枚舉常量的取值情況為： red=0，blue=1，green=2， yellow=5，black=6，while=7。枚舉常量的值不可更改，但可以作為整型數使用。9.5枚舉數據類型枚舉變量的定義形式：

enum<枚舉類型名>變量名1,變量名2,……變量名n;例如：

enummonthwork_day,rest_day;也可以在定義枚舉類型的同時定義枚舉變量。例如：

enumcolor{red,yellow,green}

light;枚舉常量標識符是不能直接輸入/輸出的，要通過其他方式來輸出枚舉常量標識符。9.5枚舉數據類型例6：閱讀程序example9_6.c，了解枚舉變量的輸出方式。9.6鏈表的概念基本概念：①鏈表指的是將若干個數據項按一定的規則連接起來的表。②鏈表中的數據項稱為結點。③鏈表中每一個結點的數據類型都有一個自引用結構④自引用結構就是結構成員中包含一個指針成員，該指針指向與自身同一個類型的結構。例如：

structnode {intdata；

structnode*nextPtr; }；9.6鏈表的概念鏈表是用鏈節指針連接在一起的結點的線性集合。其結構如圖所示：自引用結構成員的變量通常是指針型的。結構成員的引用與成員的類型相關。假如有：

structnode {

intdata；

structnode*nextPtr; }；定義結構變量：

structnode*pt;結構成員的引用：

pt->data; pt->nextptr;或：

(*pt).data; (*pt).nextptr;9.6鏈表的概念鏈表可以組成較為復雜的數據結構。根據數據之間的相互關系，鏈表又可分為單鏈表、循環鏈表、雙向鏈表等。鏈表的可以建立動態的數據結構，可以將不連續的內存數據連接起來。本章重點：單鏈表。其他鏈表參見“數據結構”等教程。9.6鏈表的概念9.6.1動態分配內存動態分配內存空間的系統函數：

malloc()和free()函數以及sizeof運算符的配合使用

(注：

malloc()和free()函數在頭文件stdlib.h或alloc.h)。函數原型及功能如下。1．函數原型：void*malloc(unsignedsize)功能：從內存分配一個大小為size個字節的內存空間。若成功，返回新分配內存的首地址；若沒有足夠的內存分配，則返回NULL。通常函數malloc()通常和運算符sizeof一起使用。9.6鏈表的概念例如：

int*p;

p=malloc(20*sizeof(int))；／*分配20個整型數所需的內存空間*／系統分配能存放20個整型數連續空間，

p指向該存儲空間的首地址。例如： structstudent {intno;

intscore;

structstudent*next; }; structstudent*stu; stu=malloc(sizeof(structstudent));通過sizeof計算structstudent的字節數，分配sizeof（structstudent）個字節數的內存空間，

stu指向該存儲空間的首地址。9.6鏈表的概念2．函數原型：voidfree(void*p)功能：釋放由malloc函數所分配的內存塊，無返回值。例如：free(stu);作用：將stu所指的內存空間釋放。幾點注意：①結構類型占用的內存空間不一定是連續的，因此，應該用sizeof運算符來確定結構類型占用內存空間的大小。②使用malloc()函數時,應對其返回值進行檢測是否為NULL，以確保程序的正確。③要及時地使用free()函數釋放不再需要的內存空間，避免系統資源過早地用光。④不要引用已經釋放的內存空間。9.6鏈表的概念9.6.2單鏈表的建立鏈表：通過自引用結構的指針域，將各節點相互連接。關于鏈表的基本概念：(1)鏈表的第一個結點稱頭指針或頭結點，它指向鏈表在內存中的首地址，(2)其后的結點是通過結點中的鏈節指針成員訪問的。(3)鏈表的最后一個結點稱為尾節點。尾節點的指針域通常被設置成NULL。(4)鏈表中的每一個結點是在需要的時候建立的。(5)各結點在內存中的存儲地址不一定是連續的，由系統自動分配的，即有可能是連續分配內存空間，也有可能是跳躍式的不連續分配內存空間。9.6鏈表的概念建立單鏈表的主要步驟：①定義單鏈表的數據結構（定義自引用結構）。②建立表頭（建立一個空表）。③利用malloc函數向系統申請分配一個結點空間。④將新結點的指針成員的值賦為空（NULL），若是空表，將新結點連接到表頭；若非空表，則將新結點連接到表尾。⑤若有后續結點要接入鏈表，則轉到③，否則結束。輸出一個單鏈表的主要步驟：①找出表頭結束，結點指針P指向頭結點。②若P非空，循環執行下列操作。{

輸出結點值；P指向下一結點；}9.6鏈表的概念例7：編寫程序，創建一個鏈表，該鏈表可以存放從鍵盤輸入的任意長度的字符串，以按下回車鍵作為輸入的結束。統計輸入的字符個數并將其字符串輸出。程序：example9_7.c例8：編寫程序，用鏈表的結構建立一條公交線路的站點信息，從鍵盤依次輸入從起點到終點的各站站名，以單個“#”字符作為輸入結束，統計站的數量并輸出這些站點。分析：站點信息結構設計如下：

structstation { charname[8]; structstation*nextSta; };設計函數：structstation*creat_sta(structstation*h)；

/*將鍵盤輸入的站點名依次插入到鏈表h中*/程序：example9_8.c9.6鏈表的概念9.6.3從單鏈表中刪除結點在鏈表中刪去一個結點，不允許破壞原鏈表的結構。例如，對于這樣的自引用結構：

structnode {intn;

structnode*next; };假定已建好鏈表：刪除s節點后的鏈表：9.6鏈表的概念刪除節點方法：修改指針域的值。根據被刪節點的位置，修改指針域的方法要分3種不同情況：①s結點在表的中間（即不在表頭，也不在表尾）：

p->next=s->next;②s結點位于表頭：

head=s->next;③s結點位于表尾：

p->next=NULL;結點刪除后，用free()函數釋放被刪除結點所占用的內存空間。例如：free(s);

/*釋放了節點s所占用的空間。*/9.6鏈表的概念例9：修改例9-8的程序，再從鍵盤輸入一個要刪除的站點名，并將刪除后的站點依次輸出。分析：在例9-8程序的基礎上增加一個刪除節點的函數：

structstation*del_sta(structstation*h,

char*str)；函數功能：

在h所指的鏈表中，刪除結點值為str所指字符串的結點。程序：

example9_9.c請分析函數：

structstation*del_sta(structstation*h,char*str);的算法。思考程序中存在的問題，怎樣處理可以使程序更加完善？9.6鏈表的概念9.6.4向鏈表中插入結點插入節點方法：修改指針域的值。根據節點插入的位置，修改指針域的方法要分3種不同情況：①s結點插入到表中（即不在表頭，也不在表尾）修改指針：

s->next=t; p->next=s;9.6鏈表的概念②s結點插入到表頭。圖(a)所示為插入前的鏈表，圖(b)所示為插入后的鏈表。修改指針：

s->next=t; head=s;9.6鏈表的概念②s結點插入到表尾。圖(a)所示為插入前的鏈表，圖(b)所示為插入后的鏈表。修改指針：

p->next=s; s->next=NULL;9.6鏈表的概念例10：修改例9-8的程序，從鍵盤輸入一個要加入的站點名，并將加入后的站點依次輸出。分析：可以在例9-8程序的基礎上增加一個增加節點的函數：structstation*add_sta(structstation*h,char*stradd,char*strafter);函數功能：將stradd所指的站點插入到h鏈表中站點原有的站點strafter的后面。程序：example9_10.c9.7程序范例例11：編寫程序，從鍵盤輸入一個矩形的左下角和右上角的坐標，輸出該矩形的中心點坐標值，再輸入任意一個點的坐標，判斷該點是否在矩形內。分析：用xd、yd代表矩形的左下角坐標；用xu、yu代表矩形的右上角坐標；用xm、ym代表矩形的中點坐標；設計函數：intptin（structpointp,structrectr），用于判斷輸入的點p是否在矩形r的內部。程序：example9_11.c9.7程序范例例12：改進例8-25的程序。采用結構，設計一個洗牌和發牌的程序，用H代表紅桃，D代表方片，C代表梅花，S代表黑桃，用1～13代表每一種花色的面值。分析：可用結構類型來表示撲克牌的花色和面值：

structcard{ char*face;/*撲克牌的面值*/ char*suit;

/*撲克牌的花色*/ };設計函數：voidshuffle（Card*）完成對撲克牌洗牌。程序：example9_12.c9.7程序范例例13：修改例9-12，用位段結構成員表示一副牌，發牌時顯示每張牌的顏色。分析：因為牌的面值只有13種，牌的花色只有4種，牌的顏色只有2種，因此，可用一個位段結構來表示一副牌：struc