第七章結(jié)構(gòu)與聯(lián)合

第七章結(jié)構(gòu)與聯(lián)合2005年3月1第一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容包括：結(jié)構(gòu)體的概念結(jié)構(gòu)體類型變量的定義方法結(jié)構(gòu)體類型變量的使用形式和初始化結(jié)構(gòu)體數(shù)組結(jié)構(gòu)體與函數(shù)聯(lián)合體2005年3月2第二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四引言

在實際的處理對象中，有許多信息是由多個不同類型的數(shù)據(jù)組合在一起進行描述，而且這些不同類型的數(shù)據(jù)是互相聯(lián)系組成了一個有機的整體。此時，就要用到一種新的構(gòu)造類型數(shù)據(jù)——結(jié)構(gòu)體（structure），簡稱結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)體的使用為處理復雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等）提供了有效的手段，而且，它們?yōu)楹瘮?shù)間傳遞不同類型的數(shù)據(jù)提供了方便。 同時也介紹在相同存儲區(qū)域內(nèi)存儲不同數(shù)據(jù)類型的構(gòu)造類型――共用體（也稱聯(lián)合體）的相關概念。

2005年3月3第三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.1結(jié)構(gòu)體的概念（續(xù)）

結(jié)構(gòu)體是用戶自定義的新數(shù)據(jù)類型，在結(jié)構(gòu)體中可以包含若干個不同數(shù)據(jù)類型和不同意義的數(shù)據(jù)項（當然也可以相同），從而使這些數(shù)據(jù)項組合起來反映某一個信息。

結(jié)構(gòu)體相當于COBOL和PASCAL等高級語言中的“記錄”。 例如，可以定義一個職工worker結(jié)構(gòu)體，在這個結(jié)構(gòu)體中包括職工編號、姓名、性別、年齡、工資、家庭住址、聯(lián)系電話。這樣就可以用一個結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型的變量來存放某個職工的所有相關信息。并且，用戶自定義的數(shù)據(jù)類型worker也可以與int、double等基本數(shù)據(jù)類型一樣，用來作為定義其他變量的數(shù)據(jù)類型。2005年3月4第四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.1結(jié)構(gòu)體的概念（續(xù)）定義一個結(jié)構(gòu)體類型的一般形式為：struct結(jié)構(gòu)體名{數(shù)據(jù)類型成員名1；數(shù)據(jù)類型成員名2；：數(shù)據(jù)類型成員名n；}；

用分號“；”作為結(jié)束符。整個結(jié)構(gòu)的定義也用分號作為結(jié)束符。

“成員表列”或“域表”命名規(guī)則與變量名相同基本變量類型和數(shù)組類型，也可以是指針類型，或者是一個結(jié)構(gòu)體類型。2005年3月5第五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.1結(jié)構(gòu)體的概念（續(xù)）例如：定義一個職工worker結(jié)構(gòu)體如下：structworker{longnumber;charname[20];charsex; //sex是成員名

intage;floatsalary;charaddress[80];charphone[20];

}; //注意分號不要省略intsex=10;//sex是變量名2005年3月6第六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.1結(jié)構(gòu)體的概念（續(xù)）

結(jié)構(gòu)體類型中的成員名可以與程序中的變量名相同，二者并不代表同一對象，編譯程序可以自動對它們進行區(qū)分。

最后，總結(jié)一下結(jié)構(gòu)體類型的特點： （1）結(jié)構(gòu)體類型是用戶自定義構(gòu)造的。 （2）它由若干不同的基本數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)構(gòu)成。 （3）它屬于C++語言的一種數(shù)據(jù)類型，與整型、實型相當。因此，定義它時不分配空間，只有用它定義變量時才分配空間。2005年3月7第七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.2結(jié)構(gòu)體類型變量的定義方法 結(jié)構(gòu)體只是用戶自定義的一種數(shù)據(jù)類型，因此要通過定義結(jié)構(gòu)體類型的變量來使用這種類型。通常有三種形式來定義一個結(jié)構(gòu)體類型變量，分別說明如下：7.2.1先定義結(jié)構(gòu)體類型再定義變量名 這是C++語言中定義結(jié)構(gòu)體類型變量最常見的方式，一般語法格式如下：struct結(jié)構(gòu)體名{

成員表列；}；struct結(jié)構(gòu)體名變量名；2005年3月8第八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.2.1先定義結(jié)構(gòu)體類型再定義變量（續(xù)）例如，定義幾個職工變量：structworker{longnumber;charname[20];charsex;intage;floatsalary;charaddress[80];charphone[20];};structworkerworker1,worker2;

2005年3月9第九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.2.1先定義結(jié)構(gòu)體類型再定義變（續(xù)） 注意：“structworker”代表類型名，不能分開寫為：

structworker1,worker2;

//錯誤，沒有指明是哪種結(jié)構(gòu)體類型或

workerworker1,worker2;

//錯誤，沒有struct關鍵字

//系統(tǒng)不認為worker是結(jié)構(gòu)體類型

為了使用上的方便，程序員通常用一個符號常量代表一個結(jié)構(gòu)體類型。即在程序開頭加上下列語句：

#defineWORKER

structworker;

這樣在程序中，WORKER與structworker完全等效。

2005年3月10第十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.2.1先定義結(jié)構(gòu)體類型再定義變（續(xù)）例如：WORKER{longnumber;charname[20];charsex;intage;floatsalary;charaddress[80];charphone[20];};WORKERworker1,worker2;此時，可以直接用WORKER定義worker1、worker2兩個變量，而不必再寫關鍵字struct。2005年3月11第十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.2.2在定義類型的同時定義變量

如果程序規(guī)模比較大，往往將對結(jié)構(gòu)體類型的定義集中寫入到一個頭文件（以.h為后綴）中。哪個源文件需用到此結(jié)構(gòu)體類型則可用#include命令將該文件包含到本文件中。這樣做便于程序的修改和使用。

這種形式的定義的一般形式為：

struct結(jié)構(gòu)體名

{

成員表列；

}變量名；

2005年3月12第十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.2.2在定義類型的同時定義變量（續(xù)）例如：structworker{longnumber;charname[20];charsex;intage;floatsalary;charaddress[80];charphone[20];}worker1,worker2;此例與前例作用相同，都定義了兩個變worker1、worker2，它們是結(jié)構(gòu)體類型structworker。

2005年3月13第十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.2.3直接定義結(jié)構(gòu)類型變量其一般形式為：struct//沒有結(jié)構(gòu)體名{

成員表列}變量名；

2005年3月14第十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.2.3直接定義結(jié)構(gòu)類型變量（續(xù)）例如：struct{longnumber;charname[20];charsex;intage;floatsalary;charaddress[80];charphone[20];}worker1,worker2;2005年3月15第十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.2.3直接定義結(jié)構(gòu)類型變量（續(xù)）

一個結(jié)構(gòu)體變量占用內(nèi)存的實際大小，也可以利用sizeof運算求出。它的運算表達式為：

sizeof（運算量）

//求出給定的運算量占用內(nèi)存空間的字節(jié)數(shù) 其中運算量可以是變量、數(shù)組或結(jié)構(gòu)體變量，也可以是數(shù)據(jù)類型的名稱。

例如：

sizeof(structworker) sizeof(worker1)2005年3月16第十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.3結(jié)構(gòu)體變量的使用形式和初始化7.3.1結(jié)構(gòu)體變量的使用形式 在定義了結(jié)構(gòu)體變量以后，就可以使用這個變量。結(jié)構(gòu)體變量是不同數(shù)據(jù)類型的若干數(shù)據(jù)的集合體。在程序中使用結(jié)構(gòu)體變量時，一般情況下不能把它作為一個整體參加數(shù)據(jù)處理，而參加各種運算和操作的是結(jié)構(gòu)體變量的各個成員項數(shù)據(jù)。 結(jié)構(gòu)體變量的成員用以下一般形式表示：

結(jié)構(gòu)體變量名.成員名 例如，上節(jié)給出的結(jié)構(gòu)體變量worker1具有下列七個成員：

worker1.number；；worker1.sex；

worker1.age；worker1.salary；worker1.address；

worker1.phone

2005年3月17第十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.3.1結(jié)構(gòu)體變量的使用形式（續(xù)）

在定義了結(jié)構(gòu)體變量后，就可以用不同的賦值方法對結(jié)構(gòu)體變量的每個成員賦值。例如：

strcpy(,”ZhangSan”); worker1.age=26; strcpy(worker1.phone,”1234567”); worker1.sex=’m’; : :

除此之外，還可以引用結(jié)構(gòu)體變量成員的地址以及成員中的元素。例如：引用結(jié)構(gòu)體變量成員的首地址&；引用結(jié)構(gòu)體變量成員的第二個字符[1]；引用結(jié)構(gòu)體變量的首地址&worker1。

2005年3月18第十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.3.1結(jié)構(gòu)體變量的使用形式（續(xù)）

在使用結(jié)構(gòu)體類型變量時有以下幾點需要加以注意： （1）不能將一個結(jié)構(gòu)體類型變量作為一個整體加以引用，而只能對結(jié)構(gòu)體類型變量中的各個成員分別引用。 例如，對上面定義的結(jié)構(gòu)體類型變量wan，下列引用都是錯誤的：

cout<<wan; cin>>wan;

但是可以如下引用：

cout<<; cin>>;

2005年3月19第十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.3.1結(jié)構(gòu)體變量的使用形式（續(xù)） （2）如果成員本身又屬一個結(jié)構(gòu)體類型，則要用若干個成員運算符，一級一級地找到最低的一級成員。只能對最低級的成員進行賦值或存取以及運算。例如，對上面定義的結(jié)構(gòu)體類型變量worker1，可以這樣訪問各成員：

worker1.age

worker1.birthday.year worker1.birthday.month worker1.birthday.day

注意：不能用worker1.birthday來訪問worker1變量中的成員birthday，因為birthday本身是一個結(jié)構(gòu)體變量。

2005年3月20第二十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.3.1結(jié)構(gòu)體變量的使用形式（續(xù)）

（3）對成員變量可以像普通變量一樣進行各種運算（根據(jù)其類型決定可以進行的運算）。例如：

worker2.age=worker1.age; sum=worker1.age+worker2.age; worker1.age++;

（4）在數(shù)組中，數(shù)組是不能彼此賦值的，而結(jié)構(gòu)體類型變量可以相互賦值。

在C++程序中，同一結(jié)構(gòu)體類型的結(jié)構(gòu)體變量之間允許相互賦值，而不同結(jié)構(gòu)體類型的結(jié)構(gòu)體變量之間不允許相互賦值，即使兩者包含有同樣的成員。

2005年3月21第二十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.3.2結(jié)構(gòu)體變量的初始化與其他類型變量一樣，也可以給結(jié)構(gòu)體的每個成員賦初值，這稱為結(jié)構(gòu)體的初始化。有兩種初始化形式，一種是在定義結(jié)構(gòu)體變量時進行初始化，一般語法格式如下：

struct結(jié)構(gòu)體名變量名={初始數(shù)據(jù)表}； 另一種是在定義結(jié)構(gòu)體類型時進行結(jié)構(gòu)體變量的初始化。一般語法格式如下：

struct結(jié)構(gòu)體名

{

成員表列；

}變量名={初始數(shù)據(jù)表}；

2005年3月22第二十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.3.2結(jié)構(gòu)體變量的初始化（續(xù)）

例如，前述student結(jié)構(gòu)體類型的結(jié)構(gòu)體變量wan在說明時可以初始化如下：

structstudentwan={”WanJun”,’m’,20,”SuZhouRoadNo.100”};

它所實現(xiàn)的功能，與下列分別對結(jié)構(gòu)體變量的每個成員賦值所實現(xiàn)的功能相同：

strcpy(,”WanJun”); wan.sex=’m’; wan.age=20; wan.addr=”SuZhouRoadNo.100”;2005年3月23第二十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.3.2結(jié)構(gòu)體變量的初始化（續(xù)）

與數(shù)組的初始化特性相同，結(jié)構(gòu)體的初始化僅限于外部的和static型結(jié)構(gòu)體。也就是說，在函數(shù)內(nèi)部對結(jié)構(gòu)體進行初始化時，必須指定該結(jié)構(gòu)體為static型。對缺省存儲類型的auto型結(jié)構(gòu)體不能在函數(shù)內(nèi)部對它們進行初始化。

2005年3月24第二十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.4結(jié)構(gòu)體數(shù)組 具有相同結(jié)構(gòu)體類型的結(jié)構(gòu)體變量也可以組成數(shù)組，稱它們?yōu)榻Y(jié)構(gòu)體數(shù)組。結(jié)構(gòu)體數(shù)組的每一個數(shù)組元素都是結(jié)構(gòu)體類型的數(shù)據(jù)，它們都分別包括各個成員（分量）項。7.4.1結(jié)構(gòu)體數(shù)組的定義 定義結(jié)構(gòu)體數(shù)組的方法和定義結(jié)構(gòu)體變量的方法相仿，只需說明其為數(shù)組即可?？梢圆捎萌N方法：

2005年3月25第二十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.4.1結(jié)構(gòu)體數(shù)組的定義1.先定義結(jié)構(gòu)體類型，再用它定義結(jié)構(gòu)體數(shù)組。結(jié)構(gòu)體數(shù)組的定義形式如下：struct結(jié)構(gòu)體名

{

成員表列；}；struct結(jié)構(gòu)體名結(jié)構(gòu)體數(shù)組名[n];

例如：structstudent{charname[20];charsex;intage;charaddr[20];};structstudentstu[3];

2005年3月26第二十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.4.1結(jié)構(gòu)體數(shù)組的定義(續(xù))2.在定義結(jié)構(gòu)體類型同時定義結(jié)構(gòu)體數(shù)組。結(jié)構(gòu)體數(shù)組的定義形式如下：struct結(jié)構(gòu)體名

{

成員表列；}數(shù)組名[元素個數(shù)]；例如：structstudent{charname[20];charsex;intage;charaddr[20];}stu[3];

2005年3月27第二十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.4.1結(jié)構(gòu)體數(shù)組的定義(續(xù))3.直接定義結(jié)構(gòu)體數(shù)組結(jié)構(gòu)體數(shù)組的定義形式如下：struct//沒有結(jié)構(gòu)體名{

成員表列；

}數(shù)組名[元素個數(shù)]；

例如：struct{charname[20];charsex;intage;charaddr[20];}stu[3];

2005年3月28第二十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.4.1結(jié)構(gòu)體數(shù)組的定義(續(xù))

結(jié)構(gòu)體數(shù)組名表示該結(jié)構(gòu)體數(shù)組的存儲首地址。 結(jié)構(gòu)體數(shù)組適合于處理由若干具有相同關系的數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)集合體。用結(jié)構(gòu)體數(shù)組處理數(shù)據(jù)時可以使用循環(huán)，從而使程序十分簡煉。2005年3月29第二十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.4.2結(jié)構(gòu)體數(shù)組的初始化

結(jié)構(gòu)體數(shù)組在定義的同時也可以進行初始化，并且與結(jié)構(gòu)體變量的初始化規(guī)定相同，只能對全局的或靜態(tài)存儲類別的結(jié)構(gòu)體數(shù)組初始化。 結(jié)構(gòu)體數(shù)組初始化的一般形式是：struct結(jié)構(gòu)體名{

成員表列；}；struct結(jié)構(gòu)體名

數(shù)組名[元素個數(shù)]={初始數(shù)據(jù)表}；2005年3月30第三十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.4.2結(jié)構(gòu)體數(shù)組的初始化（續(xù)）或者：struct結(jié)構(gòu)體名{

成員表列；}數(shù)組名[元素個數(shù)]={初始數(shù)據(jù)表}；

在對結(jié)構(gòu)體數(shù)組進行初始化時，方括號[]中元素個數(shù)可以不指定。編譯時，系統(tǒng)會根據(jù)給出初始的結(jié)構(gòu)體常量的個數(shù)來確定數(shù)組元素的個數(shù)。 由于結(jié)構(gòu)體變量是由若干不同類型的數(shù)據(jù)組成，而結(jié)構(gòu)體數(shù)組又是由若干結(jié)構(gòu)體變量組成。所以要特別注意包圍在大括號中的初始數(shù)據(jù)的順序，以及它們與各個成員項間的對應關系。2005年3月31第三十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.4.3結(jié)構(gòu)體數(shù)組的使用（續(xù)）

一個結(jié)構(gòu)體數(shù)組的元素相當于一個結(jié)構(gòu)體變量，因此前面介紹的有關結(jié)構(gòu)體變量的規(guī)則也適應于結(jié)構(gòu)體數(shù)組元素。以上面定義的結(jié)構(gòu)體數(shù)組stu[3]為例說明對結(jié)構(gòu)體數(shù)組的引用： （1）引用某一元素中的成員。 若要引用數(shù)組第二個元素的name成員，則可寫為：

stu[1].name

若數(shù)組已如前所示進行了初始化，則stu[1].name的值為“LiuYong”。2005年3月32第三十二頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.4.3結(jié)構(gòu)體數(shù)組的使用（續(xù)）

（2）可以將一個結(jié)構(gòu)體數(shù)組元素值賦給同一結(jié)構(gòu)體類型的數(shù)組中的另一個元素，或賦給同一類型的變量。如：

structstudentstu[3],student1;

現(xiàn)在定義了一個結(jié)構(gòu)體類型的數(shù)組，它有3個元素，又定義了一個結(jié)構(gòu)體類型變量student1，則下面的賦值是合法的。

student1=stu[0]; stu[0]=stu[1];

stu[1]=student1;

2005年3月33第三十三頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.4.3結(jié)構(gòu)體數(shù)組的使用（續(xù)）

（3）不能把結(jié)構(gòu)體數(shù)組元素作為一個整體直接進行輸入輸出。如：

cout<<stu[0];或

cin>>stu[0];

都是錯誤的。

只能以單個成員為對象進行輸入輸出，如：

cin>>stu[0].name; cin>>stu[1].num; cout<<stu[0].name;

cout<<stu[1].num;

2005年3月34第三十四頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.5結(jié)構(gòu)體與函數(shù)

在調(diào)用函數(shù)時，可以把結(jié)構(gòu)體變量的值作為參數(shù)傳遞給函數(shù)。由于結(jié)構(gòu)體是多個數(shù)據(jù)的集合體，當把它們傳遞給函數(shù)時，C++的編譯系統(tǒng)不允許把結(jié)構(gòu)體變量整體作為一個參數(shù)傳遞到函數(shù)中去。因此，只能把每個結(jié)構(gòu)體變量的成員作為一個個的參數(shù)傳遞到函數(shù)中去。

例如，用stu[1].name或stu[2].age作函數(shù)實參，將實參值傳給形參。這種用法和用普通變量作實參是一樣的，屬“值傳遞”方式。這種方式一般不常用。

2005年3月35第三十五頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.5結(jié)構(gòu)體與函數(shù)（續(xù)）一種常用的方式是，與數(shù)組在函數(shù)間傳遞一樣，結(jié)構(gòu)體傳遞給函數(shù)時，一般采用地址傳遞方式，即把結(jié)構(gòu)體變量（或數(shù)組）的存儲地址作為參數(shù)向函數(shù)傳遞，函數(shù)中用指向相同結(jié)構(gòu)體類型的指針接收該地址值。然后，在函數(shù)中通過這個結(jié)構(gòu)體指針來處理結(jié)構(gòu)體變量（或數(shù)組）中的各項數(shù)據(jù)。2005年3月36第三十六頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.5結(jié)構(gòu)體與函數(shù)（續(xù)）7.6.1傳遞結(jié)構(gòu)值 結(jié)構(gòu)體可以按值傳遞，這種情況下整個結(jié)構(gòu)值都將被復制到形參中去。

7.6.2傳遞結(jié)構(gòu)體的引用 結(jié)構(gòu)體也可以引用傳遞，這種情況下僅僅把結(jié)構(gòu)體變量地址傳遞給形參。引用傳遞效率較高，因為它不用傳遞整個結(jié)構(gòu)體變量的值，節(jié)省了傳遞的時間和空間。7.6.3傳遞結(jié)構(gòu)體的指針 結(jié)構(gòu)體變量（或數(shù)組）的值也可以通過結(jié)構(gòu)體指針傳遞，但程序的可讀性比引用傳遞要差一些。

2005年3月37第三十七頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.6共用體7.6.1共用體的概念 在C++語言中，不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)可以使用共同的存儲區(qū)域，這種數(shù)據(jù)構(gòu)造類型稱為共用體，簡稱共用，又稱聯(lián)合體。共用體在定義、說明和使用形式上與結(jié)構(gòu)體相似。兩者本質(zhì)上的不同僅在于使用內(nèi)存的方式上。

定義一個共用體類型的一般形式為：

union共用體名

{

成員表列；

}；

2005年3月38第三十八頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.6.1共用體的概念例如：

uniongy { inti; charc; floatf; };

就定義了一個共用體類型uniongy，它由三個成員組成，這三個成員在內(nèi)存中使用共同的存儲空間。由于共用體中各成員的數(shù)據(jù)長度往往不同，所以共用體變量在存儲時總是按其成員中數(shù)據(jù)長度最大的成員占用內(nèi)存空間。如上述共用體類型uniongy的變量占用4個字節(jié)的內(nèi)存。2005年3月39第三十九頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.6.1共用體的概念（續(xù)）

在這一點上共用體與結(jié)構(gòu)體不同，結(jié)構(gòu)體類型變量在存儲時總是按各成員的數(shù)據(jù)長度之和占用內(nèi)存空間。 例如，定義了一個結(jié)構(gòu)體類型：

structgy { inti; charc; floatf; };

則結(jié)構(gòu)體類型structgy的變量占用的內(nèi)存為2+1+4=7個字節(jié)。2005年3月40第四十頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.6.1共用體的概念（續(xù)） 定義共用體類型變量的方法與定義結(jié)構(gòu)體類型變量的方法相似，也有三種方法：1、union共用體名

{

成員表列；

}變量表列； 例如：

uniongy { inti; charc; floatf; }a,b,c;2005年3月41第四十一頁，共四十六頁，編輯于2023年，星期四7.6.1共用體的概念（續(xù)）2、將共用體類型定義與共用體變量定義分開：uniongy{inti; charc; floatf;};uniongya,b,c;3、直接定義共用體變量：union{inti; charc; floatf;}a,b,c;上面幾種方法都是定義了一個共用體類型