哈工大c語言課件12

本章學(xué)習(xí)內(nèi)容

結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型，共用體數(shù)據(jù)類型，枚舉數(shù)據(jù)類型，定義數(shù)據(jù)類型的別名

結(jié)構(gòu)體變量、結(jié)構(gòu)體數(shù)組、結(jié)構(gòu)體指針的定義和初始化

結(jié)構(gòu)體成員的引用，成員選擇運(yùn)算符，指向運(yùn)算符

向函數(shù)傳遞結(jié)構(gòu)體變量、結(jié)構(gòu)體數(shù)組、結(jié)構(gòu)體指針

動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)鏈表第1頁/共59頁二進(jìn)制數(shù)——類型本不存在內(nèi)存里存的內(nèi)容，你認(rèn)為它是什么，它就是什么在早期的機(jī)器指令及匯編語言中，數(shù)據(jù)對象均用二進(jìn)制數(shù)表示，沒有類型的概念一般的CPU只支持兩種類型整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)12.1從基本數(shù)據(jù)類型到抽象數(shù)據(jù)類型第2頁/共59頁在高級語言引入了基本數(shù)據(jù)類型整型、浮點(diǎn)型、字符型等不同語言會(huì)定義不同的基本類型基本數(shù)據(jù)類型并不能方便地解決所有問題有些語言（如PL/1）中試圖規(guī)定較多的類型，如數(shù)組、樹、棧等，但實(shí)踐證明不是個(gè)好辦法12.1從基本數(shù)據(jù)類型到抽象數(shù)據(jù)類型第3頁/共59頁用戶自己構(gòu)造數(shù)據(jù)類型-復(fù)合數(shù)據(jù)類型由基本數(shù)據(jù)類型迭代派生而來，表示復(fù)雜的數(shù)據(jù)對象典型的代表就是“結(jié)構(gòu)體”抽象數(shù)據(jù)類型（AbstractDataType，簡稱ADT）在復(fù)合數(shù)據(jù)類型基礎(chǔ)上增加了對數(shù)據(jù)的操作抽象數(shù)據(jù)類型進(jìn)而進(jìn)化為“類(Class)”這是一個(gè)跨時(shí)代的進(jìn)步Class是Object-Oriented的一個(gè)重要概念12.1從基本數(shù)據(jù)類型到抽象數(shù)據(jù)類型第4頁/共59頁12.2.1為什么要定義結(jié)構(gòu)體類型在程序里表示一個(gè)人（姓名、年齡、性別…），怎么表示？想表示多個(gè)人呢？如何用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)下述表格的管理？第5頁/共59頁數(shù)組的解決方法第6頁/共59頁數(shù)組的解決方法第7頁/共59頁數(shù)據(jù)的內(nèi)存管理方式數(shù)組的解決方法分配內(nèi)存不集中，尋址效率不高對數(shù)組賦初值時(shí)，易發(fā)生錯(cuò)位結(jié)構(gòu)顯得零散，不易管理第8頁/共59頁希望的內(nèi)存分配圖

第9頁/共59頁結(jié)構(gòu)體類型的聲明聲明了一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型構(gòu)成結(jié)構(gòu)體的變量稱為結(jié)構(gòu)體的成員(StructureMember)結(jié)構(gòu)體的名字稱為結(jié)構(gòu)體標(biāo)簽(StructureTag)第10頁/共59頁結(jié)構(gòu)體類型的聲明結(jié)構(gòu)體模板(StructureTemplate)Don’tforgetthesemicolon!!形成一個(gè)類型聲明的樣板用于生成結(jié)構(gòu)體變量但并未聲明結(jié)構(gòu)體變量因而編譯器不為其分配內(nèi)存

第11頁/共59頁（1）先定義結(jié)構(gòu)體類型，再定義變量名（2）在定義類型的同時(shí)定義變量（3）直接定義結(jié)構(gòu)體變量（不指定結(jié)構(gòu)體標(biāo)簽）12.2.2結(jié)構(gòu)體變量的定義第12頁/共59頁12.2.3用typedef定義數(shù)據(jù)類型struct

student

stu1,stu2;/*Itworks*/student

stu1,stu2;/*Canthiswork?*/struct

stu1,stu2;/*Canthiswork?*/STUDENT

stu1,stu2;

/*Itworks!*/關(guān)鍵字typedef為一種已存在的類型定義一個(gè)別名，并未定義新類型STUDENT與structstudent類型是同義詞第13頁/共59頁等價(jià)于12.2.4結(jié)構(gòu)體變量的初始化等價(jià)于注意！第14頁/共59頁嵌套的結(jié)構(gòu)體（NestedStructure）就是在一個(gè)結(jié)構(gòu)體內(nèi)包含了另一個(gè)結(jié)構(gòu)體作為其成員12.2.5嵌套的結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)體定義可以嵌套第15頁/共59頁訪問結(jié)構(gòu)體變量的成員必須使用成員選擇運(yùn)算符（也稱圓點(diǎn)運(yùn)算符）12.2.6結(jié)構(gòu)體變量的引用當(dāng)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)體嵌套時(shí)，必須以級聯(lián)方式訪問結(jié)構(gòu)體成員第16頁/共59頁【例12.1】演示結(jié)構(gòu)體變量的賦值和引用方法12.2.6結(jié)構(gòu)體變量的引用按結(jié)構(gòu)體的成員順序逐一對相應(yīng)成員進(jìn)行賦值格式符%02d中2d前面的前導(dǎo)符0表示輸出數(shù)據(jù)時(shí)，若左邊有多余位，則補(bǔ)0第17頁/共59頁【例12.1】若要從鍵盤輸入結(jié)構(gòu)體變量stu1的內(nèi)容，那么程序如何修改？兩個(gè)地址有何不同？第18頁/共59頁【例12.1】若要從鍵盤輸入結(jié)構(gòu)體變量stu1的內(nèi)容，那么程序如何修改？結(jié)構(gòu)體成員的地址與該成員在結(jié)構(gòu)體中所處的位置及其所占內(nèi)存的字節(jié)數(shù)相關(guān)結(jié)構(gòu)體變量的地址&stu2是該變量所占內(nèi)存空間的首地址第19頁/共59頁12.2.7結(jié)構(gòu)體所占內(nèi)存的字節(jié)數(shù)struct類型用內(nèi)存字節(jié)數(shù)=?是所有成員變量的內(nèi)存總和嗎？printf("%d\n",sizeof(struct

sample));用運(yùn)算符sizeof獲得結(jié)構(gòu)體大小sizeof(變量或表達(dá)式)sizeof(類型)12Why?printf("%d\n",sizeof(SAMPLE));【例12.2】第20頁/共59頁12.2.7結(jié)構(gòu)體所占內(nèi)存的字節(jié)數(shù)事實(shí)上，所有數(shù)據(jù)類型在內(nèi)存中都是從偶數(shù)地址開始存放的且結(jié)構(gòu)所占的實(shí)際空間一般是按照機(jī)器字長對齊的不同的編譯器、平臺(tái)，對齊方式會(huì)有變化結(jié)構(gòu)體變量的成員的存儲(chǔ)對齊規(guī)則是與機(jī)器相關(guān)的具有特定數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)項(xiàng)大小也是與機(jī)器相關(guān)的所以一個(gè)結(jié)構(gòu)體在內(nèi)存中的存儲(chǔ)格式也是與機(jī)器相關(guān)的非所有成員變量的內(nèi)存總和12個(gè)字節(jié)chfchchchf第21頁/共59頁12.3結(jié)構(gòu)體數(shù)組的定義和初始化第22頁/共59頁12.3結(jié)構(gòu)體數(shù)組的定義和初始化建立了數(shù)據(jù)庫中的多條記錄，每條對應(yīng)一個(gè)學(xué)生信息第23頁/共59頁【例12.3】利用結(jié)構(gòu)體數(shù)組計(jì)算每個(gè)學(xué)生的平均分第24頁/共59頁12.4結(jié)構(gòu)體指針的定義和初始化ptstu1

STUDENT

stu1;

STUDENT

*pt;pt=&stu1;成員1成員2成員3成員4成員5如何定義指向結(jié)構(gòu)體變量的指針？STUDENT

*pt=&stu1;等價(jià)于第25頁/共59頁12.4結(jié)構(gòu)體指針的定義和初始化如何訪問結(jié)構(gòu)體指針變量所指向的結(jié)構(gòu)體成員呢？STUDENT

stu1;

STUDENT

*pt=&stu1;ptstu1成員1成員2成員3成員4成員5通過stu1和成員選擇運(yùn)算符訪問結(jié)構(gòu)體成員stu1.studentID=1;通過pt和指向運(yùn)算符訪問結(jié)構(gòu)體成員(*pt).studentID=1;

pt->studentID=1;第26頁/共59頁12.4結(jié)構(gòu)體指針的定義和初始化ptstu1成員1成員2成員3成員4成員5當(dāng)結(jié)構(gòu)體嵌套時(shí)，如何訪問結(jié)構(gòu)體指針變量所指向的結(jié)構(gòu)體成員？stu1.

birthday.

year=1999;(*pt).

birthday.

year=1999;pt->

birthday.

year=1999;STUDENT

stu1;

STUDENT

*pt=&stu1;第27頁/共59頁12.4結(jié)構(gòu)體指針的定義和初始化

STUDENT

stu[30];

STUDENT

*pt;pt=stu;

如何定義指向結(jié)構(gòu)體數(shù)組的指針？STUDENT

*pt=stu;等價(jià)于STUDENT

*pt=&stu[0];等價(jià)于ptstu[30]stu[0]stu[1]stu[2]stu[3]stu[4]stu[5]......stu[29]第28頁/共59頁使用pt++，使pt指向stu[1]pt->studentID等價(jià)于

stu[1].studentIDpt12.4結(jié)構(gòu)體指針的定義和初始化

STUDENT

stu[30];

STUDENT

*pt=stu;

如何訪問結(jié)構(gòu)體數(shù)組指針指向的結(jié)構(gòu)體成員？stu[30]stu[0]stu[1]stu[2]stu[3]stu[4]stu[5]......stu[29]第29頁/共59頁12.5向函數(shù)傳遞結(jié)構(gòu)體向函數(shù)傳遞結(jié)構(gòu)體的單個(gè)成員復(fù)制單個(gè)成員的內(nèi)容函數(shù)內(nèi)對結(jié)構(gòu)內(nèi)容的修改不影響原結(jié)構(gòu)向函數(shù)傳遞結(jié)構(gòu)體的完整結(jié)構(gòu)向函數(shù)傳遞結(jié)構(gòu)體的首地址第30頁/共59頁structdate{

intyear;

intmonth;

intday;};voidfunc(structdate

p){

p.year=2000;

p.month=5;

p.day=22;}Beforefunctioncall:1999/04/23Afterfunctioncall:1999/04/23結(jié)構(gòu)體變量

作函數(shù)參數(shù)【例12.4】第31頁/共59頁structdate{

intyear;

intmonth;

intday;};voidfunc(structdate

*p){

p->year=2000;

p->month=5;

p->day=22;}Beforefunctioncall:1999/04/23Afterfunctioncall:2000/05/22結(jié)構(gòu)體指針

作函數(shù)參數(shù)指針作函數(shù)形參實(shí)參必須為地址值【例12.5】第32頁/共59頁structdate{

intyear;

intmonth;

intday;};structdatefunc(structdate

p){

p.year=2000;

p.month=5;

p.day=22;

returnp;}Beforefunctioncall:1999/04/23Afterfunctioncall:2000/05/22結(jié)構(gòu)體變量

作函數(shù)返回值【例12.6】第33頁/共59頁12.5向函數(shù)傳遞結(jié)構(gòu)體向函數(shù)傳遞結(jié)構(gòu)體的完整結(jié)構(gòu)復(fù)制整個(gè)結(jié)構(gòu)體成員的內(nèi)容，多個(gè)值函數(shù)內(nèi)對結(jié)構(gòu)內(nèi)容的修改不影響原結(jié)構(gòu)內(nèi)容傳遞更直觀，但開銷大向函數(shù)傳遞結(jié)構(gòu)體的首地址用結(jié)構(gòu)體數(shù)組/結(jié)構(gòu)體指針作函數(shù)參數(shù)僅復(fù)制結(jié)構(gòu)體的首地址，一個(gè)值修改結(jié)構(gòu)體指針?biāo)赶虻慕Y(jié)構(gòu)體的內(nèi)容指針傳遞效率高第34頁/共59頁12.5向函數(shù)傳遞結(jié)構(gòu)體【例12.7】修改例12.3程序，用結(jié)構(gòu)體數(shù)組作函數(shù)參數(shù)編程并輸出計(jì)算學(xué)生的平均分

第35頁/共59頁12.5向函數(shù)傳遞結(jié)構(gòu)體【例12.7】修改例12.3程序，用結(jié)構(gòu)體數(shù)組作函數(shù)參數(shù)編程并輸出計(jì)算學(xué)生的平均分

第36頁/共59頁12.5向函數(shù)傳遞結(jié)構(gòu)體【例12.7】修改例12.3程序，用結(jié)構(gòu)體數(shù)組作函數(shù)參數(shù)編程并輸出計(jì)算學(xué)生的平均分

第37頁/共59頁12.5向函數(shù)傳遞結(jié)構(gòu)體【例12.7】修改例12.3程序，用結(jié)構(gòu)體數(shù)組作函數(shù)參數(shù)編程并輸出計(jì)算學(xué)生的平均分

第38頁/共59頁用戶自定義的數(shù)據(jù)類型結(jié)構(gòu)體（Struct）把關(guān)系緊密且邏輯相關(guān)的多種不同類型的變量，組織到統(tǒng)一的名字之下占用相鄰的一段內(nèi)存單元共用體，也稱聯(lián)合（Union）把情形互斥但邏輯相關(guān)的多種不同類型的變量，組織到統(tǒng)一的名字之下占用同一段內(nèi)存單元，每一時(shí)刻只有一個(gè)數(shù)據(jù)起作用第39頁/共59頁12.6共用體structsample{

shorti;

charch;

floatf;};0x0037b00unionsample{

shorti;

charch;

floatf;};printf("%d\n",sizeof(structsample));8個(gè)字節(jié)ichf4個(gè)字節(jié)printf("%d\n",sizeof(unionsample));ichf【例12.8】第40頁/共59頁12.6共用體sizeof(unionnumber)取決于占空間最多的那個(gè)成員變量0x0037b00同一內(nèi)存單元在每一瞬時(shí)只能存放其中一種類型的成員起作用的成員是最后一次存放的成員，不能作為函數(shù)參數(shù)不能進(jìn)行比較操作，只能對第一個(gè)成員初始化f4個(gè)字節(jié)第41頁/共59頁12.6共用體第42頁/共59頁12.6共用體第43頁/共59頁12.7.1枚舉數(shù)據(jù)類型枚舉（Enumeration）數(shù)據(jù)類型描述的是一組整型值的集合用于當(dāng)某些量僅由有限個(gè)數(shù)據(jù)值組成時(shí)

enumweeks{SUN,MON,TUE,WED,THU,FRI,SAT};

enumweekstoday;enumresponse{no,yes,none};enumresponseanswer;

today=TUE;

answer=yes;

enumresponse{no=-1,yes=1,none=0};其值為2其值為1第44頁/共59頁下面的結(jié)構(gòu)是什么意思？structtemp

{

int data;

structtemppt;

};CB下的錯(cuò)誤提示：field'pt'hasincompletetypeVC下的錯(cuò)誤提示：'pt'usesundefinedstruct'temp'下面的結(jié)構(gòu)是什么意思呢？structtemp

{

intdata;

structtemp*pt;

};結(jié)構(gòu)體聲明時(shí)不能包含本結(jié)構(gòu)體類型成員，系統(tǒng)將無法為這樣的結(jié)構(gòu)體類型分配內(nèi)存

可包含指向本結(jié)構(gòu)體類型的指針變量問題的提出第45頁/共59頁12.7.2動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——單向鏈表structLink{

int data;

structLink*next;};datanextheaddatanextdatanextdataNULL鏈表（LinkedTable）:線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：用一組任意的存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)線性表的數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)單元可以是連續(xù)的，也可是不連續(xù)的第46頁/共59頁鏈表的定義datanextheaddatanextdatanextdataNULL鏈表（Linkedtable）:線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)為表示每個(gè)元素與后繼元素的邏輯關(guān)系，除存儲(chǔ)元素本身信息外，還要存儲(chǔ)其直接后繼信息兩部分信息組成一個(gè)節(jié)點(diǎn)structLink{

int data;

structLink*next;};第47頁/共59頁datanextheaddatanextdatanextdataNULL數(shù)據(jù)域：存儲(chǔ)數(shù)據(jù)元素信息指針域：存儲(chǔ)直接后繼的節(jié)點(diǎn)信息鏈表的定義鏈表（LinkedTable）:線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)為表示每個(gè)元素與后繼元素的邏輯關(guān)系，除存儲(chǔ)元素本身信息外，還要存儲(chǔ)其直接后繼信息structLink{

int data;

structLink*next;};n個(gè)節(jié)點(diǎn)鏈接成一個(gè)鏈表（因?yàn)橹话粋€(gè)指針域，故又稱線性鏈表或單向鏈表）第48頁/共59頁鏈表的建立向鏈表中添加一個(gè)新節(jié)點(diǎn)data=Anodedata=Bnodedata=C∧nodehead空指針NULL表示鏈表結(jié)尾鏈表的頭指針：訪問鏈表的關(guān)鍵第49頁/共59頁鏈表的建立若原鏈表為空表(head==NULL)，則將新建節(jié)點(diǎn)p置為頭節(jié)點(diǎn)

head(1)head=pdatanextp新建節(jié)點(diǎn)(2)pr=p∧pr(3)pr->next=NULL第50頁/共59頁datanext新建節(jié)點(diǎn)p鏈表的建立若原鏈表為非空，則將新建節(jié)點(diǎn)p添加到表尾

(1)pr->next=p(2)pr=p∧headdata∧prpr(3)pr->next=NULLnext第51頁/共59頁鏈表的刪除操作若原鏈表為空表，則退出程序

若待刪除節(jié)點(diǎn)p是頭節(jié)點(diǎn)，則將head指向當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)即可刪除當(dāng)前節(jié)點(diǎn)

datanext(1)head=p->nexthead待刪除節(jié)點(diǎn)datanextp頭節(jié)點(diǎn)(2)free(p)第52頁/共59頁鏈表的刪除操作若待刪除節(jié)點(diǎn)不是頭節(jié)點(diǎn)，則將前一節(jié)點(diǎn)的指針域指向當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的下一節(jié)點(diǎn)即可刪除當(dāng)前節(jié)點(diǎn)(1)pr->next=p->nextdatanextdatanext待刪除節(jié)點(diǎn)datan