《C語言程序設(shè)計 》課件-第7章

項目七結(jié)構(gòu)體——學(xué)生信息登記表任務(wù)一了解結(jié)構(gòu)體任務(wù)二結(jié)構(gòu)體變量的引用任務(wù)三輸入學(xué)生信息任務(wù)四輸出學(xué)生信息任務(wù)五項目功能實現(xiàn)任務(wù)六項目擴展思考與練習(xí)

在現(xiàn)實生活中，常常會遇到具有不同數(shù)據(jù)類型的一組數(shù)據(jù)，如表7.1所示的學(xué)生信息登記表1，包括姓名、學(xué)號、年齡、性別、成績，顯然該數(shù)據(jù)無法用前面所學(xué)的單一數(shù)據(jù)類型來表示。

任務(wù)一了解結(jié)構(gòu)體

結(jié)構(gòu)體是一種復(fù)合的數(shù)據(jù)類型，也是由若干“成員”組成的一個構(gòu)造類型。每一個“成員”的數(shù)據(jù)類型可以不同，允許是一個基本數(shù)據(jù)類型或者是一個構(gòu)造類型，如數(shù)組、指針或其他結(jié)構(gòu)體等。

結(jié)構(gòu)體類型不同于基本類型，它有以下幾個特點。

(1)結(jié)構(gòu)體由若干“成員”組成，它們都屬于一種已經(jīng)定義的數(shù)據(jù)類型。

(2)系統(tǒng)并沒有預(yù)先定義結(jié)構(gòu)體類型，必須由設(shè)計者事先進行“構(gòu)造”。

(3)要使用結(jié)構(gòu)體類型數(shù)據(jù)，必須要先定義結(jié)構(gòu)體，然后再定義此種類型的變量。

1．結(jié)構(gòu)體類型定義

結(jié)構(gòu)體的定義形式如下：

struct結(jié)構(gòu)名

{

類型成員變量名1;

類型成員變量名2;

…

類型成員變量名n;

};

在這個結(jié)構(gòu)定義中，struct是一個關(guān)鍵字，用于定義結(jié)構(gòu)體的類型，“成員”定義以分號表示結(jié)束。根據(jù)結(jié)構(gòu)體定義，前面表7.1所示的學(xué)生信息登記表(1)就可以用結(jié)構(gòu)體來表示了，定義情況如下：

struct

stu

/*定義學(xué)生信息結(jié)構(gòu)體類型*/

{

char

num[10];

/*學(xué)號*/

charname[20];

/*姓名*/

charsex[4];

/*性別*/

intage; /*年齡*/

intscore; /*成績*/

};

在這個定義中，定義了一個名為stu的學(xué)生信息結(jié)構(gòu)體類型，它由5個成員組成。第一個成員為num，為字符數(shù)組；第二個成員為name，為字符數(shù)組；第三個成員為sex，為字符數(shù)組；第四個成員為age，為整型變量；第五個成員為score，為整型變量。結(jié)構(gòu)體定義之后，就可以同其他數(shù)據(jù)類型一樣，來定義該類型的結(jié)構(gòu)體變量了。

2．結(jié)構(gòu)類型變量的說明

說明結(jié)構(gòu)類型變量有以下兩種常用方法，我們以上面定義的stu為例來加以說明。

(1)在定義結(jié)構(gòu)類型的同時說明結(jié)構(gòu)變量。例如，

說明：上面定義了4個stu結(jié)構(gòu)體類型的變量boy1、boy2、s和p，其中p為結(jié)構(gòu)體指針變量，s為結(jié)構(gòu)體數(shù)組變量，共有s[0]～s[3]4個元素，每個數(shù)組元素都具有stu的結(jié)構(gòu)體形式。

(2)先定義結(jié)構(gòu)，再說明結(jié)構(gòu)變量。例如，

structstu /*定義學(xué)生信息結(jié)構(gòu)類型*/

{

charnum[10]; /*學(xué)號*/

charname[20]; /*姓名*/

charsex[4]; /*性別*/

intage; /*年齡*/

intscore; /*成績*/

};

structstuboy1,boy2,*p,s[4];

說明：在這里同樣定義了4個結(jié)構(gòu)體變量，定義時，structstu為一個整體，表示一個結(jié)構(gòu)體類型stu，不能省略前面的關(guān)鍵字struct。

3．結(jié)構(gòu)體變量的初始化

結(jié)構(gòu)體類型變量同數(shù)組一樣，可以在定義時對其進行初始化，也可以將定義與初始化分開。

(1)在定義結(jié)構(gòu)體變量時可對其進行初始化。

例如，

(2)將結(jié)構(gòu)體變量定義與初始化分開。例如，

4．結(jié)構(gòu)體變量的存儲

結(jié)構(gòu)體變量也是一種變量，在定義結(jié)構(gòu)體類型時并不會分配存儲空間，只有在進行結(jié)構(gòu)體變量定義時，才會分配內(nèi)存空間，其形式與數(shù)組類似，是按結(jié)構(gòu)體成員定義的先后順序連續(xù)分配空間的，從而使用該結(jié)構(gòu)變量存儲“成員”數(shù)據(jù)。

例如，定義表7.1的學(xué)生信息結(jié)構(gòu)體變量boy1、boy2，代碼如下：

structstu /*定義學(xué)生信息結(jié)構(gòu)類型*/

{

charnum[10]; /*學(xué)號*/

charname[20]; /*姓名*/

charsex[4]; /*性別*/

intage; /*年齡*/

intscore; /*成績*/

}boy1,boy2;

則boy1、boy2在內(nèi)存中的存儲形式如圖7.1所示。圖7.1結(jié)構(gòu)體的存儲形式

任務(wù)二結(jié)構(gòu)體變量的引用

結(jié)構(gòu)體成員的引用方式有如下兩種：

(1)采用“.”運算符引用結(jié)構(gòu)體變量成員的一般形式：結(jié)構(gòu)變量名.成員名

(2)采用“->”運算符引用結(jié)構(gòu)體指針變量成員的形式：結(jié)構(gòu)指針變量名->成員名

1．引用結(jié)構(gòu)變量成員的一般形式

“.”運算符中，“.”可以理解為“的”，即結(jié)構(gòu)變量名的成員名。例如，

注意：s為數(shù)組，不能用s.age=19來賦值；sex為字符數(shù)組，不能用boy1.sex="男"來直接賦值，應(yīng)該使用strcpy(boy1.sex,

"男")來實現(xiàn)。

2．引用結(jié)構(gòu)體指針變量成員的形式

在聲明一個結(jié)構(gòu)體變量為指針類型時，則稱之為結(jié)構(gòu)體指針變量，此時可以采用“->”運算符來引用其“成員”；“->”運算符是由減號和大于號組成的。與前面討論的各類指針變量相同，結(jié)構(gòu)體指針變量也必須要先賦值后才能使用，它的值為指向的結(jié)構(gòu)體變量的首地址。

例如，

說明：結(jié)構(gòu)指針變量名->成員名也可用(*結(jié)構(gòu)指針變量).成員名來代替。

上例中，scanf("%s",p1->sex)可以寫為scanf("%s",

(*p1).sex)；

p1->age=19可寫為(*p1).age；

(p2+1)->score=80可寫為(*(p2+1)).score=80或s[1].score=80。

注意：(*p)兩側(cè)的括號不可少，因為成員符“.”的優(yōu)先級高于“*”。如去掉括號寫作*p.age則等效于*(p.age)，這樣意義就完全不同了。

任務(wù)三輸入學(xué)生信息

根據(jù)前面所學(xué)知識，就可以實現(xiàn)對本項目(學(xué)生信息登記表)的輸入功能。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，表7.1所示的學(xué)生信息有多條記錄(多個學(xué)生信息)，一個學(xué)生用一個變量顯然是不可取的，所以需要用結(jié)構(gòu)體數(shù)組變量來實現(xiàn)對多條記錄的輸入，可以通過以下兩種常用方法來實現(xiàn)。

(1)如前面所提到的，通過在定義結(jié)構(gòu)體及聲明數(shù)組變量時，對數(shù)組內(nèi)容進行初始化來實現(xiàn)(嚴(yán)格來講這種方法并不符合我們的要求，我們的目標(biāo)是要通過運行時來輸入)。具體程序?qū)崿F(xiàn)如下：

或在main()內(nèi)對數(shù)組初始化：

說明：這種實現(xiàn)方法只能實現(xiàn)學(xué)生記錄數(shù)目確定的情況。

(2)另一種方法：采用循環(huán)語句加scanf()函數(shù)來實現(xiàn)。具體程序?qū)崿F(xiàn)如下：

運行結(jié)果如圖7.2所示。

圖7.2運行結(jié)果

任務(wù)四輸出學(xué)生信息

要實現(xiàn)學(xué)生信息的輸出，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)體成員的引用方法，采用循環(huán)語句加printf()函數(shù)來實現(xiàn)。程序?qū)崿F(xiàn)如下：

任務(wù)五項目功能實現(xiàn)

將任務(wù)三和任務(wù)四的任務(wù)分別實現(xiàn)之后，本項目的功能就自然實現(xiàn)了。完整程序如下：

程序運行結(jié)果如圖7.3所示。

圖7.3程序運行結(jié)果

通過上面程序分析可知，該程序只能實現(xiàn)具體已知數(shù)目記錄。我們可以對上述程序進行改進，以達(dá)到隨機可控，如每次輸入一個記錄前提示是否要繼續(xù)輸入；同時，通過變量控制得到輸入的記錄數(shù)目。改進后的程序如下：

程序運行結(jié)果如圖7.4和圖7.5所示。

按“1”輸入學(xué)生信息，如圖7.4所示。

圖7.4按“1”輸入學(xué)生信息

按“2”輸出學(xué)生信息，如圖7.5所示。

圖7.5按“2”輸出學(xué)生信息

任務(wù)六項目擴展

1．根據(jù)學(xué)生成績進行排序?qū)W生成績只是學(xué)生信息的一個“成員”，如果根據(jù)成績好壞對成績進行排序，此時沒有交換整個學(xué)生記錄，會導(dǎo)致學(xué)生信息錯亂，所以需按成績好壞交換整個學(xué)生記錄，這就需要定義一個結(jié)構(gòu)體類型的中間變量，實現(xiàn)記錄的整體交換。具體程序如下(降序)：

程序運行結(jié)果如圖7.6和圖7.7所示。

排序之前如圖7.6所示。

圖7.6排序之前

排序之后如圖7.7所示。

圖7.7排序之后

2．結(jié)構(gòu)體嵌套

結(jié)構(gòu)體成員也可以又是一個結(jié)構(gòu)體，即形成了結(jié)構(gòu)體的嵌套。如表7.2所示，學(xué)生成績由語文、數(shù)學(xué)、英語三門課程組成，顯然成績就是一個結(jié)構(gòu)體類型的成員。

程序運行結(jié)果如圖7.8所示。

圖7.8程序運行結(jié)果

3．聯(lián)合體

為了增加程序設(shè)計時數(shù)據(jù)處理的靈活性，在C語言中，可以將不同數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)使用共同的存儲區(qū)域，這種構(gòu)造數(shù)據(jù)類型稱為共用體，也即聯(lián)合體。

在實際問題中有很多這樣的例子。如在學(xué)院系部的教師和學(xué)生信息登記表中，填寫內(nèi)容包括姓名、年齡、性別、職業(yè)、單位，其中，“職業(yè)”一項可分為“教師”和“學(xué)生”兩類。對學(xué)生來說，“單位”一項應(yīng)填入班級編號(用整型表示)；對教師來說，“單位”一項應(yīng)填入部門名稱(某教研室名稱)，如表7.3所示。這就要求把這兩種類型不同的數(shù)據(jù)都填入“單位”這個變量中，就必須把“單位”定義為包含整型和字符型數(shù)組這兩種類型的“聯(lián)合體”。

“聯(lián)合體”與“結(jié)構(gòu)體”在定義、變量說明、引用上是相似的，但兩者也有本質(zhì)上的不同。在“結(jié)構(gòu)體”中，各成員有各自的內(nèi)存空間，一個結(jié)構(gòu)變量的總長度是各成員長度之和。而在“聯(lián)合體”中，各成員共享一段內(nèi)存空間，一個聯(lián)合變量的長度等于各成員中最長的長度。

1)聯(lián)合體的定義

在這里，定義了一個名為perdata的聯(lián)合體類型，它含有兩個成員，一個是名為class的整型成員；另一個是名為office的字符數(shù)組型成員。對聯(lián)合體定義之后，即可對聯(lián)合體變量進行說明，被說明為perdata類型的變量，可以存放整型量class或存放字符數(shù)組office。

2)聯(lián)合體變量的說明

聯(lián)合體變量的說明和結(jié)構(gòu)變量的說明方式相似，如perdata類型的聯(lián)合體變量的直接說明方式如下。

說明：a、b變量均為perdata類型，a、b變量的長度應(yīng)等于perdata的成員中最長的長度，即等于20個字節(jié)。

注意：

①聯(lián)合體采用覆蓋技術(shù)實現(xiàn)聯(lián)合體類型變量各成員的內(nèi)存共享，所以在某一時刻，存放的和起作用的是最后一次存入的成員。如果執(zhí)行以下語句：

strcpy(a.office,”軟件技術(shù)教研室”)；a.class=123;

a.class才是有效成員。

②聯(lián)合體中各成員由于共享同一內(nèi)存空間，所以各成員的地址相同。

4．枚舉型

在實際問題中，有些變量的取值被限定在一個有限的范圍內(nèi)。例如，一個星期只有七天，一年只有十二個月等，這些值可以用有限個常量來述敘，此時可以用枚舉型來定義。

1)枚舉型定義

枚舉型定義格式如下：

enum枚舉名

{枚舉值表};

例如，

enumweekday

{Sun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat};

該枚舉名為weekday，枚舉值共有7個，即一周中的7天。凡被說明為weekday類型變量的取值只能是7天中的某一天。

2)枚舉型變量說明

枚舉型變量的說明同結(jié)構(gòu)體和聯(lián)合體一樣，枚舉變量也可用不同的方式說明，即先定義后說明、同時定義說明或直接說明。設(shè)有變量a、b、c被說明為上述的weekday，可采用下述任一種方式。

定義時直接說明：

enumweekday

{Sun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat}a,b,c;

先定義后說明：

enumweekday

{Sun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat};

enumweekdaya,b,c;

說明：

①枚舉型僅適用于取值有限的數(shù)據(jù)。

②枚舉型中的元素不是變量，也不是字符串，它只代表一個常量符號。

③枚舉元素作為常量是有值的，這些值通常是定義時的順序號(從0開始)，所以枚舉元素可以進行大小比較，序號大者為大。

④枚舉元素的值也是可以人為改變的，在定義時由程序指定。例如，

enumweekday

{Sun=7,Mon=1,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat}；

則Sun=7，Mon=1，從Tue=2開始，依次遞增為3、4、5、6。

思?考?與?練?習(xí)

一、選擇題

1．下面對結(jié)構(gòu)變量的敘述錯誤的是()。

A．相同類型的結(jié)構(gòu)變量間可以相互賦值

B．通過結(jié)構(gòu)變量，可以任意引用它的成員

C．結(jié)構(gòu)變量中某個成員同與其類型相同的簡單變量間可相互賦值

D．結(jié)構(gòu)變量與簡單變量間可以賦值

2．以下各選項企圖說明一種新的類型名，其中正確的是()。

A．typedefv1int; B．typedefv2=int;

C．typedefintv3; D．typedefv4:int;

3．設(shè)有下列結(jié)構(gòu)型變量w的定義，則表達(dá)式"sizeof(w)"的值是()。

struct{longnum;charname[15];union{floatx;shortz;}yz;}w;

A．19 B．20

C．23 D．25

4．若有結(jié)構(gòu)類型定義如下：structbd{intx;floaty;}r,*p=&r;，那么，對r中的成員x的正確引用是()。

A．(*p).r.x B．(*p).x

C．p->r.x D．p.r.x

5．設(shè)有以下結(jié)構(gòu)類型說明和變量定義，則變量a在內(nèi)存中所占的字節(jié)數(shù)是()。

structstud{charnum[6];ints[4];doubleave;}a;

A．22 B．18

C．14 D．28

6．設(shè)有以下說明語句structex{intx;floaty;charz;}example;，則下面的敘述中不正確的是()。

A．structex是結(jié)構(gòu)體類型 B．example是結(jié)構(gòu)體類型名

C．x、y、z都是結(jié)構(gòu)體成員名

D．struct是結(jié)構(gòu)體類型的關(guān)鍵字

7．在TurboC中有如下定義：uniondat{inti;charch;floatf;}x;x在內(nèi)存中所占的字節(jié)數(shù)為()。

A．4 B．7

C．8 D．6

8．有如下結(jié)構(gòu)類型定義以及有關(guān)的語句：

structms{intx;int*p;}s1,s2;s1.x=10;s2.x=s1.x+10;

s1.p=&s2.x;s2.p=&s1.x;*s1.p+=*s2.p;

執(zhí)行以上語句后，s1.x和s2.x的值應(yīng)該是()。

A