白雪飞 [email protected] 中国科学技术大学电子科学与技术系 dept. of elec. sci....

白雪飞[email protected]

中国科学技术大学电子科学与技术系Dept. of Elec. Sci. & Tech., USTC

Fall, 2007

第第 88 章结构体章结构体

C语言程序设计 - 第8章结构体C语言程序设计 - 第8章结构体 22

目录目录结构体结构体数组指向结构体的指针定义类型别名动态存储分配函数结构体的应用—链表


结构体结构体 (Structure)(Structure) 结构体概述结构体类型的声明结构体变量的定义结构体变量的初始化结构体变量的引用


结构体概述结构体概述结构体

将不同类型的数据组合成一个整体用来表示简单类型无法描述的复杂对象可以用结构体来定义用户自己的数据结构

举例描述学生信息num name sex age score addr

12039 Bill Gates M 40 76.5 New York


结构体类型的声明结构体类型的声明一般形式

struct [ 结构体名 ] {

成员表列 };

“ 成员表列”形式类型成员名 ;

类型成员名 ;

... ...


结构体类型声明的说明结构体类型声明的说明 (1)(1) 声明了一种类型，而不是定义变量结构体名可以没有，但是这样就无法再

次使用该结构体类型了成员表列中是成员 (Member) 的定义成员的定义形式与变量定义相同成员类型可以是另一结构体类型，但不

可直接或间接递归嵌套成员表列不可为空，至少要有一个成员


结构体类型声明的说明结构体类型声明的说明 (2)(2) 注意 {} 不表示复合语句，其后有分号同一结构体的成员不能重名不同结构体的成员可以重名结构体成员和其他变量可以重名结构体类型名称是 struct 结构体名，

注意 struct 关键字不能省略结构体类型也要“先声明，后使用”


结构体类型声明的说明结构体类型声明的说明 (3)(3) 即使两个结构体声明中的成员类型、名

称、顺序都完全一致，它们也是不同的类型

如果结构体类型声明在函数内部，则该函数之外无法引用此结构体类型

一般把结构体类型声明放到文件最前面也可以把结构体类型声明放在头文件里


结构体类型的声明举例结构体类型的声明举例struct student {

unsigned num; /* 学号 */ char name[20]; /* 姓名 */ char sex; /* 性别 */ unsigned age; /* 年龄 */ float score; /* 分数 */ char addr[50]; /* 地址 */};


结构体变量的定义结构体变量的定义 (1)(1) 先声明结构体类型再定义变量struct student {

unsigned num;

char name[20];

char sex;

unsigned age;

float score;

char addr[50];

};

struct student stu1, stu2;


结构体变量的定义结构体变量的定义 (2)(2) 在声明结构体类型的同时定义变量struct student {

unsigned num;

char name[20];

char sex;

unsigned age;

float score;

char addr[50];

} stu1, stu2;


结构体变量的定义结构体变量的定义 (3)(3) 直接定义无名结构类型变量struct {

unsigned num;

char name[20];

char sex;

unsigned age;

float score;

char addr[50];

} stu1, stu2;


结构体声明和变量定义举例结构体声明和变量定义举例struct date {

int year, month, day;

};

struct student{

unsigned num;

char name[20];

char sex;

struct date birthday;

float score;

} stu1, stu2;


结构体变量的初始化结构体变量的初始化按照成员的顺序和类型对成员初始化

struct date date1 = {1984, 10, 20};

struct student stu = {

1001, /*unsigned num*/

"Tom", /*char name[20]*/

'M', /*char sex*/

{1983, 9, 20},/*struct date birthday*/

93.5 /*float score*/

};


结构体变量中成员的引用结构体变量中成员的引用一般形式

结构体变量名 . 成员名成员运算符 .

具有最高的优先级，自左向右结合说明

结构体成员和同类型的变量用法相同若成员类型又是一个结构体，则可以使用若

干个成员运算符，访问最低一级的成员


结构体变量中成员的引用举例结构体变量中成员的引用举例struct student stu;

... ...

scanf("%f", &stu.score);

stu.num = 12345;

stu.birthday.month = 11;

stu.score = sqrt(stu.score) * 10;

strcpy(stu.name, "Mike");

printf("No.%d:", stu.num);


结构体变量整体引用结构体变量整体引用结构体类型变量之间可以直接相互赋值

实质上是两个结构体变量相应的存储空间中的所有数据直接拷贝

包括复杂类型在内的所有结构体成员都被直接赋值，如字符串、结构体类型等

函数的实参和形参可以是结构体类型，并且遵循实参到形参的单向值传递规则

为了提高程序的效率，函数的参数多使用结构体类型指针


结构体变量整体引用举例结构体变量整体引用举例struct student stu1, stu2={1002, "Kate", 'F', {1981, 11, 4}, 89.0};void print(struct student s){ printf("%d,%4s,%c,%d.%02d.%02d,%4.1f\n", s.num, s.name, s.sex, s.birthday.year, s.birthday.month, s.birthday.day, s.score);}int main (){ stu1 = stu2; /* 直接赋值 */ print(stu1); /* 1002,Kate,F,1981.11.04,89.0 */}


结构体数组结构体数组结构体数组的用法与基本类型数组类似

定义、初始化、引用等结构体数组可用于表示二维表格举例struct student s[10];

for (i=0; i<10; i++)

scanf("%d,%s,%c,%d,%f",

&s[i].num, s[i].name, &s[i].sex,

&s[i].age, &s[i].score);


结构体数组初始化及应用举例结构体数组初始化及应用举例struct student stu[] = {

{1001,"Tom",'M',{1980,1,2},85.5},

{1002,"Kate",'F',{1981,11,4},89.0},

{1003,"Mike",'M',{1980,3,5},95.5}};

for (i=0; i<3; i++)

printf("%d,%4s,%c,%d.%02d.%02d,%4.1f\n",

stu[i].num, stu[i].name,

stu[i].sex, stu[i].birthday.year,

stu[i].birthday.month,

stu[i].birthday.day, stu[i].score);


结构体数组与二维表结构体数组与二维表

num name sexbirthday

scoreyear month day

s[0] 1001 Tom M 1980 1 2 85.5

s[1] 1002 Kate F 1981 11 4 89.0

s[2] 1003 Mike M 1980 3 5 95.5

s[3] 1004 John M 1981 8 13 73.0

s[4] 1005 Lily F 1981 3 6 81.0

struct student s[5];struct student s[5];结构体结构体

一维数

组一维数

组


指向结构体的指针指向结构体的指针指向结构体的指针

定义、使用与其他基本类型指针类似可以使用指向运算符 (->) 引用指针所指向

的结构体的成员指向运算符 ->

结构体指针 -> 成员名具有最高的优先级，自左向右结合若 struct student stu, *p=&stu;

则 stu.num 、 (*p).num 、 p->num 等效


指向结构体数组的指针指向结构体数组的指针指向结构体数组的指针

与指向其他基本类型数组的指针用法类似注意相关运算符的结合方向和优先级

举例struct student stu[10], p=stu;

++p->num; /* 同 ++(p->num); */

p++->num; /* 同 (p++)->num; */

(++p)->num;

(p++)->num;


结构体指针作函数参数举例结构体指针作函数参数举例void input(struct student *p){ scanf("%d %s %c %d.%d.%d %f", &p->num, p->name, &p->sex, &p->birthday.year, &p->birthday.month, &p->birthday.day, &p->score);}int main (){ struct student stu[20]; int i; for (i=0; i<20; i++) input(stu+i);}


定义类型别名定义类型别名一般形式

typedef <变量定义形式中变量名换成类型名 > 举例

typedef float REAL; typedef struct {

int month;

int day;

int year;

} DATE;


动态存储分配函数动态存储分配函数动态分配存储

根据需要开辟或释放存储单元相关函数

malloc 函数 calloc 函数 free 函数

说明应包含 malloc.h 或 stdlib.h


mallocmalloc 函数函数函数原型

typedef unsigned size_t; void *malloc(size_t size);

参数 size: 分配存储空间的字节数

返回值若成功，返回指向分配区域起始地址的指针若失败，返回 NULL


calloccalloc 函数函数函数原型

void *calloc(size_t n,

size_t size); 参数

n : 分配内存的项目数 size: 分配内存的每个项目的字节数

返回值若成功，返回指向分配区域起始地址的指针若失败，返回 NULL


freefree 函数函数函数原型

void free(void *ptr); 参数

ptr: 要释放的内存区地址说明

释放 ptr 指向的内存区释放后的内存区能够分配给其他变量使用


结构体的应用—链表结构体的应用—链表 (Link List)(Link List)

a1a1 a2a2 a3a3 ...... anan ^̂headhead

struct nodestruct node

datadata nextnext

aiai

struct node {

int data;

struct node *next;

};

struct node *head;

struct node {

int data;

struct node *next;

};

struct node *head;


链表的操作链表的操作链表的建立

从链尾到链头：新结点插入到链头从链头到链尾：新结点插入到链尾

链表的遍历删除结点

根据一定的条件，删除一个或多个结点插入结点

根据一定的条件，把新结点插入到指定位置


建立链表建立链表 ((从链尾到链头从链尾到链头 ))

headhead ai-1ai-1......

④ head = p;④ head = p;

② p = malloc(sizeof (struct node)); p->data = a[i]; ② p = malloc(sizeof (struct node)); p->data = a[i];

① for(i=0; i<n; i++)① for(i=0; i<n; i++)

pp

aiai③ p->next = head;③ p->next = head;


建立链表建立链表 ((从链头到链尾从链头到链尾 ))

ai-1ai-1 ^̂......

④ p->next = q;④ p->next = q;

② q = malloc(sizeof (struct node)); q->data = a[i]; ② q = malloc(sizeof (struct node)); q->data = a[i];

① for(i=0; i<n; i++)① for(i=0; i<n; i++)

aiai ^̂

qq③ q->next = NULL;③ q->next = NULL;

pp⑤ p = q;⑤ p = q;


遍历链表遍历链表

...... ai-1ai-1 aiai ai+1ai+1......

③ p = p->next;③ p = p->next;

pp

① while(p)① while(p)

② printf("%d", p->data);② printf("%d", p->data);


删除结点删除结点

...... ai-1ai-1 aiai ai+1ai+1......

③ p->next = q->next;③ p->next = q->next;

④ free(q);④ free(q);

② q = p->next;② q = p->next;

pp qq

① if(p->next满足删除条件 )① if(p->next满足删除条件 )


插入结点插入结点

...... aiai ai+1ai+1......

④ p->next = q;④ p->next = q;

② q = malloc(sizeof (struct node)); q->data = x; ② q = malloc(sizeof (struct node)); q->data = x;

pp ① if(p满足插入条件 )① if(p满足插入条件 )

qq

xx

③ q->next = p->next;③ q->next = p->next;


链表操作中需要注意的几个问题链表操作中需要注意的几个问题注意考虑几个特殊情况下的操作

链表为空表 (head==NULL) 链表只有一个结点对链表的第一个结点进行操作对链表的最后一个结点进行操作

最后一个结点的 next 指针应为 NULL 可以定义一个结构体类型用于表示结点

的数据部分，以便于对数据的操作


结束

The EndThe End

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