第八部分结构和联合类型.ppt

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1、第八章 结构和联合类型,武汉大学计算机学院,主讲：谭成予,教 材:C程序设计导论,本讲重点,结构类型是一种构造数据类型用途：把不同类型的数据组合成一个整体-自定义数据类型,struct 结构名 类型标识符 成员名；类型标识符 成员名；.；,成员类型可以是基本型或构造型(数组、指针或其他结构类型）,struct是关键字,不能省略,合法标识符可省:无名结构类型,结构类型,例 struct student long int order;char name20;char sex;short int age;int score10;char addr30;,结构类型定义描述结构的组织形式,不分配内存,结

2、构类型定义的作用域,结构类型,例 struct id_card char name30;char sex;char nationality20;struct date int year,month,day;birthday;char*p_addr;struct date signed_date;long number;char*office;,同一结构类型各成员不能同名,不同结构类型成员可以同名,结构类型可以嵌套定义,结构类型,例 struct wrong char name30;int count;struct wrong a;,结构类型不能递归定义,结构类型,一般形式：struct 结构名

3、 类型标识符 成员名；类型标识符 成员名；.；struct 结构名 变量名表列；,结构变量的定义,先定义结构类型，再定义结构变量,例 struct student long int order;char name20;char sex;short int age;int score10;char addr30;struct student stu1,stu2;,/*struct coord表示屏幕上一个点的坐标*/例 struct coord float x;float y;struct coord first,second;,结构变量的定义,例#define STUDENT struct s

4、tudent STUDENT long int order;char name20;char sex;short int age;int score10;char addr30;STUDENT stu1,stu2;,结构变量的定义,struct 结构名 类型标识符 成员名；类型标识符 成员名；.变量名表列；,一般形式：,定义结构类型的同时定义结构变量,结构变量的定义,例 struct student long int order;char name20;char sex;short int age;int score10;char addr30;stu1,stu2;,例 struct coor

5、d float x;float y;first,second;/*struct coord表示屏幕上一个点的坐标*/,结构变量的定义,直接定义结构类型变量,结构变量的定义,例 struct long int order;char name20;char sex;short int age;int score10;char addr30;stu1,stu2;,例 struct float x;float y;first,second;/*struct coord表示屏幕上一个点的坐标*/,结构变量的定义,说明结构类型与结构类型变量概念不同类型:不分配内存；变量:分配内存类型:不能赋值、存取、运算

6、;变量:可以结构类型可嵌套结构类型成员名与程序中变量名可相同，不会混淆结构类型及变量的作用域与生存期,结构变量的定义,结构变量的定义,结构变量的定义,结构类型变量的引用,引用规则 结构类型变量不能整体引用,只能引用变量成员 引用方式：结构类型变量名.成员名可以将一个结构类型变量赋值给另一个结构类型变量结构类型嵌套时逐级引用,成员(分量)运算符优先级:1结合性:从左向右,结构类型变量不能整体引用,只能引用变量成员引用方式：结构类型变量名.成员名,结构类型变量的引用,结构类型变量的引用,不能整体引用,结构类型变量的引用,不能整体引用,结构类型嵌套时逐级引用,结构类型变量的引用,例 struct s

7、tudent int num;char name20;struct date int month;int day;int year;birthday;stu1,stu2;,stu1.birthday.month=12;,结构类型嵌套时逐级引用,结构类型变量的引用,/*L8-1.C:计算某个同学5门课程成绩的平均分。*/#include int main(void)struct studentchar*name;/*姓名*/long order;/*学号*/int score5;/*成绩*/float average;/*平均分*/who;int sum=0,n;printf(“input na

8、me,order and 5 scoresn”);scanf(“%s%ld”,who.name,char name20;,for(n=0;n5;n+)scanf(“%d”,/*L8-2.C:输入矩形左上角和右下角坐标，计算该矩形长和宽及面积。*/#include#include int main(void)float length,width,area;struct coordfloat x,y;struct rectangle struct coord topleft,bottomrt；mybox;printf(“enter the top left x,y coordinate:n”);s

9、canf(“%f%f”,struct 结构类型名 类型标识符 成员名；类型标识符 成员名；.；struct 结构类型名 结构类型变量=初始数据；,形式一：,结构变量的初始化,例 struct student int num;char name20;char sex;int age;char addr30;struct student stu1=112,“Wang Lin”,M,19,“200 Beijing Road”;,结构变量的初始化,例 struct student char name20;long order;int score5;float average;struct studen

10、t who=“Wang Lin”,031112,92,91,89,87,94,0.0;,结构变量的初始化,例 struct coord float x,y;struct rectanglestruct coord topleft;struct coord bottomrt;struct rectangle mybox=1.8,8.3,12.4,1.29;,结构变量的初始化,struct 结构类型名 类型标识符 成员名；类型标识符 成员名；.结构类型变量=初始数据；,形式二：,结构变量的初始化,例 struct student int num;char name20;char sex;int a

11、ge;char addr30;stu1=112,“Wang Lin”,M,19,“200 Beijing Road”;,初值表中初值的个数=结构变量长远的个数,结构变量的初始化,例 struct student char name20;long order;int score5;float average;who=“Wang Lin”,031112,92,91,89,87,94,0.0;,例 struct coord float x,y;struct rectanglestruct coord topleft;struct coord bottomrt;mybox=1.8,8.3,12.4,1

12、.29;,结构变量的初始化,struct 类型标识符 成员名；类型标识符 成员名；.结构类型变量=初始数据；,形式三：,结构变量的初始化,例 struct int num;char name20;char sex;int age;char addr30;stu1=112,“Wang Lin”,M,19,“200 Beijing Road”;,结构变量的初始化,例 struct char name20;long order;int score5;float average;who=“Wang Lin”,031112,92,91,89,87,94,0.0;,例 struct coord float

13、 x,y;struct struct coord topleft;struct coord bottomrt;mybox=1.8,8.3,12.4,1.29;,结构变量的初始化,本讲重点,指向结构类型变量的指针定义形式：struct 结构类型名*结构类型指针名;例 struct student*p;,存放结构类型变量在内存的起始地址,struct student stu1;struct student*p=(*p).num=101,结构类型和指针,结构类型和指针,(*结构类型指针名).成员名,结构类型指针名-成员名,结构类型变量名.成员名,使用结构类型指针变量引用成员形式,指向运算符优先级:1

14、结合方向：从左向右,例 int n;int*p=n=10,结构类型和指针,int main(void)struct student long int num;char name20;char sex;float score;stu_1,*p;p=,例8.3 指向结构类型的指针变量,struct student int num;char name20;char sex;int age;stu3=10101,Li Lin,M,18,10102,Zhang Fun,M,19,10104,Wang Min,F,20;int main(void)struct student*p;for(p=stu;pn

15、um,p-name,p-sex,p-age);return 0;,例 指向结构类型数组的指针,/*L8-3.C:分析下面程序的运行结果*/#include int main(void)struct int x;int y;a2=1,2,3,4,*p=a;printf(“%d,”,+p-x);printf(%dn”,(+p)-x);return 0;,1,2,3,4,2,2,3,结构类型和指针,本讲重点,形式一:struct student int num;char name20;char sex;int age;struct student stu2;,结构数组的定义,三种形式：,形式二:st

16、ruct student int num;char name20;char sex;int age;stu2;,结构数组的定义,形式三:struct int num;char name20;char sex;int age;stu2;,结构数组的定义,结构数组初始化,顺序初始化:struct student int num;char name20;char sex;int age;struct student stu=100,“Wang Lin”,M,20,101,“Li Gang”,M,19,110,“Liu Yan”,F,19;,结构数组初始化,例 struct int num;char

17、name20;char sex;int age;stu=,;,例 struct student int num;char name20;char sex;int age;stu=,;,结构数组初始化,结构数组引用,引用方式：结构数组名下标.成员名,例8.4 统计后选人选票,struct person char name20;int count;leader3=“Li”,0,“Zhang”,0,”Wang“,0;int main(void)int i,j;char leader_name20;for(i=1;i=10;i+)scanf(%s,leader_name);for(j=0;j3;j+)

18、if(strcmp(leader_name,leaderj.name)=0)leaderj.count+;for(i=0;i3;i+)printf(%5s:%dn,leaderi.name,leaderi.count);return 0;,应用举例,例8.5 编程，输入10个学生的姓名和数学、英语和语文三门功课的成绩，计算每个学生的平均成绩，并输出学生姓名和平均成绩。,#include#define N 30struct studentchar name20;/*学生姓名*/float math;/*数学成绩*/float eng;/*英语成绩*/float cuit;/*语文成绩*/floa

19、t aver;/*平均成绩*/;,int main(void)struct student sN;int i;for(i=0;iN;i+)printf(“请输入第%d学生的数据n”,i+1);printf(“姓名：”);gets(si.name);printf(“数学、英语、语文成绩：”);scanf(“%f,%f,%f”,例8.6 输入N个整数，记录输入的数和序号，按从小到大的顺序排列（如果两个整数相同，按输入的先后次序排列）。输出排序以后的每个整数和它原来的序号。,#include#define N 10struct dataint no;int num;int main(void)str

20、uct data xN,temp;int i,j;/*输入10个整数*/printf(“输入10个整数：”);for(i=0;iN;i+)scanf(“%d”,int main(void)struct student sN;int i;for(i=0;iN;i+)printf(“请输入第%d学生的数据n”,i+1);printf(“姓名：”);gets(si.name);printf(“数学、英语、语文成绩：”);scanf(“%f,%f,%f”,例8.7,问题描述：n个小孩围成一圈，依次编号。老师指定从第w个小孩开始报数，报数为s的小孩出列；然后从下一个小孩开始重新报数，重复上述过程，直到所

21、有小孩都出列。,分析：数据结构，如何表示队列和小孩？每个小孩用一个结构类型表示：struct child int ino;/*当前小孩编号*/int next;/*下一个小孩编号*/n个小孩组成队列用结构数组表示：struct child linkN+1;/*下标为0的元素不使用*/N为可以容纳的人数上限,约瑟夫问题,分析：算法：（1）初始化队列link:linkk.nextk+1 k=1,n-1 linkn.next1（2）开始报数 if(linkk.ino!=0)如果第k个小孩在队列中 I+1I 报数变量I 加1（3）如果I=s，则第k个人出列，转（5），否则转（4）（4）k更新为下一个小

22、孩编号 klinkk.next,转（2）（5）输出第k个小孩编号linkk.ino（6）linkk.ino0表示已经出列（7）已经出列人数加1count（8）如果count等于总人数n，则转（9），否则转（2）（9）算法结束,约瑟夫问题,#include#define N 100/*程序能够处理的人数上限*/int main()struct child int ino,next;linkN+1;int I,n_child,which,com_out,k,count;/*输入已知数据：小孩实际人数、初始报数小孩编号、出列的编号*/scanf(“%d%d%d”,/*出列人数*/,while(cou

23、nt!=n_child)I=0;/*报数的数值*/while(1)if(linkk.ino!=0)I+;if(I=come_out)break;k=linkk.next;printf(“%dt”,linkk.ino);/*输出出队小孩编号*/linkk.ino=0;/*第k个小孩出队*/count+;/*出队人数加1*/if(count%10=0)printf(“n”);printf(“bye!n”);return 0;,例8.8 编程实现两个复数的乘法运算。,分析：一个复数由实部和虚部组成，可以用含有两个浮点数类型的成员的结构类型来表示：struct complex float re;/*实

24、部*/float im;/*虚部*/;struct complex x,y;x*y的结果的实部为x.re*y.re-x.im*y.im x*y的结果的虚部为x.re*y.im+x.im*y.re,#include struct complex float re;float im;int main(void)struct complex x,y,z;printf(“请输入第1个复数n”);printf(“实部：”);scanf(“%f”,例8.9 编程计算当前时间的下一秒的时间。,分析：时间由时、分、秒构成，采用一个结构类型来表示时间：struct time int hour;/*时*/int

25、minutes;/*分*/int second;/*秒*/;,#include struct time int hour;int minutes;int second;int main(void)struct time now,ntime;printf(“请输入当前时间，时间格式：时：分：秒n”);scanf(“%d:%d:%d”,本讲重点,引用自身的结构,例如，struct tnodechar word20;int count;struct tnode*left;struct tnode*right;,结构成员：指向自身所属的结构类型的对象,常用于构造各种数据结构：队列、链表、树、图等。,链

26、接方式存储的线性表简称为链表（Linked List），是常见的数据结构。链表的具体存储表示为：用一组任意的存储单元来存放线性表的结点（这组存储单元既可以是连续的，也可以是不连续的）链表中结点的逻辑次序和物理次序不一定相同。为了能正确表示结点间的逻辑关系，在存储每个结点值的同时，还必须存储指示其后继结点的地址（或位置）信息（称为指针（pointer）或链(link)）,什么是链表？,datanext data域-存放结点值的数据域next域-存放结点的直接后继的地址（位置）的指针域（链域）例如：struct node int data;struct node*next;,链表的结点结构,单链表

27、：每个结点只有一个链域的链表。,head：链表的头指针,链表分类,循环链表,链表分类,双向链表：每个结点有两个链域的链表。,NULL,链表分类,1,2,3,链表中结点都在程序中定义，不是临时开辟的，用完后不能释放，并且，链表中可以创建的结点数有限制。称为“静态链表”,静态链表,#include#include struct nodeint data;struct node*next;int main()struct node a,b,c,*head;*p;a.data=1;b.data=2;c.data=3;head=,c.next=NULL;p=head;doprintf(“%dt”,p-d

28、ata);p=p-next;while(p!=NULL);return 0;,建立链表遍历链表删除链表中的结点插入结点 以单链表为例进行说明。,对链表的操作,结点类型：struct child char name20;struct child*next;*new,*head,*tail;,先进先出链表,(1)头指针置空head=NULL;(2)创建新结点new=(struct child*)malloc(sizeof(struct child);new-next=NULL;(3)新结点连入链表 if(head=NULL)head=new;tail=new;else tail-next=new;

29、重复（2）、（3）步直到链表创建完成。,建立链表(尾插法建表）,建立链表(尾插法建表）,#include#include struct nodeint data;struct node*next;struct node*creatrightlink-_1()struct node*head,*new,*tail;int n;head=NULL;scanf(“%d”,建立链表(尾插法建表）,#include#include struct nodeint data;struct node*next;int creatrightlink_2(struct node*phead)struct node

30、*new,*tail;int n,k=0;*phead=NULL;scanf(“%d”,(1)头指针置空head=NULL;(2)创建新结点new=(struct child*)malloc(sizeof(struct child);(3)新结点连入链表 new-next=head;head=new;重复（2）、（3）步直到链表创建完成。,后进先出链表,建立链表(头插法建表）,建立链表(头插法建表）,#include#include struct nodeint data;struct node*next;struct node*creatleftlink_1()struct node*hea

31、d,*new;int n;head=NULL;scanf(“%d”,建立链表(头插法建表）,#include#include struct nodeint data;struct node*next;int creatleftlink_2(struct node*phead)struct node*new;int n,k=0;*phead=NULL;scanf(“%d”,head=NULL;创建新结点new=(struct child*)malloc(sizeof(struct child);找到标记结点marker（新结点插入在标记结点的后面）新结点连入链表 new-next=marker-

32、next;marker-next=new;重复（2）、（3）、（4）步直到链表创建完成。,在链表中间插入结点，一般用于建立有序链表,建立链表,p=head;while(p!=NULL)puts(p-name);/*输出当前结点数据*/p=p-next;/*p更新为下一个结点地址*/,功能：将整个链表的数据从头到尾扫描一遍,遍历链表,#include#include struct nodeint data;struct node*next;void printlink(struct node*head)struct node*p;p=head;while(p!=NULL)printf(“%dn”

33、,p-data;p=p-next;,（1）找到要删除的结点，current指向该结点，p指向要删除结点的前趋结点。（2）如果要删除的结点为头结点，则 head=current-next;（3）如果要删除的结点不是头结点，则 p-next=current-next（4）释放已经删除的结点 free(current);,从链表中删除结点,从链表中删除结点,#include#include struct nodeint data;struct node*next;struct node*deletelink_1(struct node*head,int n)struct node*p,*q;p=he

34、ad;while(p-data!=n,从链表中删除结点,#include#include struct nodeint data;struct node*next;int deletelink_2(struct node*phead,int n)struct node*p,*q;p=*phead;while(p-data!=n,向一个有序链表中插入新结点（new)。（1）找到要插入结点的位置，插入在r指向的结点前面，p指向的结点后面。（2）如果要插入在头结点前面，则new-next=head;head=new;（3）如果要插入的位置不是头结点前面，则 new-next=r;p-next=new

35、;,将一个结点插入一个已经存在的链表中，例如插入在链表尾部、头部或者插入在一个有序链表中。,插入结点,插入结点,#include#include struct nodeint data;struct node*next;struct node*insertsort(struct node*head,int n)struct node*new,*p,*q;new=(struct node*)malloc(sizeof(struct node);new-data=n;p=head;while(p!=NULL,插入结点,struct node*creatsortlink(struct node*he

36、ad)int n;head=NULL;scanf(“%d”,本讲重点,构造数据类型,也叫共用体用途：使几个不同类型的变量共占一段内存(相互覆盖）,union 联合名 类型标识符 成员名；类型标识符 成员名；.；,例 union data int i;char ch;float f;,类型定义不分配内存,联合的定义,联合类型定义定义形式：,形式一:union data int i;char ch;float f;a,b;,形式二:union data int i;char ch;float f;union data a,b,c,*p,d3;,形式三:union int i;char ch;flo

37、at f;a,b,c;,联合变量的定义,联合变量定义分配内存,长度=最长成员所占字节数,联合变量任何时刻只有一个成员存在,联合变量的定义,引用方式：,联合变量引用,例 union int i;char ch;float f;a;a=1;(),引用规则不能引用联合变量，只能引用其成员,联合变量引用,例 a.i=1;a.ch=a;a.f=1.5;printf(“%d”,a.i);(编译通过，运行结果不对),联合变量引用,引用规则联合变量中起作用的成员是最后一次存放的成员,例 union int i;char ch;float f;a=1,a,1.5;(),联合变量引用,引用规则不能在定义联合变量时

38、初始化,例 float x;union int i;char ch;float f;a,b;a.i=1;a.ch=a;a.f=1.5;b=a;()x=a.f;(),引用规则可以用一个联合变量为另一个变量赋值,联合变量引用,例 将一个整数按字节输出,i=60501ch0=101,ch1=141ch0=A,ch1=a,int main()union int_char int i;char ch2;x;x.i=24897;printf(i=%on,x.i);printf(ch0=%o,ch1=%on ch0=%c,ch1=%cn,x.ch0,x.ch1,x.ch0,x.ch1);return 0;,

39、运行结果：,区别：存储方式不同联系：两者可相互嵌套,结构类型与联合,例 结构类型中嵌套联合,struct int num;char name10;char sex;char job;union int class;char position10;category;person2;,例联合中嵌套结构类型，机器字数据与字节数据的处理,struct w_tag char low;char high;union u_tag struct w_tag byte_acc;int word_acc;u_acc;,例 编程，输入一个长整型的整数，分别取出该数的各字节的值。,分析：定义一个联合类型如下所示：un

40、ion data char s5;long n;,例 编程，输入一个长整型的整数，分别取出该数的各字节的值。,#include union datachar s5;long n;int main(void)union data x;int i;printf(“输入一个长整数：”);scanf(“%x”,例 编程存放学生的下述信息：姓名、学号和当前住址，其中学生当前住址有两种情况：在校住宿学生用学校地址（楼房名和房间号），非在校学生用家庭住址（街道号、街道名和城市名）。并输出指定姓名学生的当前住址。,struct off_schoolint strnum;/*街道号*/char strname2

41、0;/*街道名*/char city20;/*城市名*/;struct in_schoolint roomnum;/*房间号*/char dorm20;/*楼房名*/;union addressstruct off_school town;struct in_school gown;,struct studentint num;/*学号*/char name20;/*姓名*/char off_in;/*是否在学校住*/union address ad;/*当前住址*/;,#include include#define N 3struct off_schoolint strnum;char st

42、rname20;char city20;struct in_schoolint roomnum;char dorm20;union addressstruct off_school town;struct in_school gown;,struct studentint num;char name20;char off_in;union address ad;,int main(void)struct student sN;char name20;int i;for(i=0;iN;i+)printf(“请输入第%d个学生数据n”,i+1);printf(“学号：”);scanf(“%d”,p

43、rintf(“是否在校住宿学生（n在校住宿、其他表示非在校住宿）：”);si.off_in=getchar();printf(“请输入当前地址n”);i f(si.off_in=n)printf(“请输入房间名和房间号：”);scanf(“%d%s”,printf(“输入姓名”);gets(name);for(i=0;iN;i+)if(!strcmp(si.name,name)if(si.off_in=n)printf(“姓名：%s是在校住宿学生n”,si.name);printf(“楼房名：%s房间号%dn”,si.ad.gown.dorm,si.ad.gown.roomnum);elseprintf(“姓名：%s非在校住宿学生n”,si.name);printf(“城市名：%s楼房名：%s房间号：%dn”,si.ad.town.city,si.ad.town.strname,si.ad.town.strnum);else printf(“没有这个学生”);return 0;,THE END,