C语言教案第10章.docx
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C语言教案第10章
●复习
数据的基本类型和数组的使用
●新授
第九章 结构体和共用体
当处理一组不同类型的数据时,如职工登记表,有姓名(字符型),工号(字符型或整型),性别(字符型),年龄(整型),工资(实型)各个字段的类型不同,不能用数组实现,因为数组要求各元素的类型和长度相同,为将不同数据类型、但相互关联的一组数据,组合成一个有机整体使用,C语言提供一种称为“结构体”的构造数据类型。
9.1结构类型与结构变量的定义
“结构”是一种复合的数据类型,是数目固定,类型不同的的若干有序变量的集合。
C语言中的结构类型,相当于其它高级语言中的“记录”类型,它是一种构造类型,由若干成员组成的,每个成员可以是一个基本数据类型或者是一个构造类型。
9.1.1结构类型定义
结构类型在使用之前也要先定义,其定义格式为:
struct结构类型名/*struct是结构类型关键字*/
{数据类型数据项1;
数据类型数据项2;
…………
数据类型数据项n;
};/*此行分号不能少!
*/
[案例10.1]定义一个反映学生基本情况的结构类型,用以存储学生的相关信息。
/*案例代码文件名:
AL10_1.C。
*/
/*功能:
定义一个反映学生基本情况的结构类型*/
structdate/*日期结构类型:
由年、月、日三项组成*/
{intyear;
intmonth;
intday;
};
structstd_info/*学生信息结构类型:
由学号、姓名、性别和生日共4项组成*/
{charno[7];
charname[9];
charsex[3];
structdatebirthday;
};
structscore/*成绩结构类型:
由学号和三门成绩共4项组成*/
{charno[7];
intscore1;
intscore2;
intscore3;
};
说明:
(1)“结构类型名”和“数据项”的命名规则,与变量名相同。
(2)数据类型相同的数据项,既可逐个、逐行分别定义,也可合并成一行定义。
例如,本案例代码中的日期结构类型,也可改为如下形式:
structdate
{intyear,month,day;
};
(3)结构类型中的数据项,既可以是基本数据类型,也允许是另一个已经定义的结构类型,即嵌套的结构体。
例如,本案例代码中的结构类型std_info,其数据项“birthday”就是一个已经定义的日期结构类型date。
(4)本书将1个数据项称为结构类型的1个成员(或分量)。
9.1.2结构变量定义
用户自己定义的结构类型,与系统定义的标准类型(int、char等)一样,可用来定义结构变量的类型。
1、定义结构变量的方法,可概括为两种:
(1)间接定义法──先定义结构类型、再定义结构变量
例如,利用[案例10.1]中定义的学生信息结构类型std_info,定义了一个相应的结构变量student:
structstd_infostudent;
结构变量student:
拥有结构类型的全部成员,其中birthday成员是一个日期结构类型,它又由3个成员构成。
(2)直接定义法──在定义结构类型的同时,定义结构变量
例如,结构变量student的定义可以改为如下形式:
structstd_info
{……
}student;
同时定义结构类型及其结构变量的一般格式如下:
struct[结构类型名]
{……
}结构变量表;
2、说明
(1)结构类型与结构变量是两个不同的概念,其区别如同int类型与int型变量的区别一样。
(2)结构类型中的成员名,可以与程序中的变量同名,它们代表不同的对象,互不干扰。
9.2结构变量的引用与初始化
[案例10.2]利用[案例10.1]中定义的结构类型structstd_info,定义一个结构变量student,用于存储和显示一个学生的基本情况。
/*案例代码文件名:
AL10_2.C*/
#include"struct.h"
/*定义并初始化一个外部结构变量student*/
structstd_infostudent={"000102","张三","男",{1980,9,20}};
main()
{printf("No:
%s\n",student.no);
printf("Name:
%s\n",student.name);
printf("Sex:
%s\n",student.sex);
printf("Birthday:
%d-%d-%d\n",student.birthday.year,student.birthday.month,student.birthday.day);
}
程序运行结果:
No:
000102
Name:
张三
Sex:
男
Birthday:
1980-9-20
1、.结构变量的引用规则
对于结构变量,要通过成员运算符“.”,逐个访问其成员,且访问的格式为:
结构变量.成员/*其中的“.”是成员运算符*/
例如,案例中的student.no,引用结构变量student中的no成员;student.name引用结构变量student中的name成员,等等。
如果某成员本身又是一个结构类型,则只能通过多级的分量运算,对最低一级的成员进行引用。
此时的引用格式扩展为:
结构变量.成员.子成员.….最低1级子成员
例如,引用结构变量student中的birthday成员的格式分别为:
student.birthday.year
student.birthday.month
student.birthday.day
(1)对最低一级成员,可像同类型的普通变量一样,进行相应的各种运算。
(2)既可引用结构变量成员的地址,也可引用结构变量的地址。
例如,&student.name,&student。
2、.结构变量的初始化
结构变量初始化的格式,与一维数组相似:
结构变量={初值表}
不同的是:
如果某成员本身又是结构类型,则该成员的初值为一个初值表。
例如,[案例10.2]中的student={"000102","张三","男",{1980,9,20}}。
●小结
结构类型的定义,结构变量的定义,结构变量的引用与初始化。
●作业
●复习
结构和结构变量的定义,结构变量的引用和初始化,数组的使用。
●新授
9.3结构数组
一个结构体变量只能存放一个对象(如一个学生或一个职工)的一组数据,如果要存放一个班(30人)学生的有关数据就要设30个结构体变量,显然是不方便的,人们自然想到使用数组。
结构数组的每一个元素,都是结构类型数据,均包含结构类型的所有成员。
定义结构体数组的方法与定义结构体变量方法相似,只是要多用一个方括号以说明它是个数组。
与结构变量的定义相似,结构数组的定义也分直接定义和间接定义两种方法,只需说明为数组即可。
只有对定义为外部的或静态的数组才能初始化。
在对结构体变量初始化时,要将每个元素的数据分别用花括号括起来。
与普通数组一样,结构数组也可在定义时进行初始化。
初始化的格式为:
结构数组[n]={{初值表1},{初值表2},...,{初值表n}}
例如,本案例中的结构数组student[3]。
[案例10.3]利用[案例10.1]中定义的结构类型structstd_info,定义一个结构数组student,用于存储和显示三个学生的基本情况。
/*案例代码文件名:
AL10_3.C*/
#include"struct.h"
/*定义并初始化一个外部结构数组student[3]*/
structstd_infostudent[3]={{“000102”,“张三”,“男”,{1980,9,20}},
{“000105”,“李四”,“男”,{1980,8,15}},
{“000112”,“王五”,“女”,{1980,3,10}}};
/*主函数main()*/
main()
{inti;
/*打印表头:
"□"表示1个空格字符*/
printf("No.□□□□Name□□□□□Sex□Birthday\n");
/*输出三个学生的基本情况*/
for(i=0;i<3;i++)
{printf("%-7s",student[i].no);
printf("%-9s",student[i].name);
printf("%-4s",student[i].sex);
printf("%d-%d-%d\n",student[i].birthday.year,
student[i].birthday.month,student[i].birthday.day);
}
}
程序运行结果:
No.NameSexBirthday
000102张三男1980-9-20
000105李四男1980-8-15
000112王五女1980-3-10
●小结
结构数组的定义,结构数组的引用与初始化。
●作业
实验报告
9.4指向结构类型数据的指针
结构变量在内存中的起始地址称为结构变量的指针。
9.4.1指向结构变量的指针
[案例10.4]使用指向结构变量的指针来访问结构变量的各个成员。
/*案例代码文件名:
AL10_4.C*/
#include“struct.h”
structstd_infostudent={“000102”,“张三”,“男”,{1980,9,20}};
main()
{structstd_info*p_std=&student;
printf("No:
%s\n",p_std->no);
printf("Name:
%s\n",p_std->name);
printf("Sex:
%s\n",p_std->sex);
printf("Birthday:
%d-%d-%d\n",p_std->birthday.year,
p_std->birthday.month,p_std->birthday.day);
}
通过指向结构变量的指针来访问结构变量的成员,与直接使用结构变量的效果一样。
一般地说,如果指针变量pointer已指向结构变量var,则以下三种形式等价:
(1)var.成员
(2)pointer->成员
(3)(*pointer).成员/*“*pointer”外面的括号不能省!
*/
注意:
在格式
(1)中,分量运算符左侧的运算对象,只能是结构变量,;而在格式
(2)中,指向运算符左侧的运算对象,只能是指向结构变量(或结构数组)的指针变量,否则都出错。
思考题:
如果要求从键盘上输入结构变量student的各成员数据,如何修改程序?
9.4.2指向结构数组的指针
[案例10.5]使用指向结构数组的指针来访问结构数组。
/*案例代码文件名:
AL10_5.C*/
#include"struct.h"
/*定义并初始化一个外部结构数组student*/
structstd_infostudent[3]={{"000102","张三","男",{1980,5,20}},
{"000105","李四","男",{1980,8,15}},
{“000112”,“王五”,“女”,{1980,3,10}}};
main()
{structstd_info*p_std=student;
inti=0;
/*打印表头*/
printf("No.□□□□Name□□□□□Sex□Birthday\n");
/*输出结构数组内容*/
for(;i<3;i++,p_std++)
{printf("%-7s%-9s%-4s",p_std->no,p_std->name,p_std->sex);
printf("%4d-%2d-%2d\n",p_std->birthday.year,
p_std->birthday.month,p_std->birthday.day);
}
}
如果指针变量p已指向某结构数组,则p+1指向结构数组的下一个元素,而不是当前元素的下一个成员。
另外,如果指针变量p已经指向一个结构变量(或结构数组),就不能再使之指向结构变量(或结构数组元素)的某一成员。
9.4.3指向结构数据的指针作函数参数
[案例10.6]用函数调用方式,改写[案例10.5]:
编写一个专门的显示函数display(),通过主函数调用来实现显示。
/*案例代码文件名:
AL10_6.C*/
#include"struct.h"
/*定义并初始化一个外部结构数组student*/
structstd_infostudent[3]={{"000102","张三","男",{1980,5,20}},
{"000105","李四","男",{1980,8,15}},
{“000112”,“王五”,“女”,{1980,3,10}}};
/*主函数main()*/
main()
{voiddisplay();/*函数说明*/
inti=0;
/*打印表头*/
printf("No.□□□□Name□□□□□Sex□Birthday\n");
/*打印内容*/
for(;i<3;i++)
{display(student+i);
printf("\n");
}
}
voiddisplay(structstd_info*p_std)
{printf("%-7s%-9s%-4s",p_std->no,
p_std->name,p_std->sex);
printf("%4d-%2d-%2d\n",p_std->birthday.year,
p_std->birthday.month,p_std->birthday.day);
}
/*打印内容*/
for(;i<3;i++)
{display(student+i);
printf("\n");
}
}
voiddisplay(structstd_info*p_std)
{printf("%-7s%-9s%-4s",p_std->no,
p_std->name,p_std->sex);
printf("%4d-%2d-%2d\n",p_std->birthday.year,
p_std->birthday.month,p_std->birthday.day);
}
●复习
指针的具体使用。
●新授
9.5链表结构
9.5.1概述
1.链表结构
链表作为一种常用的、能够实现动态存储分配的数据结构,在《数据结构》课程中有详细介绍。
为方便没有学过数据结构的读者,本书从应用角度,对链表作一简单介绍。
图10-1所示为单链表。
(1)头指针变量head──指向链表的首结点。
(2)每个结点由2个域组成:
1)数据域──存储结点本身的信息。
2)指针域──指向后继结点的指针。
(3)尾结点的指针域置为“NULL(空)”,作为链表结束的标志。
2.对链表的基本操作
对链表的基本操作有:
创建、检索(查找)、插入、删除和修改等。
(1)创建链表是指,从无到有地建立起一个链表,即往空链表中依次插入若干结点,并保持结点之间的前驱和后继关系。
(2)检索操作是指,按给定的结点索引号或检索条件,查找某个结点。
如果找到指定的结点,则称为检索成功;否则,称为检索失败。
(3)插入操作是指,在结点ki-1与ki之间插入一个新的结点k’,使线性表的长度增1,且ki-1与ki的逻辑关系发生如下变化:
插入前,ki-1是ki的前驱,ki是ki-1的后继;插入后,新插入的结点k’成为ki-1的后继、ki的前驱,如图10-2所示。
(4)删除操作是指,删除结点ki,使线性表的长度减1,且ki-1、ki和ki+1之间的逻辑关系发生如下变化:
删除前,ki是ki+1的前驱、ki-1的后继;删除后,ki-1成为ki+1的前驱,ki+1成为ki-1的后继,如图10-3所示。
3.C语言对链表结点的结构描述
在C语言中,用结构类型来描述结点结构。
例如:
structgrade
{charno[7];/*学号*/
intscore;/*成绩*/
structgrade*next;/*指针域*/
};
9.5.2创建一个新链表
[案例10.7]编写一个create()函数,按照规定的结点结构,创建一个单链表(链表中的结点个数不限)。
基本思路:
首先向系统申请一个结点的空间,然后输入结点数据域的(2个)数据项,并将指针域置为空(链尾标志),最后将新结点插入到链表尾。
对于链表的第一个结点,还要设置头指针变量。
另外,案例代码中的3个指针变量head、new和tail的说明如下:
(1)head──头指针变量,指向链表的第一个结点,用作函数返回值。
(2)new──指向新申请的结点。
(3)tail──指向链表的尾结点,用tail->next=new,实现将新申请的结点,插入到链表尾,使之成为新的尾结点。
/*案例代码文件名:
AL10_7.C*/
#defineNULL0
#defineLENsizeof(structgrade)/*定义结点长度*/
/*定义结点结构*/
structgrade
{charno[7];/*学号*/
intscore;/*成绩*/
structgrade*next;/*指针域*/
};
/*create()函数:
创建一个具有头结点的单链表*/
/*形参:
无*/
/*返回值:
返回单链表的头指针*/
structgrade*create(void)
{structgrade*head=NULL,*new,*tail;
intcount=0;/*链表中的结点个数(初值为0)*/
for(;;)/*缺省3个表达式的for语句*/
{new=(structgrade*)malloc(LEN);/*申请一个新结点的空间*/
/*1、输入结点数据域的各数据项*/
printf("InputthenumberofstudentNo.%d(6bytes):
",count+1);
scanf("%6s",new->no);
if(strcmp(new->no,"000000")==0)/*如果学号为6个0,则退出*/
{free(new);/*释放最后申请的结点空间*/
break;/*结束for语句*/
}
printf("InputthescoreofthestudentNo.%d:
",count+1);
scanf("%d",&new->score);
count++;/*结点个数加1*/
/*2、置新结点的指针域为空*/
new->next=NULL;
/*3、将新结点插入到链表尾,并设置新的尾指针*/
if(count==1)head=new;/*是第一个结点,置头指针*/
elsetail->next=new;/*非首结点,将新结点插入到链表尾*/
tail=new;/*设置新的尾结点*/
}
return(head);
}
思考题:
在设计存储学号数据的字符数组时,其元素个数应为学号长度+1。
为什么?
9.5.3对链表的插入操作
[案例10.8]编写一个insert()函数,完成在单链表的第i个结点后插入1个新结点的操作。
当i=0时,表示新结点插入到第一个结点之前,成为链表新的首结点。
基本思路:
通过单链表的头指针,首先找到链表的第一个结点;然后顺着结点的指针域找到第i个结点,最后将新结点插入到第i个结点之后。
/*案例代码文件名:
AL10_8.C*/
/*函数功能:
在单链表的第i个结点后插入1个新结点*/
/*函数参数:
head为单链表的头指针,new指向要插入的新结点,i为结点索引号*/
/*函数返回值:
单链表的头指针*/
structgrade*insert(structgrade*head,structgrade*new,inti)
{structgrade*pointer;
/*将新结点插入到链表中*/
if(head==NULL)head=new,new->next=NULL;/*将新结点插入
到1个空链表中*/
else/*非空链表*/
if(i==0)new->next=head,head=new;/*使新结点成为链表
新的首结点*/
else/*其他位置*/
{pointer=head;
/*查找单链表的第i个结点(pointer指向它)*/
for(;pointer!
=NULL&&i>1;pointer=pointer->next,i--);
if(pointer==NULL)/*越界错*/
printf("Outoftherange,can’tinsertnewnode!
\n");
else/*一般情况:
pointer指向第i个结点*/
new->next=pointer->next,pointer->next=new;
}
return(head);
}
●小结
结构数组的定义,结构数组的引用与初始化。
●作业
实验报告
10.6共用型和枚举型简介
10.6.1共用型
1.概念
使几个不同的变量占用同一段内存空间的结构称为共用型。
2.共用类型的定义──与结构类型的定义类似
union共用类型名
{成员列表;};
3.共用变量的定义──与结构变量的定义类似
(1)间接定义──先定义类型、再定义变量
例如,定义data共用类型变量un1,un2,un3的语句如下:
uniondataun1,un2,un3;
(2)直接定义──定义类型的同时定义变量
例如,union[data]
{inti;
charch;
floatf;
}un1,un2,un3;
共用变量占用的内存空间,等于最长成员的长度,而不是各成员长度之和。
例如,共用变量un1、un2和un3,在16位操作系统中,占用的内存空间均为4字节(不是2+1+4=7字节)。
4.共用变量的引用──与结构变量一样,也只能逐个引用共用变量的成员
例如,访问共用变量un1各成员的格式为:
un1.i、un1.ch、un1.f。
5.特点
(1)系统采用覆盖技术,实现共用变量各成员的内存共享,所以在某一时刻,存放的和起作用的是最后一次存入的成员值。
例如,执行un1.i=1,un1.ch='c',un1.f=3.14后,un1.f才是有效的成员。
(2)由
- 配套讲稿:
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- 语言 教案 10