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第10章 结构与链表
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”的数据结构.
10.1 结构类型与结构变量的定义
10.2 结构变量的引用与初始化
10.3 结构数组
10.4 指向结构类型数据的指针
10.5 链表处理──结构指针的应用
10.6 共用型和枚举型
10.7 定义已有类型的别名
10.1 结构类型与结构变量的定义
C语言中的结构类型,相当于其它高级语言中的“记录”类型.
10.1.1 结构类型定义
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*/
struct date /*日期结构类型：由年、月、日三项组成*/
{int year;
int month;
int day;
};
struct std_info /*学生信息结构类型：由学号、姓名、性别和生日共4项组成*/
{char no[7];
char name[9];
char sex[3];
struct date birthday;
};
struct score /*成绩结构类型：由学号和三门成绩共4项组成*/
{char no[7];
int score1;
int score2;
int score3;
};
(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：
struct date
{int year, 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.
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).
10.1.2 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：
struct std_info student;
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.
注意：使用间接定义法定义结构变量时,必须同时指定结构类型名.
(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：
struct std_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.
10.2 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struct std_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 */
struct std_info student={"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}}.
注意：初值的数据类型,应与结构变量中相应成员所要求的一致,否则会出错.
10.3 结构数组
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.
[案例10.3] 利用[案例10.1]中定义的结构类型struct std_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] */
struct std_info student[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()
{ int i;
/*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);
}
}
[程序演示]
程序运行结果：
No. Name Sex Birthday
000102 张三 男 1980-9-20
000105 李四 男 1980-8-15
000112 王五 女 1980-3-10
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.
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].
10.4 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.
10.4.1 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”
struct std_info student={“000102”,“张三”,“男”,{1980,9,20}};
main()
{ struct std_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);
} [程序演示]
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？
10.4.2 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 */
struct std_info student[3]={{"000102","张三","男",{1980,5,20}},
{"000105","李四","男",{1980,8,15}},
{“000112”,“王五”,“女”,{1980,3,10}} };
main()
{ struct std_info *p_std=student;
int i=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);
}
} [程序演示]
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.
10.4.3 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 */
struct std_info student[3]={{"000102","张三","男",{1980,5,20}},
{"000105","李四","男",{1980,8,15}},
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