C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體與共用體

C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體與共用體第1頁(yè)/共63頁(yè)總體要求：掌握結(jié)構(gòu)體的概念；掌握結(jié)構(gòu)體成員的引用；學(xué)會(huì)使用typedef聲明數(shù)據(jù)類型的別名。

學(xué)習(xí)重點(diǎn)：結(jié)構(gòu)體的概念；結(jié)構(gòu)體成員的引用。

第2頁(yè)/共63頁(yè)結(jié)構(gòu)體概念的引入（為什么需要結(jié)構(gòu)體？）第3頁(yè)/共63頁(yè)已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的數(shù)據(jù)類型：整形、實(shí)型、字符型，另外還有數(shù)組。問(wèn)題：以上數(shù)據(jù)類型和數(shù)組是否完全滿足編程需要？（例如：如何定義一個(gè)工人變量？）第4頁(yè)/共63頁(yè)工人包含有多個(gè)屬性，比如姓名、性別、年齡、工號(hào)、工資等等，我們無(wú)法簡(jiǎn)單的用某一種數(shù)據(jù)類型或者數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)。第5頁(yè)/共63頁(yè)解決方法：C語(yǔ)言中引入了一種新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，稱為“結(jié)構(gòu)體”。它可以把若干個(gè)有內(nèi)在聯(lián)系的數(shù)據(jù)組合在一起，形成一個(gè)有機(jī)整體。

第6頁(yè)/共63頁(yè)通過(guò)結(jié)構(gòu)體，我們就可以方便的來(lái)描述工人，它由若干數(shù)據(jù)項(xiàng)組成，包括：姓名（name）：字符串性別（sex）：字符型年齡（age）：整型工號(hào)（number）：整型工資（salary）：實(shí)型

第7頁(yè)/共63頁(yè)上述五個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成了工人的整體，這就是一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型的數(shù)據(jù)，我們可以給這個(gè)數(shù)據(jù)命名為worker，只要是worker類型的數(shù)據(jù)，都包括這五個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)。

第8頁(yè)/共63頁(yè)9.1結(jié)構(gòu)體類型的說(shuō)明

第9頁(yè)/共63頁(yè)結(jié)構(gòu)體類型是包含若干個(gè)相同或不同數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)項(xiàng)的集合，我們把這些數(shù)據(jù)項(xiàng)稱之為結(jié)構(gòu)體成員，聲明結(jié)構(gòu)體類型的一般形式為：struct結(jié)構(gòu)體標(biāo)識(shí)名{

數(shù)據(jù)類型名1結(jié)構(gòu)體成員名表1；數(shù)據(jù)類型名2結(jié)構(gòu)體成員名表2；．．．．．?dāng)?shù)據(jù)類型名n結(jié)構(gòu)體成員名表n；}；第10頁(yè)/共63頁(yè)說(shuō)明：(1)句首struct是關(guān)鍵字，是聲明結(jié)構(gòu)體類型的標(biāo)識(shí)符?！敖Y(jié)構(gòu)體標(biāo)識(shí)名”定義的是結(jié)構(gòu)體的名字，它是可選項(xiàng)，可以不出現(xiàn)；“結(jié)構(gòu)體成員名表”由多個(gè)成員名組成，彼此之間用分號(hào)隔開(kāi)，兩者都要符合標(biāo)識(shí)符的命名規(guī)則。(2)結(jié)構(gòu)體中定義的所有成員都用大括號(hào)括起來(lái)，成員名可以與程序中其他變量相同。(3)結(jié)構(gòu)體中的“數(shù)據(jù)類型名”可以是基本類型，也可以是構(gòu)造類型（如數(shù)組），還可以是已經(jīng)定義的其他結(jié)構(gòu)體類型。(4)結(jié)構(gòu)體類型的定義只是創(chuàng)建了一種模式，表示該結(jié)構(gòu)體的組成情況。結(jié)構(gòu)體定義結(jié)束后，系統(tǒng)并沒(méi)有為該結(jié)構(gòu)體分配相應(yīng)的空間；只有在我們使用這種結(jié)構(gòu)體進(jìn)行定義變量后，系統(tǒng)才為結(jié)構(gòu)體變量分配存儲(chǔ)空間。

第11頁(yè)/共63頁(yè)上述工人（worker）結(jié)構(gòu)體類型可以聲明為：structworker{ charname[20]; charsex;intage,number;floatsalary;}；

第12頁(yè)/共63頁(yè)9.2結(jié)構(gòu)體變量

第13頁(yè)/共63頁(yè)9.1.2結(jié)構(gòu)體變量定義、初始化及引用1．結(jié)構(gòu)體變量的定義結(jié)構(gòu)體變量的定義通常有以下幾種方法：第14頁(yè)/共63頁(yè)(1)首先說(shuō)明某種結(jié)構(gòu)體類型，然后緊跟在結(jié)構(gòu)體類型說(shuō)明之后定義變量。定義的一般形式如下：

struct[結(jié)構(gòu)體名]{數(shù)據(jù)類型名1結(jié)構(gòu)體成員名表1；數(shù)據(jù)類型名2結(jié)構(gòu)體成員名表2；┇┇數(shù)據(jù)類型名n結(jié)構(gòu)體成員名表n；}變量名表；

第15頁(yè)/共63頁(yè)例如，我們想定義上述“worker”結(jié)構(gòu)體類型的變量，可以這樣寫(xiě)：structworker{ charname[20]; charsex;intage,number;floatsalary;}worker1；

第16頁(yè)/共63頁(yè)從上面我們可以得知，在聲明worker結(jié)構(gòu)體類型的同時(shí)，我們定義了結(jié)構(gòu)體變量worker1。每一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量在定義之后都會(huì)分配一塊連續(xù)的內(nèi)存空間。變量worker1存放的是一組數(shù)據(jù)，具體來(lái)說(shuō)就是一個(gè)工人的信息，各個(gè)成員按照在結(jié)構(gòu)體聲明中的順序依次在內(nèi)存中進(jìn)行排放。第17頁(yè)/共63頁(yè)（2）在說(shuō)明某一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型的同時(shí)，不給該結(jié)構(gòu)體類型命名，而直接進(jìn)行變量定義。

第18頁(yè)/共63頁(yè)例如，我們想定義上述“worker”結(jié)構(gòu)體類型的變量，可以把worker省略，寫(xiě)成：struct{ charname[20]; charsex;intage,number;floatsalary;}worker1；

第19頁(yè)/共63頁(yè)這一種定義方式和上一種類似，只是省略了結(jié)構(gòu)體標(biāo)識(shí)名。如果只定義一次這種結(jié)構(gòu)體類型的變量，可以使用這種方式。

第20頁(yè)/共63頁(yè)（3）先聲明某種結(jié)構(gòu)體類型，再定義這種結(jié)構(gòu)體類型的變量。

第21頁(yè)/共63頁(yè)例如，先對(duì)worker結(jié)構(gòu)體進(jìn)行聲明，structworker{ charname[20]; charsex;intage,number;floatsalary;}；然后定義worker結(jié)構(gòu)體類型的變量：structworkerworker1；

第22頁(yè)/共63頁(yè)使用這種方式定義變量應(yīng)該注意：struct和worker必須一起出現(xiàn)。不能只寫(xiě)worker不寫(xiě)struct，因?yàn)閣orker不是某種類型標(biāo)識(shí)符，它不可以單獨(dú)定義變量；也不能只寫(xiě)struct不寫(xiě)worker，因?yàn)閟truct本身不能唯一的標(biāo)識(shí)一種數(shù)據(jù)類型，struct是構(gòu)造結(jié)構(gòu)體類型的關(guān)鍵字，結(jié)構(gòu)體類型可以有很多種模式，因此struct必須與某一種結(jié)構(gòu)體標(biāo)識(shí)名結(jié)合使用，以此來(lái)說(shuō)明具體是哪一種結(jié)構(gòu)體類型。這里struct與worker結(jié)合使用，能夠唯一說(shuō)明這是worker結(jié)構(gòu)體類型。

第23頁(yè)/共63頁(yè)2．結(jié)構(gòu)體變量的初始化

和一般的變量一樣，結(jié)構(gòu)體變量也可以進(jìn)行初始化。

第24頁(yè)/共63頁(yè)對(duì)變量worker1進(jìn)行初始化：

worker1={“張三”，‘M’，28，100，2500.00f}；

它描述了這樣的信息，該工人姓名為張三，性別男，年齡28歲，工號(hào)為100，工資數(shù)為2500。

第25頁(yè)/共63頁(yè)C編譯程序按照每個(gè)成員在結(jié)構(gòu)體中聲明的順序一一對(duì)應(yīng)賦值，不可以跳過(guò)前面的成員直接給后面的成員賦值,但是可以只給前面若干成員賦值，后面沒(méi)有賦值的成員由系統(tǒng)賦予默認(rèn)值。

第26頁(yè)/共63頁(yè)3．結(jié)構(gòu)體變量的引用(1)一般結(jié)構(gòu)體變量的引用一般結(jié)構(gòu)體變量的引用是通過(guò)成員運(yùn)算符“．”來(lái)實(shí)現(xiàn)的，形式如下：結(jié)構(gòu)體變量名．成員名第27頁(yè)/共63頁(yè)例如：worker1種的成員可以這樣引用：，worker1.sex，worker1.age，worker1.number，worker1.salary;

成員運(yùn)算符在所有運(yùn)算符中優(yōu)先級(jí)最高，所以，上述引用結(jié)構(gòu)體變量worker1成員的寫(xiě)法可以看作一個(gè)整體。

第28頁(yè)/共63頁(yè)與同一類型的普通變量一樣，結(jié)構(gòu)體變量中的各個(gè)成員也可以進(jìn)行相應(yīng)的各種運(yùn)算，如：worker1.sex=‘F’；worker1.age++；worker1.salary=3000f；

第29頁(yè)/共63頁(yè)(2)相同類型結(jié)構(gòu)體變量間的引用ANSIC新標(biāo)準(zhǔn)允許相同結(jié)構(gòu)體類型的變量之間可以互相整體賦值。

第30頁(yè)/共63頁(yè)例如，定義了兩個(gè)結(jié)構(gòu)體worker類型的變量worker1和worker2。

可以把worker1作為一個(gè)整體賦值給worker2，方法如下：worker2=worker1;

第31頁(yè)/共63頁(yè)9.1.3用結(jié)構(gòu)體變量作函數(shù)參數(shù)新的C標(biāo)準(zhǔn)中，允許結(jié)構(gòu)體變量作為一個(gè)整體傳送給形參。這時(shí)實(shí)際傳遞的是結(jié)構(gòu)體變量各成員的值，系統(tǒng)會(huì)為形參開(kāi)辟臨時(shí)存儲(chǔ)單元，然后將實(shí)參成員的值一一傳遞給形參成員。第32頁(yè)/共63頁(yè)9.2結(jié)構(gòu)體數(shù)組

第33頁(yè)/共63頁(yè)結(jié)構(gòu)體數(shù)組與普通數(shù)據(jù)類型數(shù)組形式和使用方式類似，只不過(guò)前者中的每個(gè)元素都是一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型的數(shù)據(jù)。

結(jié)構(gòu)體數(shù)組的定義方式與結(jié)構(gòu)體變量的定義方式基本相同，只需把定義變量的位置改為數(shù)組即可。

第34頁(yè)/共63頁(yè)9.2.2結(jié)構(gòu)體數(shù)組的初始化結(jié)構(gòu)體數(shù)組初始化的方式與普通數(shù)組相同，只不過(guò)其中的元素?fù)Q成了結(jié)構(gòu)體類型的變量，我們通常用一對(duì)花括號(hào)將每一個(gè)元素各成員的值包含起來(lái)。

第35頁(yè)/共63頁(yè)structworker{ charname[20]; charsex;intage,number;floatsalary;}workarray[5]={ {“張三”，‘M’，28，100，2500.00f}，{“李娜”，‘F’，20，101，1200.00f},{“王霞”，‘F’，25，102，2200.00f}，{“朱剛”，‘M’，35，103，3200.00f}，{“胡強(qiáng)”，‘M’，19，104，1000.00f}}；第36頁(yè)/共63頁(yè)或者：workarray[]={ {“張三”，‘M’，28，100，2500.00f}，{“李娜”，‘F’，20，101，1200.00f}, {“王霞”，‘F’，25，102，2200.00f}， {“朱剛”，‘M’，35，103，3200.00f}，{“胡強(qiáng)”，‘M’，19，104，1000.00f} }；

第37頁(yè)/共63頁(yè)9.3結(jié)構(gòu)體指針我們也可以聲明結(jié)構(gòu)體類型的指針，結(jié)構(gòu)體指針存儲(chǔ)的是一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型變量或者結(jié)構(gòu)體數(shù)組在內(nèi)存中占有的一段連續(xù)存儲(chǔ)單元的首地址?；蛘呖梢哉f(shuō)，結(jié)構(gòu)體指針是指向結(jié)構(gòu)體變量或者結(jié)構(gòu)體數(shù)組中的指針。

第38頁(yè)/共63頁(yè)9.3.1指向結(jié)構(gòu)體變量的指針下面我們聲明一個(gè)指向worker結(jié)構(gòu)體類型變量的指針。

structworker{ charname[20]; charsex;intage,number;floatsalary;}*pworker；

第39頁(yè)/共63頁(yè)通過(guò)指針訪問(wèn)結(jié)構(gòu)體變量成員的方式有兩種：指針變量名->成員名(*指針變量名).成員名

例如，通過(guò)指針變量pworker訪問(wèn)其中的成員age，可以寫(xiě)成：pworker->age(*pworker).age

第40頁(yè)/共63頁(yè)9.3.2用指向結(jié)構(gòu)體變量的指針作函數(shù)參數(shù)

結(jié)構(gòu)體指針變量也可以用來(lái)作為參數(shù)在函數(shù)中傳遞，方式與普通指針變量作為函數(shù)參數(shù)傳遞時(shí)一樣。只是我們?cè)趥鬟f實(shí)際參數(shù)的時(shí)候，要保證它是一個(gè)指向結(jié)構(gòu)體變量或數(shù)組的指針或者是結(jié)構(gòu)體變量或數(shù)組的首地址。

第41頁(yè)/共63頁(yè)9.4共用體

第42頁(yè)/共63頁(yè)共用體的類型聲明方式、變量的定義方式與結(jié)構(gòu)體的類型說(shuō)明方式、變量的定義方式相似。兩者的不同之處在于：結(jié)構(gòu)體變量中的每個(gè)成員都占據(jù)自己的內(nèi)存空間，而共用體變量中的所有成員共同占據(jù)一塊存儲(chǔ)空間，即共享這塊空間。

第43頁(yè)/共63頁(yè)9.4.1共用體類型的說(shuō)明共用體類型說(shuō)明的一般形式為：

union共用體標(biāo)識(shí)名{

數(shù)據(jù)類型名1共用體成員名表1；

數(shù)據(jù)類型名2共用體成員名表2；

┇

數(shù)據(jù)類型名n共用體成員名表n；}；

第44頁(yè)/共63頁(yè)union是聲明共用體類型的關(guān)鍵字。在形式上，共用體與結(jié)構(gòu)體基本一致，只是定義結(jié)構(gòu)體類型的關(guān)鍵字struct被換成了定義共用體的關(guān)鍵字union。

例如：

unionu{inta,b,c;floatf1,f2;};

第45頁(yè)/共63頁(yè)9.4.2共用體變量的定義、初始化及引用1、共用體變量的定義、初始化與前面介紹的結(jié)構(gòu)體變量的定義一樣，共用體類型變量的定義也有四種方式。

例：

unionu{inta,b,c;floatf1,f2;}u1,u2[5],*p;

第46頁(yè)/共63頁(yè)結(jié)構(gòu)體和共用體在定義變量的形式上相似，但它們的含義是不同的。結(jié)構(gòu)體變量所占內(nèi)存長(zhǎng)度是各成員占的內(nèi)存長(zhǎng)度之和。每個(gè)成員分別占有其自己的內(nèi)存單元。共用體變量所占的內(nèi)存長(zhǎng)度等于最長(zhǎng)的成員的長(zhǎng)度。例如，上面定義的“共用體”變量u1總共占4個(gè)字節(jié)（因?yàn)樵撟兞矿w類型中長(zhǎng)度最長(zhǎng)的成員類型為float，一個(gè)float型變量占4個(gè)字節(jié)），而不是占2*3+4*2=14個(gè)字節(jié)。

第47頁(yè)/共63頁(yè)由于共用體變量中所有的成員共享存儲(chǔ)空間，所以所有成員的首地址相同，也就是該變量的地址。也就是說(shuō)，&u1.a、&u1.b、&u1.c、&u1.f1、&u1.f2和&u1是相互等價(jià)的。

第48頁(yè)/共63頁(yè)2、共用體變量的初始化共用體變量各成員共享一段存儲(chǔ)空間，因此，共用體變量在某一段時(shí)間，只能存放一個(gè)成員的值。共用體變量的初始化，也只能是對(duì)其中一個(gè)成員的初始化。

3、共用體變量的引用（1）共用體變量對(duì)其成員的引用共用體變量對(duì)于其成員的引用方式與結(jié)構(gòu)體完全相同，可以使用以下三種方式的任意一種：共用體變量名.成員名指針變量名->成員名(*指針變量名).成員名

第49頁(yè)/共63頁(yè)例如：上面定義了共用體u類型的變量u1和指針p，如果有p=&u1，則u1.a、p->a和(*p).a都是正確的引用形式，且相互等價(jià)。

第50頁(yè)/共63頁(yè)在使用共用體類型數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)該注意6點(diǎn)：

①共用體變量所有成員共享一段存儲(chǔ)區(qū)，但在每一個(gè)時(shí)間段內(nèi)只能存放其中一個(gè)成員，而不是同時(shí)存放所有成員。也就是說(shuō)，每一瞬時(shí)只有一個(gè)成員起作用，其他的成員不起作用，即不是同時(shí)都存在和起作用。

②

共用體變量中起作用的成員永遠(yuǎn)是最后一次存放的成員，在存入一個(gè)新的成員后原有的成員就失去作用。

③

共用體變量的地址和它的成員地址都是同一地址。例如：&u1.a、&u1.b、&u1.c、&u1.f1、&u1.f2和&u1都是同一地址值。

第51頁(yè)/共63頁(yè)④

不能對(duì)共用體變量名賦值，不能通過(guò)引用共用體變量名來(lái)得到一個(gè)值，也不能在定義共用體變量時(shí)對(duì)它初始化。

⑤

不能把共用體變量作為函數(shù)參數(shù)，也不能使函數(shù)帶回共用體變量，但可以使用指向共用體變量的指針（與結(jié)構(gòu)體變量用法相似）。

⑥

共用體類型聲明的時(shí)候，可以包括其他共用體類型成員，也可以包括結(jié)構(gòu)體類型成員；反之，結(jié)構(gòu)體也可以包括共用體類型成員。

第52頁(yè)/共63頁(yè)（2）共用體變量之間的賦值新的ANSIC標(biāo)準(zhǔn)允許兩個(gè)類型相同的共用體變量之間進(jìn)行賦值操作，這與結(jié)構(gòu)體變量之間作為整體進(jìn)行賦值操作是一樣的。例如，有兩個(gè)共用體變量u1和u2，且對(duì)u1進(jìn)行了初始化，則可以執(zhí)行u2=u1。

第53頁(yè)/共63頁(yè)9.5用typedef定義類型第54頁(yè)/共63頁(yè)typedef是C語(yǔ)言中的保留關(guān)鍵字，它的主要功能有：聲明已有的數(shù)據(jù)類型的別名說(shuō)明新的數(shù)據(jù)類型。

第55頁(yè)/共63頁(yè) 1、聲明已有的數(shù)據(jù)類型的別名C語(yǔ)言也支持用typedef關(guān)鍵字為已經(jīng)定義的數(shù)據(jù)類型聲明別名。新聲明的別名與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型名一樣，可用來(lái)定義相應(yīng)數(shù)據(jù)類型的變量。聲明已經(jīng)定義的數(shù)據(jù)類型的別名的形式為：

typedef已聲明數(shù)據(jù)類型名

別名標(biāo)識(shí)符；

第56頁(yè)/共63頁(yè)例如：

typedefintINT;typedeffloatFLOAT;typedefdoub