第09章结构体、共用体和枚举类型.ppt

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1、第9章 结构体、共用体和枚举类型,9.1 结构体的定义及应用 9.2 位域* 9.3 共用体的定义及应用 9.4 枚举类型,9.1 结构体的定义及应用,设每个学生的数据包括： 姓名：字符型数组 年龄：无符号整型 成绩：单精度浮点类型 如何存放10位学生的原始数据？ 解：定义3个数组分别存放10位学生的姓名、年龄和成绩，用数组下标区别不同的学生： char name1020; /存放10位学生的姓名 int age10; / 年龄 float score10; / 成绩 用namei、agei和scorei表示第i个学生数据。,不足：变量多、未直接反映同一学生数据间的联系。 改进： 定义结构体类

2、型，描述同一学生的多个数据： struct student/反映同一学生数据间的联系 char name20; /姓名 int age; /年龄 float score; /成绩 ; 定义student类型的数组，存放10位学生的数据： student s10; /变量少 结构体可将不同类型的数据组织为一个整体。,9.1.1 结构体类型的定义,结构体类型需先定义后使用，其定义格式： struct 结构体类型名 类型1 成员1; 类型2 成员2; ;,说明 结构体类型名用标识符表示。 成员可以是基本类型或导出类型的变量，不能指定存储类型为auto、register、extern，但可指定存储类型

3、为static。 定义结构体类型用分号“;”表示结束。 结构体类型是一个存储模型，本身不占内存，仅当定义其变量时，系统才按此存储模型为其变量分配相应的内存。,9.1.2 结构体类型变量的定义,定义结构体类型变量的格式为： 结构体类型名 变量列表; 或 struct 结构体类型名 变量列表; 其中，结构体类型名为已定义的类型；多个变量之间用逗号分隔；后一种格式与C兼容。 例如： student s1,s2,s310; 或 struct student s1,s2,s310;,student类型变量s1的内存分配图,按student类型的存储模型为其变量s1分配内存。 student类型的存储模型

4、所需内存字节数： sizeof(student) s1变量各成员在内存中的顺序与其类型中成员说明的顺序一致。,name 占20字节,age 占4字节,score 占4字节,结构体类型变量定义的其他形式,结构体类型变量也可在声明结构体类型的同时定义。 例如： struct Date int year,month,day; today,yesterday; 再如： struct /定义一个无名结构类型 int a; float b; x,y; 无名结构体类型不能在该类型定义之外定义其变量。,结构体类型变量的初始化,结构体变量的初始化：与数组的初始化方式类似，在花括号中，按结构体成员说明的顺序依次列

5、出其值。 例如： student s1=“Jenny“,20,98; Date today=2007,1,2; struct Complex float real,image; c1=2.0f,3.0f,c2;,9.1.3 结构体类型变量的使用,访问结构体变量成员的格式为： 结构体变量.成员名 其中“.”是成员访问运算符。例如： today.year 表示访问结构体变量today的成员year。 相同结构体类型的变量之间可直接赋值。例如： struct weather double temp,wind; w1=7.5,3.2,w2=w1; 其中“w2=w1;”等同于： w2.temp=w1.t

6、emp; w2.wind=w1.wind;,结构体类型变量不能直接输入/输出，其成员能否直接输入/输出，取决于其成员的类型，若是基本类型或字符数组，则可直接输入/输出。如： cins1; /错误 cins1.names1.ages1.score; /正确 couts1; /错误 couts1.names1.ages1.score;/正确 结构体类型变量做函数的形参时，调用函数的实参必须是相同结构体类型的变量。参数的传递方式为值传递，系统将实参的每个成员逐个拷贝给对应的形参成员。结构体类型变量也可做函数的返回值。,例9.1 编写求两分数之和的函数，并用它求1/8+5/24。 #include s

7、truct Fraction int num,den; /分别为分数的分子和分母 ; int gcd(int m,int n)/求m和n的最大公约数 int t; if(mn) t=m;m=n;n=t; while(t=m%n) m=n;n=t; return n; ,Fraction add(Fraction x,Fraction y)/求分数和 Fraction z; z.num=x.num*y.den+y.num*x.den;/求分子 z.den=x.den*y.den; /求分母 int a=gcd(z.num,z.den); z.num/=a; z.den/=a; /约分化简 ret

8、urn z; void main() Fraction x=1,8,y=5,24,z; z=add(x,y); /调用函数求分数之和 cout“x+y=“z.num/z.denendl; ,例9.2 电视台举办青年歌手大奖赛，请输入每位选手的姓名、编号及演唱得分、综合素质得分、新歌得分（演唱新歌加0.3分），计算每人的总分，然后输出每人的全部信息。 #include struct Singer/定义结构体类型，描述青年歌手 char name10; /姓名 char no8; /编号 float singScore, /演唱得分 diaScore, /综合素质得分 newScore; /新歌得

9、分 float sum; /总分 ; const int n=3; /参赛青年歌手人数,void main() Singer sn; /定义结构体数组 for(int i=0;isi.namesi.nosi.singScore si.diaScoresi.newScore; si.sum=si.singScore+si.diaScore +si.newScore; /求总分 for(i=0;in;i+) coutsi.nametsi.not si.singScoretsi.diaScoret si.newScoretsi.sumendl; ,9.2 位域*,内存浪费现象比比皆是。例如： 人的性

10、别只需1个二进制位就可精确表示，但通常用字符型或字符型数组表示。 人的年龄只需7个二进制位就可精确表示，但通常用整型变量表示。 针对上述情况，如何节约使用内存？ 位域：结构体中指定了存储位数的成员称为位域。使用位域可解决上述问题。 位域类型：含有位域的结构体类型。,定义位域类型,格式为： struct 位域类型名 类型名 位域名1 :二进制位数; /定义位域 类型名 位域名2 :二进制位数; /定义位域 /定义其它成员 ; 其中，位域类型名用标识符表示，类型名只能是整型和字符型，二进制位数必须是大于或等于0的整数。,例如： struct data unsigned short flaga:1;

11、 /取值0或1 unsigned short flagb:3; /取值07 unsigned short flagc:4; /取值015 short flagd:4; /取值-87 f1;,位域类型data的变量f1的内存分配图,15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0,注：同一字中位域的分配方向因系统而异，可能从右到左，也可能从左到右。VC+从右到左。,若要跳过几个二进位，可定义无名位域。若无名位域的位数为0，则表示下一位域从新单元开始。如： struct PackedData unsigned flaga:4; unsigned:2; /跳过2个二进位，预

12、留 unsigned:0; /下一位域从新单元开始 unsigned flagd:7; ; flagd位域从下一个unsigned存储单元开始存储。这样PackedData类型需要2个unsigned存储单元。,位域类型变量的定义、初始化和使用,位域类型变量的定义、初始化和用法与结构体类型变量相同。例如： data f2=0,4,10,-1; f2.flagc=12; 注意：位域赋值时，若所赋数值超出位域的表示范围，则取其低位数字。例如： f2.flagb=10; 因10已超出flagb位域07的表示范围，故赋给flagb位域的是10的二进制表示的低三位： 10的二进制为 1 0 1 0 即f

13、2.flagb实际为2。 位域变量节省内存，但存取费时。使用时注意权衡。,例9.3 用位域来存放学生的信息。 #include const int num=2; struct student char name10; /姓名：非位域成员 unsigned short sex:1; /性别：位域成员 unsigned short age:7; /年龄：位域成员 unsigned short score:7;/成绩：位域成员 ; void main() cout“sizeof(student)=“sizeof(student)endl; student snum=“Tonny“,1,19,98,“

14、Jenny“,0,18,85; for(int i=0;inum;i+) coutsi.name,si.sex, si.age,si.scoreendl; ,9.3 共用体的定义及应用,有时希望多个变量共用同一块内存，可通过定义共用体类型的变量来实现。 共用体类型的定义格式： union 共用体类型名 数据类型 成员名1; 数据类型 成员名2; ;,在定义和使用形式上，共用体与结构体相似：由多个成员组成，成员的类型可以不同。 在内存分配上，共用体与结构体有本质区别：结构体的每个成员都有自己的独占内存；而共用体的每个成员共用同一块内存。 共同体存储区域的大小由占用最大存储区的成员决定。,例如：

15、union udata char c; int i; double d; ; 共用体类型定义后，即可定义其变量、数组、指针和引用等。例如： udata u1, /变量u1实际占用8字节内存 u210, *p=u2;,对共用体变量的操作与结构体变量类似。例如： u1.c=a; u1.i=25; u1.d=15.2; 注意，当对变量u1的成员i赋值时，覆盖了成员c的值；类似的当对成员d赋值时，又覆盖了成员i的值。同一时刻，只可使用其中的一个成员。 共用体可做函数的参数和返回值。,应用举例：学生体能测试，男生测100米，女生测跳绳。要求输入学生的体能测试数据并输出。 #include using n

16、amespace std; struct student char sex; /性别：m为男生，f为女生 union float run; /百米成绩 int rope; /跳绳成绩 score; ;,void input(student s,int n) for(int i=0;isi.sex; if(si.sex=m) coutsi.score.run; else if(si.sex=f) coutsi.score.rope; else cout“非法数据n“; ,void output(student s,int n) for(int i=0;in;i+) if(si.sex=m) co

17、ut“n男生百米成绩：“si.score.run; else if(si.sex=f) cout“n女生跳绳成绩：“si.score.rope; else cout“n非法数据n“; void main(void) const int n=3; student sn; input(s,n); output(s,n); ,9.4 枚举类型,现实中有些数据只有有限几种取值。例如： 交通灯的颜色：红、黄、绿； 人的性别：男、女； 一个星期：星期一、星期二、星期日。 如何表达这些数据？ 用int、char类型。例如，char型变量表示性别，用m和f分别表示男和女，其它字符则不合法，但编译器无法检查出这

18、类错误。 用枚举类型：可更好解决这类问题。,枚举类型的定义,定义枚举类型的格式为： enum ; 枚举类型名为标识符，枚举量表由逗号隔开的标识符组成。枚举量表中的标识符称为枚举常量。 例如： enum weekdaySun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat; 定义枚举类型时，每个枚举常量对应一个整数值。 若未指定枚举常量的值，则第1个枚举常量为0，第2个枚举常量为1，依次类推。 也可给枚举常量指定值。例如： enum weekdaySun=7,Mon=1,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat; 此时Sun为7，Mon为1，Tue为2、Sat为6，即未指定值的枚举常量，其值为前一

19、枚举常量的值增1。,枚举类型变量的定义,枚举变量的定义格式： 枚举类型名 变量名; 或 enum 枚举类型名 变量名; /与C兼容 例如： weekday workday, weekend; 枚举变量workday和weekend的值只能是Sun到Sat之一。 也可在定义枚举类型时定义枚举变量。例如： enum weekday Sun,Mon,Tue,Wed,Thu,Fri,Sat day1,day2;,枚举类型变量的使用,赋值运算：枚举常量赋给枚举类型变量，或同类型的枚举类型变量之间相互赋值。例如： day1=Sun; day2=day1; 不能将一个整数直接赋给枚举类型变量。例如： enu

20、m ColorRed,Green,Yellowc1,c2; c1=Yellow; /正确 c2=1; /错误 可用强制类型转换把整数赋给枚举类型变量。例如： c2=(Color)1; / 或c2=Color(1); 其效果等价于： c2=Green;,枚举类型变量的使用,关系运算：枚举值进行比较时，比较的是它们对应的整型值的大小。例如c1c2的运算结果为true。 输出：直接输出枚举变量时，输出的是枚举变量对应的整数。如需输出对应的字符串，必须通过代码进行转换。 输入：不能直接输入枚举类型变量的值，例如： cinday1; /错误 对于枚举值的输入，通常通过输入一个整型值，然后把该整型值转换成

21、一个枚举值。,例9.4 输入/输出枚举类型的值。 #include enum Major chinese,math,physics,computer ; void main() Major m; int n; coutn; switch(n) case 0: m=chinese;break;,case 1: m=math;break; case 2: m=physics;break; case 3: m=computer;break; default: cout“Input error!n“; return; switch(m) case chinese: cout“Chinesen“; break; case math: cout“mathn“; break; case physics: cout“phsicsn“; break; case computer: cout“computern“; break; ,