第09章复杂数据类型.ppt

《第09章复杂数据类型.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第09章复杂数据类型.ppt（57页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、,只能定义单一的数据类型，反映事物单一属性,第9章：复杂数据类型,学习的意义,如定义学生成绩： float score;,能定义复杂的数据类型，反映事物多个属性,如定义学生信息： struct STU char no9; /学号 char name12; /姓名 char sex; /性别 float score; /成绩 student;,复杂数据类型丰富了C语言对数据信息的处理能力。 离开了复杂数据类型，很多信息的描述是无法进行定义，更无法进行处理的。 计算机中的信息表示更多是由复杂数据类型来定义的，象数据结构课程中的链表、树、图等 可以更好地理解数据库中的记录的含义， 为C+语言中类的概

2、念的理解提供了帮助。,9.1 结构体,结构体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 引入结构体的好处：加强数据项之间的联系,如学生的基本信息，包括学号、姓名、性别、年龄、班级、成绩等数据项。这些数据项描述了一个学生的几个不同侧面。,独立的变量表示：,结构体变量表示：,char no9; /学号 char name20; /姓名 char sex; /性别 unsigned int age; /年龄 unsigned int classno; /班级 float grade; /成绩,1、结构体类型的定义,struct 结构体类型名 数据类型名1 成员名1； 数

3、据类型名2 成员名2； 数据类型名n 成员名n； ；,struct是关键字, 不能省略,合法标识符 可省:无名结构体,成员类型可以是 基本型或构造型,以分号;结尾,例1： struct Student_Info char no9; /学号 char name20; /姓名 char sex; /性别 unsigned int age; /年龄 unsigned int classno; /班级 float grade; /成绩 ;,例2： struct Date int year; /年 int month; /月 int day; /日 ;,在结构体中数据类型相同的成员，既可逐个、逐行分别定

4、义，也可合并成一行定义，就象一次定义多个变量一样。,struct Student_Info char no9; /学号 char name20; /姓名 char sex; /性别 unsigned int age; /年龄 unsigned int classno; /班级 float grade; /成绩 ;,struct Student_Info char no9, name20, sex; unsigned int age, classno; float grade; ;,struct Date int year; /年 int month; /月 int day; /日 ;,stru

5、ct Date int year, month, day; ;,注意：结构类型只是用户自定义的一种数据类型，用来定义描述结构的组织形式,不分配内存，只有用它来定义某个变量时，才会为该变量分配结构类型所需要大小的内存单元。所占内存的大小是它所包含的成员所占内存大小之和。,2、结构体变量的定义和引用,struct 结构体类型名 数据类型名1 成员名1； 数据类型名n 成员名n； ； struct 结构体类型名 变量名列表；,结构体变量的定义,间接定义法：先定义结构类型，再定义结构变量,struct student;,struct Student_Info student1, student2;,一

6、次定义多个结构体类型变量,定义指向结构体类型的指针变量,struct Student_Info *pstu;,间接定义法中几种错误的结构体变量的定义方法,没有结构体类型名,Student_Info student;,缺省struct关键字,struct Point p; struct Point int x, y; ;,结构类型Point定义在后,2、结构体变量的定义和引用,struct 结构体类型名 数据类型名1 成员名1； 数据类型名n 成员名n； 变量名列表；,结构体变量的定义,直接定义法：定义结构体类型的同时定义结构体变量,struct Student_Info char no9; /

7、学号 char name20; /姓名 char sex; /性别 unsigned int age; /年龄 unsigned int classno; /班级 float grade; /成绩 student1, student2;,struct char no9; /学号 char name20; /姓名 char sex; /性别 unsigned int age; /年龄 unsigned int classno; /班级 float grade; /成绩 student1, student2;,或,无名结构体定义，变量只能一次,几点说明：,(1) 结构体类型与结构体变量概念不同 类

8、型: 不分配内存； 变量: 分配内存 类型: 不能赋值、存取、运算; 变量: 可以,(2) 结构体可以嵌套,struct Point int x, y; ; struct Img int tag; struct Img *pimg; /正确，可以包含自身类型的指针 struct Img img; /错误，不能包含自身类型的变量 ;,(3) 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,struct Student_Info student; char name20;,(4) 结构体类型及变量的作用域和生存期与基本类型变量相同,结构体变量的引用,引用规则,结构体变量不

9、能整体引用,只能引用变量成员,引用方式：,结构体变量名.成员名 /非指针型结构体变量的引用,可以将一个结构体变量赋值给另一个结构体变量,结构体嵌套时逐级引用,结构体指针-成员名 或 （*结构体指针）.成员名 /指针型结构体变量的引用,成员(分量)运算符 结合性:从左向右,成员(分量)运算符 结合性:从左向右,结构体变量名.成员名.子成员名最低级子成员名,注意：在利用指针引用结构体成员时，-和之间不能有空格。,3、结构体变量的赋值,结构体变量初始化赋值,先定义结构体类型，再定义结构体变量时赋初值,注意：赋初值时， 中间的数据顺序必须与结构体成员的定义顺序一致，否则就会出现混乱。,struct S

10、tudent_Info stu = “20020306“, “ZhangMing“, M, 18, 1, 90;,struct Student_Info stu = 18, “ZhangMing“, M, “20020306“, 1, 90;,3、结构体变量的赋值,结构体变量初始化赋值,定义结构体类型的同时，定义结构体变量并赋初值,struct Date int year, month, day; birthday = 1986, 12, 10;,struct int year, month, day; birthday = 1986, 12, 10;,或,struct Student_Inf

11、o char no9; /学号 char name20; /姓名 char sex; /性别 unsigned int age; /年龄 unsigned int classno; /班级 float grade; /成绩 student = “20020306“, “ZhangMing“, M, 18, 1, 90;,strcpy (stu1.no, stu.no); strcpy (stu1.name, stu.name); stu1.sex = stu.sex; stu1.age = stu.age; stu1.classno = stu.classno; stu1.grade = st

12、u.grade;,struct Student_Info stu; strcpy (stu.no, “20020306“); strcpy (stu.name, “ZhangMing“); stu.sex = M; stu.age = 18; stu.classno = 1; stu.grade = 90; struct Student_Info stu1; stu1 = stu;,3、结构体变量的赋值,结构体变量在程序中赋值,如果在定义结构体变量时并未对其赋初始值，那么在程序中要对它赋值的话，就只能一个一个地对其成员逐一赋值，或者用已赋值的同类型的结构体变量对它赋值,memcpy (,【例】

13、 计算学生5门课的平均成绩，最高分和最低分。,#include struct score float grade5; float avegrade, maxgrade, mingrade; ; void main ( ) int i; struct score m; printf (“input the grade of five course:n“); for (i = 0; i 5; i+) /输入5门课的成绩 scanf (“%f“, ,m.avegrade = 0; m.maxgrade = m.grade0; m.mingrade = m.grade0; for (i = 0; i

14、m.maxgrade) ? m.gradei : m.maxgrade; m.mingrade = (m.gradei m.mingrade) ? m.gradei : m.mingrade; m.avegrade /= 5; printf (“avegrade = %5.1f maxgrade = %5.1f mingrade = %5.1fn“, m.avegrade, m.maxgrade, m.mingrade); ,运行结果(设5门课的成绩为：75 80 86 90 68 )： avegrade = 79.8 maxgrade = 90.0 mingrade = 68.0,&m.gr

15、adei,注： .和 同优先级，具有左结合性，高于&的优先级,4、简化结构体类型名,利用typedef语句为结构体类型起别名，这样可使定义结构体类型的变量显得更为简洁，同时也增加程序的易读性。,typedef语句的格式为：,typedef 类型名 类型名的别名；,必须是已经定义的数据类型名或C语言提供的基本类型名,必须是合法的标识符，通常用大写字母来表示,必须以分号结尾,typedef int INTEGER; /INTEGER是别名 typedef char * STRING /STRING是别名 struct teacher_info char name20, char sex, unit

16、30; unsigned int age, workyears; float salary; ; typedef struct teacher_info TEACHER; /TEACHER是别名 INTEGER a; /相当于int a; STRING str; /相当于char *str; TEACHER t; /相当于struct teacher_info t;,typedef char ARRAY81; /ARRAY是别名 ARRAY str; /相当于char str81;,5、结构体数组,结构体数组的每一个元素都是具有相同结构体类型的下标结构变量。,结构体数组的定义,三种形式：,形式

17、一： struct Student_Info char no9, name20, sex; unsigned int age, classno; float grade; ; struct Student_Info stu10;,形式二： struct Student_Info char no9, name20, sex; unsigned int age, classno; float grade; stu10;,形式三： struct char no9, name20, sex; unsigned int age, classno; float grade; stu10;,结构体数组与二维

18、表的对应关系,结构体数组就相当于一张二维表，一个表的框架对应的就是某种结构体类型，表中的每一列对应该结构体的成员，表中每一行信息对应该结构体数组元素各成员的具体值，表中的行数对应结构体数组的大小。,结构体类型Student_Info,struct Student_Info char no9; char name20; char sex; unsigned int age; unsigned int classno; float grade; stu10;,结构体数组的初始化,初始化的格式为:,struct 结构体类型名 ； struct 结构体类型名 结构体数组size = 初值表1， ， 初

19、值表n；,struct 结构体类型名 结构体数组size = 初值表1，初值表2， ， 初值表n；,或,结构体数组的引用,引用格式为:,结构体数组名下标.成员名；,struct Student_Info char no9; char name20; char sex; unsigned int age; unsigned int classno; float grade; stu10;,strcpy (stu0.name, “WangFei“);,stu1.grade+;,printf (“%s“, stu0.name);,【例】统计侯选人选票。,#include #include struc

20、t person char name20; /候选人姓名 int count; /得票数 leader3 = “Li“, 0, “Zhang“, 0, “Wang“, 0 ;,void main ( ) int i, j; char leader_name20; while (1) /统计候选人得票数 scanf (“%s“, leader_name); /输入候选人姓名 if (strcmp(leader_name, “0“) = 0) /输入为“0“结束 break; for (j = 0; j 3; j+) /比较是否为合法候选人 if (strcmp(leader_name,leade

21、rj.name) = 0) /合法 leaderj.count+; /得票数加1 for (i = 0; i 3; i+) /显示后选人得票数 printf (“%5s : %dn“, leaderi.name, leaderi.count); ,9.3 线性链表,1、线性链表概述及其结构,线性表：当一组数据元素形成了“前后”关系时，我们称之为线性表,线性表在内存中的两种形式,顺序表：以数组的形式存放，元素在内存中是连续存放的,线性链表：数据元素在内存中不需要连续存放，而是通过指针将各数据单元链接起来，就象一条“链子”一样将数据单元前后元素链接起来,特点：插入或删除一个数据元素时，需要移动其它

22、数据元素,特点：插入或删除一个数据元素时，不需要移动其它数据元素,节点,实际数据链表,头节点,表示NULL,数据域,指针域,线性链表中的节点可以用一个结构体类型来定义，其形式为：,struct 节点结构体类型名 数据成员定义； struct 节点结构体类型名 *指针变量名； ;,例： struct Grade_Info int score; struct Grade_Info *next; ; typedef struct Grade_Info NODE;,2、线性链表的基本操作,基本操作有：创建、插入、删除、输出和销毁等。,链表的创建操作,含义：从无到有地建立起一个链表，即往空链表中依次插入

23、若干结点，并保持结点之间的前驱和后继关系。,基本思想：首先创建一个头节点，让头指针head和尾指针tail都指向该节点，并设置该节点的指针域为NULL（链尾标志）；然后为实际数据创建一个节点，用指针pnew指向它，并将实际数据放在该节点的数据域，其指针域置为NULL；最后将该节点插入到tail所指向节点的后面，同时使tail指向pnew所指向的节点。,【例】 链表创建操作函数Create_LinkList。,NODE *Create_LinkList ( ) /创建链表 NODE *head, *tail, *pnew; int scor; head = (NODE *)malloc (siz

24、eof(NODE); /创建头节点 if (head = NULL) /创建失败,则返回 printf (“no enough memory!n“); return (NULL); head-next = NULL; /头节点的指针域置NULL tail = head; /开始时尾指针指向头节点,pnew-score = score; pnew-next = NULL; tail-next = pnew; tail = pnew; return (head); ,【例】 链表创建操作函数Create_LinkList。,input the score of students:,70,70,65

25、,65,78,78,90,95,-1,printf (“input the score of students:n“); while (1) /创建学生成绩线性链表 scanf (“%d“, ,2、线性链表的基本操作,链表的插入操作,含义：在第i个结点Ni与第i+1节点Ni+1之间插入一个新的结点N，使线性表的长度增1，且Ni与Ni+1的逻辑关系发生如下变化：插入前，Ni是Ni+1的前驱，Ni+1是Ni的后继；插入后，新插入的结点N成为Ni的后继、Ni+1的前驱,基本思想：通过单链表的头指针head，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pnew指向的新结点插入到

26、第i个结点之后。插入时首先将新节点的指针域指向第i个结点的后继节点，然后再将第i个结点的指针域指向新节点。注意顺序不可颠倒。当i=0时，表示头节点。,【例】 链表插入操作函数Insert_LinkList 。,void Insert_LinkList(NODE *head, NODE *pnew, int i) NODE *p; int j; p = head; for (j = 0; j next; if (p = NULL) /表明链表中第i个节点不存在 printf (“the %d node not foundt!n“, i); return; pnew-next = p-next ;

27、 /将插入节点的指针域指向第i个节点的后继节点 p-next = pnew; /将第i个节点的指针域指向插入节点 ,假设i = 2,2、线性链表的基本操作,链表的删除操作,含义：删除链表中的第i个结点Ni，使线性表的长度减1。删除前，节点Ni-1是Ni的前驱，Ni+1是Ni的后继；删除后，结点Ni+1成为Ni-1的后继。,基本思想：通过单链表的头指针head，首先找到链表中指向第i个结点的前驱节点的指针p和指向第i个节点的指针q；然后删除第i个结点。删除时只需执行p-next = q-next即可，当然不要忘了释放节点i的内存单元。注意当i=0时，表示头节点，是不可删除的。,【例】链表删除操作

28、函数Delete_LinkList 。,void Delete_LinkList(NODE *head, int i) NODE *p,*q; int j; if (i = 0) return; /删除的是头指针，则返回 p = head; /将p指向要删除的第i个节点的前驱节点 for (j = 1; j next != NULL; j+) p = p-next; if (p-next = NULL) /表明链表中第i个节点不存在 printf (“the %d node not foundt!n“, i); return; ,假设i = 2,q = p-next; /q指向待删除的节点i

29、p-next = q-next ; /删除节点i free(q); /释放节点i的内存单元 ,2、线性链表的基本操作,链表的输出操作,含义：将链表中节点的数据域的值显示出来。如果在输出过程中，对数据进行相应的比较，则可实现对链表的检索操作。,基本思想：通过单链表的头指针head，使指针p指向实际数据链表的第一个节点，输出其数据值，接着p又指向下一个节点，输出其数据值，如此进行下去，直到尾节点的数据项输出完为止，即p为NULL为止。,void Display_LinkList(NODE *head) NODE *p; for (p = head-next; p != NULL; p = p-ne

30、xt) printf (“%d “, p-score); printf (“n“); ,【例】链表输出操作函数Display_LinkList 。,2、线性链表的基本操作,链表的销毁操作,含义：将创建的链表从内存中释放掉，达到销毁的目的,基本思想：每次删除头节点的后继节点，最后删除头节点。注意，不要以为只要删除了头节点就可以删除整个链表,要知道链表是一个节点一个节点建立起来的，所以销毁它也必须一个一个节点的删除才行。,void Free_LinkList(NODE *head) NODE *p, *q; p = head; while (p-next != NULL) q = p-next;

31、p-next = q-next; free (q); free (head); ,【例】链表销毁操作函数Free_LinkList 。,3、线性链表应用举例,【例】 建立一个学生成绩的线性链表，然后对其进行插入、删除、显示，最后销毁该链表。,#include #include struct Grade_Info int score; struct Grade_Info *next; typedef struct Grade_Info NODE; NODE *Create_LinkList ( ); void Insert_LinkList (NODE *head, NODE *pnew, in

32、t i); void Delete_LinkList (NODE *head, int i); void Display_LinkList (NODE *head); void Free_LinkList (NODE *head);,void main ( ) NODE *head, *pnew; head = Create_LinkList ( ); /创建链表 if (head = NULL) /创建失败 return; printf (“after create: “); Display_LinkList (head); /输出链表中的值 /新建一插入的节点 pnew = (NODE *

33、)malloc (sizeof(NODE); if (pnew = NULL) /创建失败,则返回 printf (“no enough memory!n“); return; pnew-score = 88; /将新节点插入节点3的后面 Insert_LinkList (head, pnew, 3);,printf (“after insert: “); Display_LinkList (head); /输出链表中的值 Delete_LinkList (head, 3); /删除链表中节点3 printf (“after delete: “); Display_LinkList (head

34、); /输出链表中的值 Free_LinkList (head); /销毁链表 ,运行结果(假设输入为：70 65 78 90 95 85 -1 )： after create：70 65 78 90 95 85 after insert：70 65 78 88 90 95 85 after delete：70 65 88 90 95 85,9.4 联合体,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),1、联合体类型的定义,union 联合体类型名 数据类型名1 成员名1； 数据类型名2 成员名2； 数据类型名n 成员名n； ；,类型定义不分配内存,共占4字节

35、sizeof(union UData) = sizeof(f),联合体的大小是成员中占内存最大的成员的大小,union UData short i; char ch; float f; ;,2、联合体变量的定义和引用,联合体变量的定义,形式一: union data short i; char ch; float f; a, b;,形式二: union data short i; char ch; float f; ; union data a, b, *p, d3;,形式三: union short i; char ch; float f; a,b,c;,共用体变量任何时刻 只有一个成员存在

36、,共用体变量定义分配内存, 长度=最长成员所占字节数,联合体变量的引用,联合体变量名.成员名,联合体指针名-成员名 或 (*联合体指针名).成员名,3、联合体变量的赋值,联合体变量的初始化赋值,定义联合体变量时可以对变量赋初值，但只能对变量的第一个成员赋初值，不可象结构体变量那样对所有的成员赋初值。,union UData short i; char ch; float f; ; union UData data = 10; /10赋给成员i union UData data = A; /A赋给成员i，即i的值为65（A的ASCII码） union UData data = 10, A, 12

37、.5; /错误， 中只能有一个值 union UData data = 10; /错误，初值必须用 括起来,3、联合体变量的赋值,联合体变量在程序中赋值,定义了联合体变量以后，如果要对其赋值，则只能通过对其成员赋值，不可对其整体赋值。,具有相同联合体类型的变量之间也可以相互赋值。,union UData short i; char ch; float f; ; union UData data, *p, d10; data = 10; /错误 data = 10; /错误 data.i = 10; /正确，将10赋给data的成员i p = /正确，将12.5赋给data的成员f d0.ch

38、= A /正确，将A 赋给d0的成员ch,union UData data1 = 10, data2; data2 = data1; /正确,几点说明：,由于联合体变量的各成员共享同一地址的内存单元，所以在对其成员赋值的某一时刻，存放的和起作用的将是最后一次存入的成员值,对联合体变量的某个成员赋值时，也改变了其它成员的值，因为它们共享一个内存地址。,由于联合体变量所有成员共享同一内存空间，因此联合体变量与其各成员的地址相同。,union UData data; data.i = 10; data.ch = A; data.f = 12.5; 则data.f的值才是有效的成员的值。,union

39、UData data; data.i = 10; data.ch = A; 则data的成员i的值将变为65（A的ASCII码值）。,union UData data; 则&data与&data.i、&data.ch、&data.f均相同,【例1】 共用体成员间的相互影响。,#include void main ( ) union long L; short a; char ch; d = 0xFFF11241; printf (“d.ch = %c d.a = %X d.L = %Xn“, d.ch, d.a, d.L); d.a+; printf (“d.ch = %c d.a = %X

40、d.L = %Xn“, d.ch, d.a, d.L); ,0XFF,0XF1,0X12,0X41,运行结果： d.ch = A d.a = 1241 d.L = FFF11241,d.ch = B d.a = 1242 d.L = FFF11242,【例2】设有一个教师与学生通用的表格，教师数据有姓名、年龄、职业，教研室四项。学生有姓名、年龄、职业、班级四项。编程输入人员数据， 再以表格输出。,#include struct Stu_Tea char name10; /姓名 int age; /年龄 char job; /工作s-表示学生,t-表示教师 union int classno;

41、/学生班级号 char office10; /教师教研室名 depart; ;,void main ( ) struct Stu_Tea body2; int i; for (i = 0; i 2; i+) /输入学生或教师信息 printf (“input name,age,job and departmentn“); scanf (“%s %d %c“, bodyi.name, ,/显示输入的学生、教师信息 printf (“nametage job class/officen“); for (i = 0; i 2; i+) if (bodyi.job = s) printf (“%st%

42、3d%3c%dn“, bodyi.name, bodyi.age, bodyi.job, bodyi.depart.classno); else printf (“%st%3d %3c %sn“, bodyi.name, bodyi.age, bodyi.job, bodyi.depart.office); ,9.5 位域,对结构体或联合体中的成员访问：只能是该成员所对应的整个内存单元,如果要访问结构体或联合体中的成员所对应内存单元的若干位，则必须要将结构体或联合体中的成员定义成位域成员。,位域成员：只占有有限几位的结构体或联合体成员。位域成员是特殊的成员，它必须是整型或字符型变量（char、

43、short、int，在VC下可为long），但它可以只占有一个整型数据的某几位。,定义位域成员的方法：在定义结构体或联合体类型时，只要在成员后面加上“：位数”，,struct BitStruct char a : 4; short b : 4; unsigned long c : 7; short d : 1; word;,struct BitStruct char a : 4; short : 4; unsigned long c : 7; short d : 1; word;,匿名位域,对位域成员的引用方法与结构体或联合体成员引用方法一样，用“.”或“-”来引用这些成员。,注意：不能对位域

44、成员取地址。 例如：&word.a是错误的。,【例】位域的应用。,#include struct MyStruct unsigned char a : 1; unsigned char b : 5; unsigned short c : 10; ; union MyUnion unsigned short x; struct MyStruct y; ; void main ( ) union MyUnion m = (unsigned short)0XFFF1; printf (“m.y.a = %un“, m.y.a); printf (“m.y.b = %un“, m.y.b); prin

45、tf (“m.y.c = %un“, m.y.c); m.y.b = 0; printf (“%Xn“, m.x); ,运行结果(BC或TC下)： m.y.a = 1 m.y.b = 24 m.y.c = 1023 m.x = FFC1,运行结果(VC下)： m.y.a = 1 m.y.b = 24 m.y.c = 0 m.x = FFC1,注意： 在VC下，利用y.c不可读取x的高10位数据，如果对y.c的作了改变，也不会影响x的值，就好象y.c与x无关一样。 为了避免在不同编译环境下程序运行结果的不一致性，一般将位域成员的数据类型定义为同一数据类型。例如，将程序中的a和b的数据类型如果改为unsigned short，则程序在VC下运行的结果与BC或TC下都是相同的。,9.6 枚举类型变量的定义和引用,如果一个变量只有几种可能的值，可以把它定义成枚举类型。所谓“枚举”，顾名思义，就是把这种类型数据可取的值一一列举出来。一个枚举型变量取值仅限于列出值的范围。枚举数据类型通常的定义形式为：,enum 枚举类型名 枚举元素表 ；,由多个标识符组成，标识符之间用逗号分开,定义枚举类型：enum weekday sun, mon, tue, wed, thu, fri, sat;,定义枚举类型变量：enum weekday