C语言程序设计-第19部分

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｝
本程序中定义了一个结构mem，它有两个成员name和phone用来表示姓名和电话号码。在主函数中定义man为具有mem　类型的结构数组。在for语句中，用gets函数分别输入各个元素中两个成员的值。然后又在for语句中用printf语句输出各元素中两个成员值。
11。7结构指针变量的说明和使用
11。7。1指向结构变量的指针
一个指针变量当用来指向一个结构变量时，称之为结构指针变量。结构指针变量中的值是所指向的结构变量的首地址。通过结构指针即可访问该结构变量，这与数组指针和函数指针的情况是相同的。
结构指针变量说明的一般形式为：
struct　结构名　*结构指针变量名
例如，在前面的例题中定义了stu这个结构，如要说明一个指向stu的指针变量pstu，可写为：
struct　stu　*pstu；
当然也可在定义stu结构时同时说明pstu。与前面讨论的各类指针变量相同，结构指针变量也必须要先赋值后才能使用。　
赋值是把结构变量的首地址赋予该指针变量，不能把结构名赋予该指针变量。如果boy是被说明为stu类型的结构变量，则：
pstu&boy
是正确的，而：
pstu&stu
是错误的。
结构名和结构变量是两个不同的概念，不能混淆。结构名只能表示一个结构形式，编译系统并不对它分配内存空间。只有当某变量被说明为这种类型的结构时，才对该变量分配存储空间。因此上面&stu这种写法是错误的，不可能去取一个结构名的首地址。有了结构指针变量，就能更方便地访问结构变量的各个成员。
其访问的一般形式为：
（*结构指针变量）。成员名
或为：
结构指针变量》成员名
例如：
（*pstu）。num
或者：
pstu》num
应该注意（*pstu）两侧的括号不可少，因为成员符“。”的优先级高于“*”。如去掉括号写作*pstu。num则等效于*（pstu。num），这样，意义就完全不对了。
下面通过例子来说明结构指针变量的具体说明和使用方法。
【例11。5】
struct　stu
｛
　　int　num；
　　char　*name；
　　char　sex；
　　float　score；
｝　boy1｛102；〃Zhang　ping〃；'M'；78。5｝；*pstu；
main（）
｛
pstu&boy1；
　　　printf（〃Number％dnName％sn〃；boy1。num；boy1。name）；
　　　printf（〃Sex％cnScore％fnn〃；boy1。sex；boy1。score）；
　　　printf（〃Number％dnName％sn〃；（*pstu）。num；（*pstu）。name）；
　　　printf（〃Sex％cnScore％fnn〃；（*pstu）。sex；（*pstu）。score）；
　　　printf（〃Number％dnName％sn〃；pstu》num；pstu》name）；
　　　printf（〃Sex％cnScore％fnn〃；pstu》sex；pstu》score）；
｝
本例程序定义了一个结构stu，定义了stu类型结构变量boy1并作了初始化赋值，还定义了一个指向stu类型结构的指针变量pstu。在main函数中，pstu被赋予boy1的地址，因此pstu指向boy1。然后在printf语句内用三种形式输出boy1的各个成员值。从运行结果可以看出：
结构变量。成员名
（*结构指针变量）。成员名
结构指针变量》成员名
这三种用于表示结构成员的形式是完全等效的。
11。7。2指向结构数组的指针
指针变量可以指向一个结构数组，这时结构指针变量的值是整个结构数组的首地址。结构指针变量也可指向结构数组的一个元素，这时结构指针变量的值是该结构数组元素的首地址。
设ps为指向结构数组的指针变量，则ps也指向该结构数组的0号元素，ps＋1指向1号元素，ps＋i则指向i号元素。这与普通数组的情况是一致的。
【例11。6】用指针变量输出结构数组。
struct　stu
｛
int　num；
char　*name；
char　sex；
float　score；
｝boy＇5＇｛
　　｛101；〃Zhou　ping〃；'M'；45｝；
　　｛102；〃Zhang　ping〃；'M'；62。5｝；
　　｛103；〃Liou　fang〃；'F'；92。5｝；
　　｛104；〃Cheng　ling〃；'F'；87｝；
　　｛105；〃Wang　ming〃；'M'；58｝；
｝；
main（）
｛
struct　stu　*ps；
printf（〃NotNametttSextScoretn〃）；
for（psboy；psnum；ps》name；ps》sex；ps》score）；
｝
在程序中，定义了stu结构类型的外部数组boy并作了初始化赋值。在main函数内定义ps为指向stu类型的指针。在循环语句for的表达式1中，ps被赋予boy的首地址，然后循环5次，输出boy数组中各成员值。
应该注意的是，一个结构指针变量虽然可以用来访问结构变量或结构数组元素的成员，但是，不能使它指向一个成员。也就是说不允许取一个成员的地址来赋予它。因此，下面的赋值是错误的。
ps&boy＇1＇。sex；
而只能是：
psboy；（赋予数组首地址）
或者是：
ps&boy＇0＇；（赋予0号元素首地址）
11。7。3结构指针变量作函数参数
在ANSI　C标准中允许用结构变量作函数参数进行整体传送。但是这种传送要将全部成员逐个传送，特别是成员为数组时将会使传送的时间和空间开销很大，严重地降低了程序的效率。因此最好的办法就是使用指针，即用指针变量作函数参数进行传送。这时由实参传向形参的只是地址，从而减少了时间和空间的开销。
【例11。7】计算一组学生的平均成绩和不及格人数。用结构指针变量作函数参数编程。
struct　stu
｛
int　num；
char　*name；
char　sex；
float　score；｝boy＇5＇｛
｛101；〃Li　ping〃；'M'；45｝；
｛102；〃Zhang　ping〃；'M'；62。5｝；
｛103；〃He　fang〃；'F'；92。5｝；
｛104；〃Cheng　ling〃；'F'；87｝；
｛105；〃Wang　ming〃；'M'；58｝；
　　｝；
main（）
｛
struct　stu　*ps；
void　ave（struct　stu　*ps）；
psboy；
ave（ps）；
｝
void　ave（struct　stu　*ps）
｛
int　c0；i；
float　ave；s0；
for（i0；iscore；
if（ps》scorenum102；
ps》name〃Zhang　ping〃；
ps》sex'M'；
ps》score62。5；
　　　printf（〃Number％dnName％sn〃；ps》num；ps》name）；
　　　printf（〃Sex％cnScore％fn〃；ps》sex；ps》score）；
free（ps）；
｝
本例中，定义了结构stu，定义了stu类型指针变量ps。然后分配一块stu大内存区，并把首地址赋予ps，使ps指向该区域。再以ps为指向结构的指针变量对各成员赋值，并用printf输出各成员值。最后用free函数释放ps指向的内存空间。整个程序包含了申请内存空间、使用内存空间、释放内存空间三个步骤，实现存储空间的动态分配。
11。9链表的概念
在例7。8中采用了动态分配的办法为一个结构分配内存空间。每一次分配一块空间可用来存放一个学生的数据，我们可称之为一个结点。有多少个学生就应该申请分配多少块内存空间，也就是说要建立多少个结点。当然用结构数组也可以完成上述工作，但如果预先不能准确把握学生人数，也就无法确定数组大小。而且当学生留级、退学之后也不能把该元素占用的空间从数组中释放出来。
用动态存储的方法可以很好地解决这些问题。有一个学生就分配一个结点，无须预先确定学生的准确人数，某学生退学，可删去该结点，并释放该结点占用的存储空间。从而节约了宝贵的内存资源。另一方面，用数组的方法必须占用一块连续的内存区域。而使用动态分配时，每个结点之间可以是不连续的（结点内是连续的）。结点之间的联系可以用指针实现。　即在结点结构中定义一个成员项用来存放下一结点的首地址，这个用于存放地址的成员，常把它称为指针域。
可在第一个结点的指针域内存入第二个结点的首地址，在第二个结点的指针域内又存放第三个结点的首地址，如此串连下去直到最后一个结点。最后一个结点因无后续结点连接，其指针域可赋为0。这样一种连接方式，在数据结构中称为“链表”。
下图为最一简单链表的示意图。
图中，第0个结点称为头结点，它存放有第一个结点的首地址，它没有数据，只是一个指针变量。以下的每个结点都分为两个域，一个是数据域，存放各种实际的数据，如学号num，姓名name，性别sex和成绩score等。另一个域为指针域，存放下一结点的首地址。链表中的每一个结点都是同一种结构类型。
例如，一个存放学生学号和成绩的结点应为以下结构：
struct　stu
｛　int　num；
　　int　score；
　　struct　stu　*next；
｝
前两个成员项组成数据域，后一个成员项next构成指针域，它是一个指向stu类型结构的指针变量。
链表的基本操作对链表的主要操作有以下几种：
1。建立链表；
2。结构的查找与输出；
3。插入一个结点；
4。删除一个结点；
下面通过例题来说明这些操作。
【例11。9】建立一个三个结点的链表，存放学生数据。为简单起见，　我们假定学生数据结构中只有学号和年龄两项。可编写一个建立链表的函数creat。程序如下：
#define　NULL　0
#define　TYPE　struct　stu
#define　LEN　sizeof　（struct　stu）
struct　stu
｛
　　int　num；
　　int　age；
　　struct　stu　*next；
｝；
TYPE　*creat（int　n）
｛
struct　stu　*head；*pf；*pb；
int　i；
for（i0；inum；&pb》age）；
　　if（i0）
　pfheadpb；
　　else　pf》nextpb；
　　pb》nextNULL；
　　pfpb；
｝
return（head）；
｝
在函数外首先用宏定义对三个符号常量作了定义。这里用　TYPE表示struct　stu，用LEN表示sizeof（struct　stu）主要的目的是为了在以下程序内减少书写并使阅读更加方便。结构stu定义为外部类型，程序中的各个函数均可使用该定义。
creat函数用于建立一个有n个结点的链表，它是一个指针函数，它返回的指针指向stu结构。在creat函数内定义了三个stu结构的指针变量。head为头指针，pf为指向两相邻结点的前一结点的指针变量。pb为后一结点的指针变量。
11。10枚举类型
在实际问题中，有些变量的取值被限定在一个有限的范围内。例如，一个星期内只有七天，一年只有十二个月，一个班每周有六门课程等等。如果把这些量说明为整型，字符型或其它类型显然是不妥当的。为此，Ｃ语言提供了一种称为“枚举”的类型。在“枚举”类型的定义中列举出所有可能的取值，被说明为该“枚举”类型的变量取值不能超过定义的范围。应该说明的是，枚举类型是一种基本数据类型，而不是一种构造类型，因为它不能再分解为任何基本类型。
11。10。1枚举类型的定义和枚举变量的说明
1。枚举的定义枚举类型定义的一般形式为：
enum　枚举名｛　枚举值表　｝；
在枚举值表中应罗列出所有可用值。这些值也称为枚举元素。
例如：
该枚举名为weekday，枚举值共有7个，即一周中的七天。凡被说明为weekday类型变量的取值只能是七天中的某一天。
2。枚举变量的说明
如同结构和联合一样，枚举变量也可用不同的方式说明，即先定义后说明，同时定义说明或直接说明。
设有变量a；b；c被说明为上述的weekday，可采用下述任一种方式：
enum　weekday｛　sun；mou；tue；wed；thu；fri；sat　｝；
enum　weekday　a；b；c；
或者为：
enum　weekday｛　sun；mou；tue；wed；thu；fri；sat　｝a；b；c；
或者为：
enum　｛　sun；mou；tue；wed；thu；fri；sat　｝a；b；c；
11。10。2枚举类型变量的赋值和使用
枚举类型在使用中有以下规定：
1。枚举值是常量，不是变量。不能在程序中用赋值语句再对它赋值。
　　例如对枚举weekday的元素再作以下赋值：
sun5；
mon2；
sunmon；
都是错误的。
2。枚举元素本身由系统定义了一个表示序号的数值，从0开始顺序定义为0，1，2…。如在weekday中，sun值为0，mon值为1，…；sat值为6。
【例11。10】
main（）｛
enum　weekday
｛　sun；mon；tue；wed；thu；fri；sat　｝　a；b；c；
asun；
bmon；
ctue；
printf（〃％d；％d；％d〃；a；b；c）；
｝
说明：
只能把枚举值赋予枚举变量，不能把元素的数值直接赋予枚举变量。如：
asum；
bmon；
是正确的。而：
a0；
b1；
是错误的。如一定要把数值赋予枚举变量，则必须用强制类型转换。
如：
a（enum　weekday）2；
其意义是将顺序号为2的枚举元素赋予枚举变量a，相当于：
atue；
还应