谭浩强-C语言教程(顶级版)第11章结构体

第11章结构体与共用体11.1概述11.2定义结构体类型变量的方法11.3结构体变量的引用11.4结构体变量的初始化11.5结构体数组11.6指向结构体类型数据的指针11.7用指针处理链表11.8共用体11.9枚举类型11.10用typedef定义类型习题11.1概述迄今为止，已介绍了基本类型(或称简单类型)的变量(如整型、实型、字符型变量等)，也介绍了一种构造类型数据——数组，数组中的各元素是属于同一个类型的。但是只有这些数据类型是不够的。有时需要将不同类型的数据组合成一个有机的整体，以便于引用。这些组合在一个整体中的数据是互相联系的。例如，一个学生的学号、姓名、性别、年龄、成绩、家庭地址等项。这些项都与某一学生相联系。见图11.1。可以看到性别(sex)、年龄(age)、成绩(score)、地址(addr)是属于学号为10010和名为“LiFun”的学生的。如果将num、name、sex、age、score、addr分别定义为互相独立的简单变量，难以反映它们之间的内在联系。应当把它们组织成一个组合项，在一个组合项中包含若干个类型不同(当然也可以相同)的数据项。C语言允许用户自己指定这样一种数据结构，它称为结构体(structure)。它相当于其他高级语言中的“记录”。图11.1假设程序中要用到图11.1所表示的数据结构，但是C语言没有提供这种现成的数据类型，因此用户必须要在程序中建立所需的结构体类型。例如：structstudent{intnum；charname[20]；charsex；intage；floatscore；charaddr[30]；}；注意不要忽略最后的分号。上面由程序设计者指定了一个新的结构体类型structstudent(struct是声明结构体类型时所必须使用的关键字，不能省略)，它向编译系统声明这是一个“结构体类型”，它包括num、name、sex、age、score、addr等不同类型的数据项。应当说明structstudent是一个类型名，它和系统提供的标准类型(如int、char、float、double等)一样具有同样的地位和作用，都可以用来定义变量的类型，只不过结构体类型需要由用户自己指定而已。声明一个结构体类型的一般形式为struct结构体名{成员表列}；“结构体名”用作结构体类型的标志，它又称“结构体标记”(structuretag)。上面的结构体声明中student就是结构体名(结构体标记)。大括弧内是该结构体中的各个成员，由它们组成一个结构体。例如，上例中的num、name、sex等都是成员。对各成员都应进行类型声明，即类型名成员名也可以把“成员表列”称为“域表”。每一个成员也称为结构体中的一个域。成员名定名规与变量名同。“结构体”这个词是根据英文单词structure译出的。有些C语言书把structure直译为“结构”。作者认为译作“结构”会与一般含义上的“结构”混淆(例如，数据结构、程序结构、控制结构等)。日本把structure译作“结构体”或“构造体”，作者认为译作“结构体”比译作“结构”更确切一些，不致与一般含义上的“结构”混淆。11.2定义结构体类型变量的方法前面只是指定了一个结构体类型，它相当于一个模型，但其中并无具体数据，系统对之也不分配实际内存单元。为了能在程序中使用结构体类型的数据，应当定义结构体类型的变量，并在其中存放具体的数据。可以采取以下三种方法定义结构体类型变量。1.先声明结构体类型再定义变量名如上面已定义了一个结构体类型structstudent，可以用它来定义变量。如:structstudentstudent1,student2结构体类型名结构体变量名;定义了student1和student2为structstudent类型的变量，即它们具有structstudent类型的结构。如图11.2所示。图11.2在定义了结构体变量后，系统会为之分配内存单元。例如student1和student2在内存中各占59个字节(2+20+1+2+4+30=59)。应当注意，将一个变量定义为标准类型(基本数据类型)与定义为结构体类型不同之处在于后者不仅要求指定变量为结构体类型，而且要求指定为某一特定的结构体类型(例如structstudent类型)。因为可以定义出许许多多种具体的结构体类型。而在定义变量为整型时，只需指定为int型即可。如果程序规模比较大，往往将对结构体类型的声明集中放到一个文件(以．h为后缀的“头文件”)中。哪个源文件需用到此结构体类型则可用#include命令将该头文件包含到本文件中。这样做便于装配，便于修改，便于使用。2.在声明类型的同时定义变量例如：structstudent{intnum；charname[20]；charsex；intage；floatscore；charaddr[30]；}student1，student2；它的作用与第一种方法相同，即定义了两个structstudent类型的变量student1、student2。这种形式的定义的一般形式为struct结构体名{成员表列}变量名表列；3.直接定义结构类型变量其一般形式为struct{成员表列}变量名表列；即不出现结构体名。关于结构体类型，有几点要说明：(1)类型与变量是不同的概念，不要混同。只能对变量赋值、存取或运算，而不能对一个类型赋值、存取或运算。在编译时，对类型是不分配空间的，只对变量分配空间。(2)对结构体中的成员(即“域”)，可以单独使用，它的作用与地位相当于普通变量。关于对成员的引用方法见11.3节。(3)成员也可以是一个结构体变量。如：structdate/*声明一个结构体类型*/{intmonth；intday；intyear；}；structstudent{intnum；charname[20]；charsex；intage；structdatebirthday；/*birthday是structdate类型*/charaddr[30]；}student1，student2；先声明一个structdate类型，它代表“日期”，包括3个成员：month(月)、day(日)、year(年)。然后在声明structstudent类型时，将成员birthday指定为structdate类型。structstudent的结构见图11.3所示。已声明的类型structdate与其他类型(如int，char)一样可以用来定义成员的类型。(4)成员名可以与程序中的变量名相同,二者不代表同一对象。例如,程序中可以另定义一个变量num,它与structstudent中的num是两回事,互不干扰。图11.311.3结构体变量的引用在定义了结构体变量以后,当然可以引用这个变量。但应遵守以下规则:(1)不能将一个结构体变量作为一个整体进行输入和输出。例如,已定义student1和student2为结构体变量并且它们已有值。不能这样引用:printf(%d,%s,%c,%d,%f,%s\n,student1);只能对结构体变量中的各个成员分别进行输入和输出。引用结构体变量中成员的方式为结构体变量名.成员名例如:student1.num表示student1变量中的num成员,即student1的num(学号)项。可以对变量的成员赋值,例如:student1.num=10010;“.”是成员(分量)运算符,它在所有的运算符中优先级最高,因此可以把student1.num作为一个整体来看待。上面赋值语句的作用是将整数10010赋给student1变量中的成员num。(2)如果成员本身又属一个结构体类型,则要用若干个成员运算符,一级一级地找到最低的一级的成员。只能对最低级的成员进行赋值或存取以及运算。例如,对上面定义的结构体变量student1,可以这样访问各成员:student1.numstudent1.birthday.month注意:不能用student1.birthday来访问student1变量中的成员birthday,因为birthday本身是一个结构体变量。(3)对结构体变量的成员可以像普通变量一样进行各种运算(根据其类型决定可以进行的运算)。例如：student2．score=student1．score；sum=student1．score+student2．score；student1．age++；++student1．age；由于“．”运算符的优先级最高，因此student1．age++是对student1．age进行自加运算，而不是先对age进行自加运算。(4)可以引用结构体变量成员的地址，也可以引用结构体变量的地址。如：scanf(%d，&student1.num);(输入student1．num的值)printf(%o，&student1)；(输出student1的首地址)但不能用以下语句整体读入结构体变量，如：scanf(%d，%s，%c，%d，%f，%s，&student1)；结构体变量的地址主要用于作函数参数，传递结构体的地址。11.4结构体变量的初始化和其他类型变量一样，对结构体变量可以在定义时指定初始值。例11.1对结构体变量初始化。main(){structstudent{longintnum；charname[20]；charsex；charaddr[20]；}a={89031，LiLin，'M'，123BeijingRoad}；printf(NO.:%ld\nname:%s\nsex:%c\naddress:%s\n，a.num，a.name，a.sex，a.addr);}运行结果如下：No.：89031name：LiLinsex：Maddress：123BeijingRoad11.5结构体数组一个结构体变量中可以存放一组数据(如一个学生的学号、姓名、成绩等数据)。如果有10个学生的数据需要参加运算，显然应该用数组，这就是结构体数组。结构体数组与以前介绍过的数值型数组不同之处在于每个数组元素都是一个结构体类型的数据，它们都分别包括各个成员(分量)项。11.5.1定义结构体数组和定义结构体变量的方法相仿，只需说明其为数组即可。如：structstudent{intnum；charname[20]；charsex；intage；floatscore；charaddr[30]；}；structstudentstu[3]；以上定义了一个数组stu，其元素为structstudent类型数据，数组有3个元素。也可以直接定义一个结构体数组，如：structstudent{intnum；…}stu[3]；或struct{intnum；…}stu[3]；图11.4数组各元素在内存中连续存放，见图11.5示意。11.5.2结构体数组的初始化与其他类型的数组一样，对结构体数组可以初始化。如：structstudent{intnum；charname[20]；charsex；intage；图11.5floatscore；charadd[30]；}stu[3]={{10101，“LiLin”，‘M’，18，87．5，“103BeijingRoad”}，{10102，“ZhangFun”，‘M’，19，99，“130ShanghaiRoad”}，{10104，“ＷangMin”，‘F’，20，78．5，“1010ZhongshanRoad”}}；定义数组stu时，元素个数可以不指定，即写成以下形式：stu[]={…}，{…}，{…}；编译时，系统会根据给出初值的结构体常量的个数来确定数组元素的个数。当然，数组的初始化也可以用以下形式：structstudent{intnum；…}；structstudentstu[]={{…}，{…}，{…}}；即先声明结构体类型，然后定义数组为该结构体类型，在定义数组时初始化。从以上可以看到，结构体数组初始化的一般形式是在定义数组的后面加上：={初值表列}；11.5.3结构体数组应用举例下面举一个简单的例子来说明结