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编程问答

C语言程序设计基础之结构

發(fā)布時(shí)間：2025/3/15 编程问答 21 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 C语言程序设计基础之结构小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

　　在實(shí)際問題中，一組數(shù)據(jù)往往具有不同的數(shù)據(jù)類型。例如，在學(xué)生登記表中，姓名應(yīng)為字符型；學(xué)號(hào)可為整型或字符型；年齡應(yīng)為整型；性別應(yīng)為字符型；成績(jī)可為整型或?qū)嵭汀?顯然不能用一個(gè)數(shù)組來存放這一組數(shù)據(jù)。因?yàn)閿?shù)組中各元素的類型和長(zhǎng)度都必須一致，以便于編譯系統(tǒng)處理。為了解決這個(gè)問題，C語言中給出了另一種構(gòu)造數(shù)據(jù)類型——“結(jié)構(gòu)”。它相當(dāng)于其它高級(jí)語言中的記錄。

?
?

　　“結(jié)構(gòu)”是一種構(gòu)造類型，它是由若干“成員”組成的。每一個(gè)成員可以是一個(gè)基本數(shù)據(jù)類型或者又是一個(gè)構(gòu)造類型。結(jié)構(gòu)既是一種“構(gòu)造”而成的數(shù)據(jù)類型，那么在說明和使用之前必須先定義它，也就是構(gòu)造它。如同在說明和調(diào)用函數(shù)之前要先定義函數(shù)一樣。

　　結(jié)構(gòu)的定義

　　定義一個(gè)結(jié)構(gòu)的一般形式為：

struct 結(jié)構(gòu)名
{
　成員表列
};

　　成員表由若干個(gè)成員組成，每個(gè)成員都是該結(jié)構(gòu)的一個(gè)組成部分。對(duì)每個(gè)成員也必須作類型說明，其形式為：

　　類型說明符成員名;

　　成員名的命名應(yīng)符合標(biāo)識(shí)符的書寫規(guī)定。例如：

struct stu
{
　int num;
　char name[20];
　char sex;
　float score;
};?

　　在這個(gè)結(jié)構(gòu)定義中，結(jié)構(gòu)名為stu，該結(jié)構(gòu)由4個(gè)成員組成。第一個(gè)成員為num，整型變量；第二個(gè)成員為name，字符數(shù)組；第三個(gè)成員為sex，字符變量；第四個(gè)成員為score，實(shí)型變量。應(yīng)注意在括號(hào)后的分號(hào)是不可少的。結(jié)構(gòu)定義之后，即可進(jìn)行變量說明。凡說明為結(jié)構(gòu)stu的變量都由上述4個(gè)成員組成。由此可見，結(jié)構(gòu)是一種復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，是數(shù)目固定，類型不同的若干有序變量的集合。

　　結(jié)構(gòu)類型變量的說明

　　說明結(jié)構(gòu)變量有以下三種方法。以上面定義的stu為例來加以說明。

　　1. 先定義結(jié)構(gòu)，再說明結(jié)構(gòu)變量。如：

struct stu
{
　int num;
　char name[20];
　char sex;
　float score;
};
struct stu boy1,boy2;

　　說明了兩個(gè)變量boy1和boy2為stu結(jié)構(gòu)類型。也可以用宏定義使一個(gè)符號(hào)常量來表示一個(gè)結(jié)構(gòu)類型，例如：

#define STU struct stu
STU
{
　int num;
　char name[20];
　char sex;
　float score;
};
STU boy1,boy2;

　　2. 在定義結(jié)構(gòu)類型的同時(shí)說明結(jié)構(gòu)變量。例如：

struct stu
{
　int num;
　char name[20];
　char sex;
　float score;
}boy1,boy2;

　　3. 直接說明結(jié)構(gòu)變量。例如：

struct
{
　int num;
　char name[20];
　char sex;
　float score;
}boy1,boy2;?

　　第三種方法與第二種方法的區(qū)別在于第三種方法中省去了結(jié)構(gòu)名，而直接給出結(jié)構(gòu)變量。說明了boy1,boy2變量為stu類型后，即可向這兩個(gè)變量中的各個(gè)成員賦值。在上述stu結(jié)構(gòu)定義中，所有的成員都是基本數(shù)據(jù)類型或數(shù)組類型。成員也可以又是一個(gè)結(jié)構(gòu)，即構(gòu)成了嵌套的結(jié)構(gòu)。例如：

struct date{
　int month;
　int day;
　int year;
}
struct{
　int num;
　char name[20];
　char sex;
　struct date birthday;
　float score;
}boy1,boy2;

　　首先定義一個(gè)結(jié)構(gòu)date，由month(月)、day(日)、year(年) 三個(gè)成員組成。在定義并說明變量 boy1 和 boy2 時(shí)，其中的成員birthday被說明為data結(jié)構(gòu)類型。成員名可與程序中其它變量同名，互不干擾。結(jié)構(gòu)變量成員的表示方法在程序中使用結(jié)構(gòu)變量時(shí)，往往不把它作為一個(gè)整體來使用。

　　在ANSI C中除了允許具有相同類型的結(jié)構(gòu)變量相互賦值以外，一般對(duì)結(jié)構(gòu)變量的使用，包括賦值、輸入、輸出、運(yùn)算等都是通過結(jié)構(gòu)變量的成員來實(shí)現(xiàn)的。

　　表示結(jié)構(gòu)變量成員的一般形式是：結(jié)構(gòu)變量名.成員名例如：boy1.num 即第一個(gè)人的學(xué)號(hào)　boy2.sex 即第二個(gè)人的性別如果成員本身又是一個(gè)結(jié)構(gòu)則必須逐級(jí)找到最低級(jí)的成員才能使用。例如：boy1.birthday.month 即第一個(gè)人出生的月份成員可以在程序中單獨(dú)使用，與普通變量完全相同。
　　結(jié)構(gòu)變量的賦值

　　前面已經(jīng)介紹，結(jié)構(gòu)變量的賦值就是給各成員賦值。可用輸入語句或賦值語句來完成。

　　[例7.1]給結(jié)構(gòu)變量賦值并輸出其值。

main(){
　struct stu
　{
　　int num;
　　char *name;
　　char sex;
　　float score;
　} boy1,boy2;
　boy1.num=102;
　boy1.name="Zhang ping";
　printf("input sex and score/n");
　scanf("%c %f",&boy1.sex,&boy1.score);
　boy2=boy1;
　printf("Number=%d/nName=%s/n",boy2.num,boy2.name);
　printf("Sex=%c/nScore=%f/n",boy2.sex,boy2.score);
}
struct stu
{
　int num;
　char *name;
　char sex;
　float score;
}boy1,boy2;
boy1.num=102;
boy1.name="Zhang ping";
printf("input sex and score/n");
scanf("%c %f",&boy1.sex,&boy1.score);
boy2=boy1;
printf("Number=%d/nName=%s/n",boy2.num,boy2.name);
printf("Sex=%c/nScore=%f/n",boy2.sex,boy2.score);

　　本程序中用賦值語句給num和name兩個(gè)成員賦值，name是一個(gè)字符串指針變量。用scanf函數(shù)動(dòng)態(tài)地輸入sex和score成員值，然后把boy1的所有成員的值整體賦予boy2。最后分別輸出boy2 的各個(gè)成員值。本例表示了結(jié)構(gòu)變量的賦值、輸入和輸出的方法。

　　結(jié)構(gòu)變量的初始化

　　如果結(jié)構(gòu)變量是全局變量或?yàn)殪o態(tài)變量，則可對(duì)它作初始化賦值。對(duì)局部或自動(dòng)結(jié)構(gòu)變量不能作初始化賦值。

　　[例7.2]外部結(jié)構(gòu)變量初始化。

struct stu /*定義結(jié)構(gòu)*/
{
　int num;
　char *name;
　char sex;
　float score;
} boy2,boy1={102,"Zhang ping",'M',78.5};
main()
{
　boy2=boy1;
　printf("Number=%d/nName=%s/n",boy2.num,boy2.name);
　printf("Sex=%c/nScore=%f/n",boy2.sex,boy2.score);
}
struct stu
{
　int num;
　char *name;
　char sex;
　float score;
}boy2,boy1={102,"Zhang ping",'M',78.5};
main()
{
　boy2=boy1;
　……
}

　　本例中，boy2,boy1均被定義為外部結(jié)構(gòu)變量，并對(duì)boy1作了初始化賦值。在main函數(shù)中，把boy1的值整體賦予boy2，然后用兩個(gè)printf語句輸出boy2各成員的值。

　　[例7.3]靜態(tài)結(jié)構(gòu)變量初始化。

main()
{
　static struct stu /*定義靜態(tài)結(jié)構(gòu)變量*/
　{
　　int num;
　　char *name;
　　char sex;
　　float score;
　}boy2,boy1={102,"Zhang ping",'M',78.5};
　boy2=boy1;
　printf("Number=%d/nName=%s/n",boy2.num,boy2.name);
　printf("Sex=%c/nScore=%f/n",boy2.sex,boy2.score);
}
static struct stu
{
　int num;
　char *name;
　char sex;
　float score;
}boy2,boy1={102,"Zhang ping",'M',78.5};?

　　本例是把boy1，boy2都定義為靜態(tài)局部的結(jié)構(gòu)變量，同樣可以作初始化賦值.
　　結(jié)構(gòu)數(shù)組

　　數(shù)組的元素也可以是結(jié)構(gòu)類型的。因此可以構(gòu)成結(jié)構(gòu)型數(shù)組。結(jié)構(gòu)數(shù)組的每一個(gè)元素都是具有相同結(jié)構(gòu)類型的下標(biāo)結(jié)構(gòu)變量。在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常用結(jié)構(gòu)數(shù)組來表示具有相同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)群體。如一個(gè)班的學(xué)生檔案，一個(gè)車間職工的工資表等。

　　結(jié)構(gòu)數(shù)組的定義方法和結(jié)構(gòu)變量相似，只需說明它為數(shù)組類型即可。例如：

struct stu
{
　int num;
　char *name;
　char sex;
　float score;
}boy[5];?

　　定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)數(shù)組boy1，共有5個(gè)元素，boy[0]～boy[4]。每個(gè)數(shù)組元素都具有struct stu的結(jié)構(gòu)形式。對(duì)外部結(jié)構(gòu)數(shù)組或靜態(tài)結(jié)構(gòu)數(shù)組可以作初始化賦值，例如：

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};
}

　　當(dāng)對(duì)全部元素作初始化賦值時(shí)，也可不給出數(shù)組長(zhǎng)度。

　　[例7.4]計(jì)算學(xué)生的平均成績(jī)和不及格的人數(shù)。

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()
{
　int i,c=0;
　float ave,s=0;
　for(i=0;i<5;i++)
　{
　　s+=boy[i].score;
　　if(boy[i].score<60) c+=1;
　}
　printf("s=%f/n",s);
　ave=s/5;
　printf("average=%f/ncount=%d/n",ave,c);
}

　　本例程序中定義了一個(gè)外部結(jié)構(gòu)數(shù)組boy，共5個(gè)元素，并作了初始化賦值。在main函數(shù)中用for語句逐個(gè)累加各元素的score 成員值存于s之中，如score的值小于60(不及格)即計(jì)數(shù)器C加1，循環(huán)完畢后計(jì)算平均成績(jī)，并輸出全班總分，平均分及不及格人數(shù)。

　　[例7.5]建立同學(xué)通訊錄

#include"stdio.h"
#define NUM 3
struct mem
{
　char name[20];
　char phone[10];
};
main()
{
　struct mem man[NUM];
　int i;
　for(i=0;i<NUM;i++)
　{
　　printf("input name:/n");
　　gets(man[i].name);
　　printf("input phone:/n");
　　gets(man[i].phone);
　}
　printf("name/t/t/tphone/n/n");
　for(i=0;i<NUM;i++)
　printf("%s/t/t/t%s/n",man[i].name,man[i].phone);
}

　　本程序中定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)mem，它有兩個(gè)成員name和phone 用來表示姓名和電話號(hào)碼。在主函數(shù)中定義man為具有mem 類型的結(jié)構(gòu)數(shù)組。在for語句中，用gets函數(shù)分別輸入各個(gè)元素中兩個(gè)成員的值。然后又在for語句中用printf語句輸出各元素中兩個(gè)成員值。
　　結(jié)構(gòu)指針變量

　　結(jié)構(gòu)指針變量的說明和使用一個(gè)指針變量當(dāng)用來指向一個(gè)結(jié)構(gòu)變量時(shí)，稱之為結(jié)構(gòu)指針變量。

　　結(jié)構(gòu)指針變量中的值是所指向的結(jié)構(gòu)變量的首地址。通過結(jié)構(gòu)指針即可訪問該結(jié)構(gòu)變量，這與數(shù)組指針和函數(shù)指針的情況是相同的。結(jié)構(gòu)指針變量說明的一般形式為：

　　struct 結(jié)構(gòu)名*結(jié)構(gòu)指針變量名

　　例如，在前面的例7.1中定義了stu這個(gè)結(jié)構(gòu)，如要說明一個(gè)指向stu的指針變量pstu，可寫為：

struct stu *pstu;?

　　當(dāng)然也可在定義stu結(jié)構(gòu)時(shí)同時(shí)說明pstu。與前面討論的各類指針變量相同，結(jié)構(gòu)指針變量也必須要先賦值后才能使用。賦值是把結(jié)構(gòu)變量的首地址賦予該指針變量，不能把結(jié)構(gòu)名賦予該指針變量。如果boy是被說明為stu類型的結(jié)構(gòu)變量，則： pstu=&boy是正確的，而： pstu=&stu是錯(cuò)誤的。

　　結(jié)構(gòu)名和結(jié)構(gòu)變量是兩個(gè)不同的概念，不能混淆。結(jié)構(gòu)名只能表示一個(gè)結(jié)構(gòu)形式，編譯系統(tǒng)并不對(duì)它分配內(nèi)存空間。只有當(dāng)某變量被說明為這種類型的結(jié)構(gòu)時(shí)，才對(duì)該變量分配存儲(chǔ)空間。因此上面&stu這種寫法是錯(cuò)誤的，不可能去取一個(gè)結(jié)構(gòu)名的首地址。有了結(jié)構(gòu)指針變量，就能更方便地訪問結(jié)構(gòu)變量的各個(gè)成員。

　　其訪問的一般形式為： (*結(jié)構(gòu)指針變量).成員名或?yàn)?#xff1a;

　　結(jié)構(gòu)指針變量->成員名

　　例如： (*pstu).num或者： pstu->num

　　應(yīng)該注意(*pstu)兩側(cè)的括號(hào)不可少，因?yàn)槌蓡T符“.”的優(yōu)先級(jí)高于“*”。如去掉括號(hào)寫作*pstu.num則等效于*(pstu.num)，這樣，意義就完全不對(duì)了。下面通過例子來說明結(jié)構(gòu)指針變量的具體說明和使用方法。

　　[例6]

struct stu
{
　int num;
　char *name;
　char sex;
　float score;
} boy1={102,"Zhang ping",'M',78.5},*pstu;
main()
{
　pstu=&boy1;
　printf("Number=%d/nName=%s/n",boy1.num,boy1.name);
　printf("Sex=%c/nScore=%f/n/n",boy1.sex,boy1.score);
　printf("Number=%d/nName=%s/n",(*pstu).num,(*pstu).name);
　printf("Sex=%c/nScore=%f/n/n",(*pstu).sex,(*pstu).score);
　printf("Number=%d/nName=%s/n",pstu->num,pstu->name);
　printf("Sex=%c/nScore=%f/n/n",pstu->sex,pstu->score);
}

　　本例程序定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)stu，定義了stu類型結(jié)構(gòu)變量boy1 并作了初始化賦值，還定義了一個(gè)指向stu類型結(jié)構(gòu)的指針變量pstu。在main函數(shù)中，pstu被賦予boy1的地址，因此pstu指向boy1 。然后在printf語句內(nèi)用三種形式輸出boy1的各個(gè)成員值。從運(yùn)行結(jié)果可以看出：

　　結(jié)構(gòu)變量.成員名

　　(*結(jié)構(gòu)指針變量).成員名

　　結(jié)構(gòu)指針變量->成員名

　　這三種用于表示結(jié)構(gòu)成員的形式是完全等效的。結(jié)構(gòu)數(shù)組指針變量結(jié)構(gòu)指針變量可以指向一個(gè)結(jié)構(gòu)數(shù)組，這時(shí)結(jié)構(gòu)指針變量的值是整個(gè)結(jié)構(gòu)數(shù)組的首地址。結(jié)構(gòu)指針變量也可指向結(jié)構(gòu)數(shù)組的一個(gè)元素，這時(shí)結(jié)構(gòu)指針變量的值是該結(jié)構(gòu)數(shù)組元素的首地址。設(shè)ps為指向結(jié)構(gòu)數(shù)組的指針變量，則ps也指向該結(jié)構(gòu)數(shù)組的0號(hào)元素，ps+1指向1號(hào)元素，ps+i則指向i號(hào)元素。這與普通數(shù)組的情況是一致的。

　　[例7.7]用指針變量輸出結(jié)構(gòu)數(shù)組。

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("No/tName/t/t/tSex/tScore/t/n");
　for(ps=boy;ps<boy+5;ps++)
　printf("%d/t%s/t/t%c/t%f/t/n",ps->num,ps->name,ps->sex,ps->score);
}

　　在程序中，定義了stu結(jié)構(gòu)類型的外部數(shù)組boy 并作了初始化賦值。在main函數(shù)內(nèi)定義ps為指向stu類型的指針。在循環(huán)語句for的表達(dá)式1中，ps被賦予boy的首地址，然后循環(huán)5次，輸出boy數(shù)組中各成員值。應(yīng)該注意的是，一個(gè)結(jié)構(gòu)指針變量雖然可以用來訪問結(jié)構(gòu)變量或結(jié)構(gòu)數(shù)組元素的成員，但是，不能使它指向一個(gè)成員。也就是說不允許取一個(gè)成員的地址來賦予它。因此，下面的賦值是錯(cuò)誤的。

　　ps=&boy[1].sex;而只能是：ps=boy;(賦予數(shù)組首地址)

　　或者是：

　　ps=&boy[0];(賦予0號(hào)元素首地址)
　　結(jié)構(gòu)指針變量作函數(shù)參數(shù)

　　在ANSI C標(biāo)準(zhǔn)中允許用結(jié)構(gòu)變量作函數(shù)參數(shù)進(jìn)行整體傳送。但是這種傳送要將全部成員逐個(gè)傳送，特別是成員為數(shù)組時(shí)將會(huì)使傳送的時(shí)間和空間開銷很大，嚴(yán)重地降低了程序的效率。因此最好的辦法就是使用指針，即用指針變量作函數(shù)參數(shù)進(jìn)行傳送。這時(shí)由實(shí)參傳向形參的只是地址，從而減少了時(shí)間和空間的開銷。

　　[例7.8]題目與例7.4相同，計(jì)算一組學(xué)生的平均成績(jī)和不及格人數(shù)。

　　用結(jié)構(gòu)指針變量作函數(shù)參數(shù)編程。

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);
　ps=boy;
　ave(ps);
}
void ave(struct stu *ps)
{
　int c=0,i;
　float ave,s=0;
　for(i=0;i<5;i++,ps++)
　{
　　s+=ps->score;
　　if(ps->score<60) c+=1;
　}
　printf("s=%f/n",s);
　ave=s/5;
　printf("average=%f/ncount=%d/n",ave,c);
}?

　　本程序中定義了函數(shù)ave，其形參為結(jié)構(gòu)指針變量ps。boy 被定義為外部結(jié)構(gòu)數(shù)組，因此在整個(gè)源程序中有效。在main 函數(shù)中定義說明了結(jié)構(gòu)指針變量ps，并把boy的首地址賦予它，使ps指向boy 數(shù)組。然后以ps作實(shí)參調(diào)用函數(shù)ave。在函數(shù)ave 中完成計(jì)算平均成績(jī)和統(tǒng)計(jì)不及格人數(shù)的工作并輸出結(jié)果。與例7.4程序相比，由于本程序全部采用指針變量作運(yùn)算和處理，故速度更快，程序效率更高。.

　　topoic=動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分配

　　在數(shù)組一章中，曾介紹過數(shù)組的長(zhǎng)度是預(yù)先定義好的，在整個(gè)程序中固定不變。C語言中不允許動(dòng)態(tài)數(shù)組類型。例如： int n;scanf("%d",&n);int a[n]; 用變量表示長(zhǎng)度，想對(duì)數(shù)組的大小作動(dòng)態(tài)說明，這是錯(cuò)誤的。但是在實(shí)際的編程中，往往會(huì)發(fā)生這種情況，即所需的內(nèi)存空間取決于實(shí)際輸入的數(shù)據(jù)，而無法預(yù)先確定。對(duì)于這種問題，用數(shù)組的辦法很難解決。為了解決上述問題，C語言提供了一些內(nèi)存管理函數(shù)，這些內(nèi)存管理函數(shù)可以按需要?jiǎng)討B(tài)地分配內(nèi)存空間，也可把不再使用的空間回收待用，為有效地利用內(nèi)存資源提供了手段。常用的內(nèi)存管理函數(shù)有以下三個(gè)：

　　1.分配內(nèi)存空間函數(shù)malloc

　　調(diào)用形式： (類型說明符*) malloc (size) 功能：在內(nèi)存的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中分配一塊長(zhǎng)度為"size" 字節(jié)的連續(xù)區(qū)域。函數(shù)的返回值為該區(qū)域的首地址。 “類型說明符”表示把該區(qū)域用于何種數(shù)據(jù)類型。(類型說明符*)表示把返回值強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為該類型指針。“size”是一個(gè)無符號(hào)數(shù)。例如： pc=(char *) malloc (100); 表示分配100個(gè)字節(jié)的內(nèi)存空間，并強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為字符數(shù)組類型，函數(shù)的返回值為指向該字符數(shù)組的指針，把該指針賦予指針變量pc。

　　2.分配內(nèi)存空間函數(shù) calloc

　　calloc 也用于分配內(nèi)存空間。調(diào)用形式： (類型說明符*)calloc(n,size) 功能：在內(nèi)存動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)中分配n塊長(zhǎng)度為“size”字節(jié)的連續(xù)區(qū)域。函數(shù)的返回值為該區(qū)域的首地址。(類型說明符*)用于強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。calloc函數(shù)與malloc 函數(shù)的區(qū)別僅在于一次可以分配n塊區(qū)域。例如： ps=(struet stu*) calloc(2,sizeof (struct stu)); 其中的sizeof(struct stu)是求stu的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度。因此該語句的意思是：按stu的長(zhǎng)度分配2塊連續(xù)區(qū)域，強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為stu類型，并把其首地址賦予指針變量ps。

　　3.釋放內(nèi)存空間函數(shù)free

　　調(diào)用形式： free(void*ptr); 功能：釋放ptr所指向的一塊內(nèi)存空間，ptr 是一個(gè)任意類型的指針變量，它指向被釋放區(qū)域的首地址。被釋放區(qū)應(yīng)是由malloc或calloc函數(shù)所分配的區(qū)域：[例7.9]分配一塊區(qū)域，輸入一個(gè)學(xué)生數(shù)據(jù)。

main()
{
　struct stu
　{
　　int num;
　　char *name;
　　char sex;
　　float score;
　} *ps;
　ps=(struct stu*)malloc(sizeof(struct stu));
　ps->num=102;
　ps->name="Zhang ping";
　ps->sex='M';
　ps->score=62.5;
　printf("Number=%d/nName=%s/n",ps->num,ps->name);
　printf("Sex=%c/nScore=%f/n",ps->sex,ps->score);
　free(ps);
}

　　本例中，定義了結(jié)構(gòu)stu，定義了stu類型指針變量ps。然后分配一塊stu大內(nèi)存區(qū)，并把首地址賦予ps，使ps指向該區(qū)域。再以ps為指向結(jié)構(gòu)的指針變量對(duì)各成員賦值，并用printf 輸出各成員值。最后用free函數(shù)釋放ps指向的內(nèi)存空間。整個(gè)程序包含了申請(qǐng)內(nèi)存空間、使用內(nèi)存空間、釋放內(nèi)存空間三個(gè)步驟，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)空間的動(dòng)態(tài)分配。鏈表的概念在例7.9中采用了動(dòng)態(tài)分配的辦法為一個(gè)結(jié)構(gòu)分配內(nèi)存空間。每一次分配一塊空間可用來存放一個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù)，我們可稱之為一個(gè)結(jié)點(diǎn)。有多少個(gè)學(xué)生就應(yīng)該申請(qǐng)分配多少塊內(nèi)存空間，也就是說要建立多少個(gè)結(jié)點(diǎn)。當(dāng)然用結(jié)構(gòu)數(shù)組也可以完成上述工作，但如果預(yù)先不能準(zhǔn)確把握學(xué)生人數(shù)，也就無法確定數(shù)組大小。而且當(dāng)學(xué)生留級(jí)、退學(xué)之后也不能把該元素占用的空間從數(shù)組中釋放出來。用動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)的方法可以很好地解決這些問題。有一個(gè)學(xué)生就分配一個(gè)結(jié)點(diǎn)，無須預(yù)先確定學(xué)生的準(zhǔn)確人數(shù)，某學(xué)生退學(xué)，可刪去該結(jié)點(diǎn)，并釋放該結(jié)點(diǎn)占用的存儲(chǔ)空間。從而節(jié)約了寶貴的內(nèi)存資源。另一方面，用數(shù)組的方法必須占用一塊連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。而使用動(dòng)態(tài)分配時(shí)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)之間可以是不連續(xù)的(結(jié)點(diǎn)內(nèi)是連續(xù)的)。結(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系可以用指針實(shí)現(xiàn)。即在結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)中定義一個(gè)成員項(xiàng)用來存放下一結(jié)點(diǎn)的首地址，這個(gè)用于存放地址的成員，常把它稱為指針域。可在第一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針域內(nèi)存入第二個(gè)結(jié)點(diǎn)的首地址，在第二個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針域內(nèi)又存放第三個(gè)結(jié)點(diǎn)的首地址，如此串連下去直到最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)。最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)因無后續(xù)結(jié)點(diǎn)連接，其指針域可賦為0。這樣一種連接方式，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中稱為“鏈表”。
　　在鏈表中，第0個(gè)結(jié)點(diǎn)稱為頭結(jié)點(diǎn)，它存放有第一個(gè)結(jié)點(diǎn)的首地址，它沒有數(shù)據(jù)，只是一個(gè)指針變量。以下的每個(gè)結(jié)點(diǎn)都分為兩個(gè)域，一個(gè)是數(shù)據(jù)域，存放各種實(shí)際的數(shù)據(jù)，如學(xué)號(hào)num，姓名name，性別sex和成績(jī)score等。另一個(gè)域?yàn)橹羔樣?#xff0c; 存放下一結(jié)點(diǎn)的首地址。鏈表中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)都是同一種結(jié)構(gòu)類型。例如，一個(gè)存放學(xué)生學(xué)號(hào)和成績(jī)的結(jié)點(diǎn)應(yīng)為以下結(jié)構(gòu)：

struct stu
{
　int num;
　int score;
　struct stu *next;
}

　　前兩個(gè)成員項(xiàng)組成數(shù)據(jù)域，后一個(gè)成員項(xiàng)next構(gòu)成指針域，它是一個(gè)指向stu類型結(jié)構(gòu)的指針變量。鏈表的基本操作對(duì)鏈表的主要操作有以下幾種：

　　1.建立鏈表；

　　2.結(jié)構(gòu)的查找與輸出；

　　3.插入一個(gè)結(jié)點(diǎn)；

　　4.刪除一個(gè)結(jié)點(diǎn)；

　　下面通過例題來說明這些操作。

　　[例7.10]建立一個(gè)三個(gè)結(jié)點(diǎn)的鏈表，存放學(xué)生數(shù)據(jù)。為簡(jiǎn)單起見，我們假定學(xué)生數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中只有學(xué)號(hào)和年齡兩項(xiàng)。

　　可編寫一個(gè)建立鏈表的函數(shù)creat。程序如下：

　　在函數(shù)外首先用宏定義對(duì)三個(gè)符號(hào)常量作了定義。這里用TYPE表示struct stu，用LEN表示sizeof(struct stu)主要的目的是為了在以下程序內(nèi)減少書寫并使閱讀更加方便。結(jié)構(gòu)stu定義為外部類型，程序中的各個(gè)函數(shù)均可使用該定義。

　　creat函數(shù)用于建立一個(gè)有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的鏈表，它是一個(gè)指針函數(shù)，它返回的指針指向stu結(jié)構(gòu)。在creat函數(shù)內(nèi)定義了三個(gè)stu結(jié)構(gòu)的指針變量。head為頭指針，pf 為指向兩相鄰結(jié)點(diǎn)的前一結(jié)點(diǎn)的指針變量。pb為后一結(jié)點(diǎn)的指針變量。在for語句內(nèi)，用malloc函數(shù)建立長(zhǎng)度與stu長(zhǎng)度相等的空間作為一結(jié)點(diǎn)，首地址賦予pb。然后輸入結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)。如果當(dāng)前結(jié)點(diǎn)為第一結(jié)點(diǎn)(i==0)，則把pb值 (該結(jié)點(diǎn)指針)賦予head和pf。如非第一結(jié)點(diǎn)，則把pb值賦予pf 所指結(jié)點(diǎn)的指針域成員next。而pb所指結(jié)點(diǎn)為當(dāng)前的最后結(jié)點(diǎn)，其指針域賦NULL。再把pb值賦予pf以作下一次循環(huán)準(zhǔn)備。

　　creat函數(shù)的形參n，表示所建鏈表的結(jié)點(diǎn)數(shù)，作為for語句的循環(huán)次數(shù)。圖7.4表示了creat函數(shù)的執(zhí)行過程。

　　[例7.11]寫一個(gè)函數(shù)，在鏈表中按學(xué)號(hào)查找該結(jié)點(diǎn)。

TYPE * search (TYPE *head,int n)
{
　TYPE *p;
　int i;
　p=head;
　while (p->num!=n && p->next!=NULL)
　　p=p->next; /* 不是要找的結(jié)點(diǎn)后移一步*/
　　if (p->num==n) return (p);
　　if (p->num!=n&& p->next==NULL)
　　printf ("Node %d has not been found!/n",n
}

　　本函數(shù)中使用的符號(hào)常量TYPE與例7.10的宏定義相同，等于struct　stu。函數(shù)有兩個(gè)形參，head是指向鏈表的指針變量，n為要查找的學(xué)號(hào)。進(jìn)入while語句，逐個(gè)檢查結(jié)點(diǎn)的num成員是否等于n，如果不等于n且指針域不等于NULL(不是最后結(jié)點(diǎn))則后移一個(gè)結(jié)點(diǎn)，繼續(xù)循環(huán)。如找到該結(jié)點(diǎn)則返回結(jié)點(diǎn)指針。如循環(huán)結(jié)束仍未找到該結(jié)點(diǎn)則輸出“未找到”的提示信息。

　　[例7.12]寫一個(gè)函數(shù)，刪除鏈表中的指定結(jié)點(diǎn)。刪除一個(gè)結(jié)點(diǎn)有兩種情況：

　　1. 被刪除結(jié)點(diǎn)是第一個(gè)結(jié)點(diǎn)。這種情況只需使head指向第二個(gè)結(jié)點(diǎn)即可。即head=pb->next。其過程如圖7.5所示。

　　2. 被刪結(jié)點(diǎn)不是第一個(gè)結(jié)點(diǎn)，這種情況使被刪結(jié)點(diǎn)的前一結(jié)點(diǎn)指向被刪結(jié)點(diǎn)的后一結(jié)點(diǎn)即可。即pf->next=pb->next。

　　函數(shù)編程如下：

TYPE * delete(TYPE * head,int num)
{
　TYPE *pf,*pb;
　if(head==NULL) /*如為空表，輸出提示信息*/
　{
　　printf("/nempty list!/n");
　　goto end;
　}
　pb=head;
　while (pb->num!=num && pb->next!=NULL)
　　/*當(dāng)不是要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)，而且也不是最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，繼續(xù)循環(huán)*/
　{
　　pf=pb;pb=pb->next;}/*pf指向當(dāng)前結(jié)點(diǎn)，pb指向下一結(jié)點(diǎn)*/
　　if(pb->num==num)
　　{
　　　if(pb==head) head=pb->next;
　　　　/*如找到被刪結(jié)點(diǎn)，且為第一結(jié)點(diǎn)，則使head指向第二個(gè)結(jié)點(diǎn)，
　　　　　否則使pf所指結(jié)點(diǎn)的指針指向下一結(jié)點(diǎn)*/
　　　else pf->next=pb->next;
　　　free(pb);
　　　printf("The node is deleted/n");}
　　else
　　　printf("The node not been foud!/n");
　　　end:
　　return head;
　}?

　　函數(shù)有兩個(gè)形參，head為指向鏈表第一結(jié)點(diǎn)的指針變量，num刪結(jié)點(diǎn)的學(xué)號(hào)。首先判斷鏈表是否為空，為空則不可能有被刪結(jié)點(diǎn)。若不為空，則使pb指針指向鏈表的第一個(gè)結(jié)點(diǎn)。進(jìn)入while語句后逐個(gè)查找被刪結(jié)點(diǎn)。找到被刪結(jié)點(diǎn)之后再看是否為第一結(jié)點(diǎn)，若是則使head指向第二結(jié)點(diǎn)(即把第一結(jié)點(diǎn)從鏈中刪去)，否則使被刪結(jié)點(diǎn)的前一結(jié)點(diǎn)(pf所指)指向被刪結(jié)點(diǎn)的后一結(jié)點(diǎn)(被刪結(jié)點(diǎn)的指針域所指)。如若循環(huán)結(jié)束未找到要?jiǎng)h的結(jié)點(diǎn)，則輸出“末找到”的提示信息。最后返回head值。

　　[例7.13]寫一個(gè)函數(shù)，在鏈表中指定位置插入一個(gè)結(jié)點(diǎn)。在一個(gè)鏈表的指定位置插入結(jié)點(diǎn)，要求鏈表本身必須是已按某種規(guī)律排好序的。例如，在學(xué)生數(shù)據(jù)鏈表中，要求學(xué)號(hào)順序插入一個(gè)結(jié)點(diǎn)。設(shè)被插結(jié)點(diǎn)的指針為pi。可在三種不同情況下插入。

　　1. 原表是空表，只需使head指向被插結(jié)點(diǎn)即可。

　　2. 被插結(jié)點(diǎn)值最小，應(yīng)插入第一結(jié)點(diǎn)之前。這種情況下使head指向被插結(jié)點(diǎn)，被插結(jié)點(diǎn)的指針域指向原來的第一結(jié)點(diǎn)則可。即：

pi->next=pb;
head=pi;

　　3. 在其它位置插入。這種情況下，使插入位置的前一結(jié)點(diǎn)的指針域指向被插結(jié)點(diǎn)，使被插結(jié)點(diǎn)的指針域指向插入位置的后一結(jié)點(diǎn)。即為：pi->next=pb;pf->next=pi；

　　4. 在表末插入。這種情況下使原表末結(jié)點(diǎn)指針域指向被插結(jié)點(diǎn)，被插結(jié)點(diǎn)指針域置為NULL。即：

pb->next=pi;
pi->next=NULL； TYPE * insert(TYPE * head,TYPE *pi)
{
　TYPE *pf,*pb;
　pb=head;
　if(head==NULL) /*空表插入*/
　　(head=pi;
　　pi->next=NULL;}
　else
　{
　　while((pi->num>pb->num)&&(pb->next!=NULL))
　　{
　　　pf=pb;
　　　pb=pb->next;
　　}/*找插入位置*/
　　if(pi->num<=pb->num)
　　{
　　　if(head==pb)head=pi;/*在第一結(jié)點(diǎn)之前插入*/
　　　else pf->next=pi;/*在其它位置插入*/
　　　pi->next=pb; }
　　else
　　{
　　　pb->next=pi;
　　　pi->next=NULL;
　　} /*在表末插入*/
　}
　return head;
}
?

　　本函數(shù)有兩個(gè)形參均為指針變量，head指向鏈表，pi 指向被插結(jié)點(diǎn)。函數(shù)中首先判斷鏈表是否為空，為空則使head指向被插結(jié)點(diǎn)。表若不空，則用while語句循環(huán)查找插入位置。找到之后再判斷是否在第一結(jié)點(diǎn)之前插入，若是則使head 指向被插結(jié)點(diǎn)被插結(jié)點(diǎn)指針域指向原第一結(jié)點(diǎn)，否則在其它位置插入，若插入的結(jié)點(diǎn)大于表中所有結(jié)點(diǎn)，則在表末插入。本函數(shù)返回一個(gè)指針，是鏈表的頭指針。當(dāng)插入的位置在第一個(gè)結(jié)點(diǎn)之前時(shí)，插入的新結(jié)點(diǎn)成為鏈表的第一個(gè)結(jié)點(diǎn)，因此head的值也有了改變，故需要把這個(gè)指針返回主調(diào)函數(shù)。

　　[例7.14]將以上建立鏈表，刪除結(jié)點(diǎn)，插入結(jié)點(diǎn)的函數(shù)組織在一起，再建一個(gè)輸出全部結(jié)點(diǎn)的函數(shù)，然后用main函數(shù)調(diào)用它們。

#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(i=0;i<n;i++)
　{
　　pb=(TYPE *)malloc(LEN);
　　printf("input Number and Age/n");
　　scanf("%d%d",&pb->num,&pb->age);
　　if(i==0)
　　　pf=head=pb;
　　else pf->next=pb;
　　pb->next=NULL;
　　pf=pb;
　}
　return(head);
}
TYPE * delete(TYPE * head,int num)
{
　TYPE *pf,*pb;
　if(head==NULL)
　{
　　printf("/nempty list!/n");
　　goto end;
　}
　pb=head;
　while (pb->num!=num && pb->next!=NULL)
　{
　　pf=pb;pb=pb->next;
　}
　if(pb->num==num)
　{
　　if(pb==head) head=pb->next;
　　else pf->next=pb->next;
　　printf("The node is deleted/n");
　}
　else
　　free(pb);
　　printf("The node not been found!/n");
　end:
　return head;
}
TYPE * insert(TYPE * head,TYPE * pi)
{
　TYPE *pb ,*pf;
　pb=head;
　if(head==NULL)
　{
　　head=pi;
　　pi->next=NULL;
　}
　else
　{
　　while((pi->num>pb->num)&&(pb->next!=NULL))
　　{
　　　pf=pb;
　　　pb=pb->next;
　　}
　　if(pi->num<=pb->num)
　　{
　　　if(head==pb) head=pi;
　　　else pf->next=pi;
　　　pi->next=pb;
　　}
　　else
　　{
　　　pb->next=pi;
　　　pi->next=NULL;
　　}
　}
　return head;
}
void print(TYPE * head)
{
　printf("Number/t/tAge/n");
　while(head!=NULL)
　{
　　printf("%d/t/t%d/n",head->num,head->age);
　　head=head->next;
　}
}
main()
{
　TYPE * head,*pnum;
　int n,num;
　printf("input number of node: ");
　scanf("%d",&n);
　head=creat(n);
　print(head);
　printf("Input the deleted number: ");
　scanf("%d",&num);
　head=delete(head,num);
　print(head);
　printf("Input the inserted number and age: ");
　pnum=(TYPE *)malloc(LEN);
　scanf("%d%d",&pnum->num,&pnum->age);
　head=insert(head,pnum);
　print(head);
}

　　本例中，print函數(shù)用于輸出鏈表中各個(gè)結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)域值。函數(shù)的形參head的初值指向鏈表第一個(gè)結(jié)點(diǎn)。在while語句中，輸出結(jié)點(diǎn)值后，head值被改變，指向下一結(jié)點(diǎn)。若保留頭指針head，則應(yīng)另設(shè)一個(gè)指針變量，把head值賦予它，再用它來替代head。在main函數(shù)中，n為建立結(jié)點(diǎn)的數(shù)目， num為待刪結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)域值；head為指向鏈表的頭指針，pnum為指向待插結(jié)點(diǎn)的指針。 main函數(shù)中各行的意義是：

　　第六行輸入所建鏈表的結(jié)點(diǎn)數(shù)；

　　第七行調(diào)creat函數(shù)建立鏈表并把頭指針返回給head；

　　第八行調(diào)print函數(shù)輸出鏈表；

　　第十行輸入待刪結(jié)點(diǎn)的學(xué)號(hào)；

　　第十一行調(diào)delete函數(shù)刪除一個(gè)結(jié)點(diǎn)；

　　第十二行調(diào)print函數(shù)輸出鏈表；

　　第十四行調(diào)malloc函數(shù)分配一個(gè)結(jié)點(diǎn)的內(nèi)存空間，并把其地址賦予pnum;

　　第十五行輸入待插入結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)域值；

　　第十六行調(diào)insert函數(shù)插入pnum所指的結(jié)點(diǎn)；

　　第十七行再次調(diào)print函數(shù)輸出鏈表。

　　從運(yùn)行結(jié)果看，首先建立起3個(gè)結(jié)點(diǎn)的鏈表，并輸出其值；再刪103號(hào)結(jié)點(diǎn)，只剩下105，108號(hào)結(jié)點(diǎn)；又輸入106號(hào)結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，插入后鏈表中的結(jié)點(diǎn)為105，106，108。聯(lián)合“聯(lián)合”也是一種構(gòu)造類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在一個(gè)“聯(lián)合”內(nèi)可以定義多種不同的數(shù)據(jù)類型，一個(gè)被說明為該“聯(lián)合”類型的變量中，允許裝入該“聯(lián)合”所定義的任何一種數(shù)據(jù)。這在前面的各種數(shù)據(jù)類型中都是辦不到的。例如，定義為整型的變量只能裝入整型數(shù)據(jù)，定義為實(shí)型的變量只能賦予實(shí)型數(shù)據(jù)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C语言程序设计基础之结构的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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