C语言笔记（五）----struct，enum，typedef等
第十一章 结构体与共用体
1. 定义结构的一般形式：
struct 结构名 {
成员表列
};
成员表列由若干个成员组成，每个成员都是该结构的一个组成部分。
对每个成员也必须做类型声明。
其形式为：
类型声明符 成员名;
例如：
struct stu {
int num;
char name[20];
char sex;
float score;
};
注意，最后括号外面的;分号是不可少的。
结构定义之后，才可以进行变量声明。
凡声明为结构 stu 的变量都由上述4个成员组成。
由此可见，结构是一种复杂的数据类型，是数目固定，类型不同的若干有序变量的集合。
2. 结构类型变量的声明
声明结构变量 有以下三种方法。
使用上面定义的stu为例：
（1）先定义结构，再声明结构变量。
如：
struct stu {
int num;
char name[20];
char sex;
float score;
};
struct stu boy1,boy2;
也可以用宏定义使一个符号常量来表示一个结构类型。例如：
#define STU struct stu
STU
{
int num;
char name[20];
char sex;
float score;
};
STU boy1,boy2;
（2）在定义结构类型的同时声明结构变量。
例如：
struct stu {
int num;
char name[20];
char sex;
float score;
} boy1,boy2;
这种形式的声明的一般形式为：
struct 结构名 {
成员表列
} 变量名表列;
（3）直接声明结构变量。
例如：
struct {
int num;
char name[20];
char sex;
float score;
} boy1,boy2;
这种声明的一般形式为：
struct {
成员表列
} 变量名表列;
第三种方法与第二种方法的区别在于第三种方法中省去了结构名，而直接给出结构变量。
3. 结构变量成员的表示方法：
在程序中使用结构变量时，往往不把她作为一个整体来使用。
在ANSI C中除了允许有相同类型的结构变量相互赋值以外，一般对结构变量的使用，包括 赋值、输入、输出、运算 等都是通过结构变量的成员来实现的。
表示结构变量成员的一般形式为：
结构变量名.成员名
例如：boy1.num boy2.sex
如果成员本身又是一个结构，则必须逐级找到最低级的成员才能使用。如：boy1.birthday.month
4. 结构变量的赋值：
结构变量的赋值就是给各成员赋值。
5. 结构变量的初始化：
struct stu {
int num;
char name[20];
char sex;
float score;
} boy2,boy1={102,"张平",'M',78.5};
boy2=boy1;
6. 结构数组的定义：
数组的元素也可以是结构类型的。
因此可以构成结构型数组。
struct stu {
int num;
char name[20];
char sex;
float score;
} boy[5];
初始化赋值：
struct stu {
int num;
char name[20];
char sex;
float score;
} boy5= {
{101,"李平","M",45},
{102,"张平","M",54},
...
}
7. 结构指针变量的声明和使用：
- 1）指向结构变量的指针：
struct 结构名 *结构指针变量名
例如：struct stu *pstu;
当然也可以在定义 stu结构 时同时声明 pstu。
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 是被声明为 stu类型 的结构变量。
则：
pstu=&boy;// 正确
pstu=&stu;// 错误，不能使用结构名
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
结构指针变量->成员名
例如：(*pstu).num 或 pstu->num
-
2）指向结构数组的指针：
-
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，即用指针变量作为函数参数进行传送。
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。
例如：
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);
}
8. 动态存储分配：
介绍数组的时候，曾介绍过数组的长度是预先定义好的，在整个程序中固定不变。
C语言中不允许动态数组类型。
例如：
int n;
scanf("%d",&n);
int a[n];//错误！
但是又有此需求，为了解决这个问题，C语言提供了一些内存管理函数，这些内存管理函数可以按需要动态地分配内存空间，也可把不再使用的空间回收待用，为有效地利用内存资源提供了手段。
常用的内存管理函数
常用的内存管理函数有3个：
-
1）分配内存空间函数
malloc
调用形式：(类型声明符*)malloc(size)功能：在内存的动态存储区内分配一块长度为"size"字节的连续区域。函数的返回值为该区域的首地址。
“类型声明符” 表示把该区域用于何种数据类型。
“size”是一个无符号数。
例如：pc=(char *)malloc(100);
表示分配100个字节的内存空间，并强制转换为字符数组类型，函数的返回值为指向该字符数组的指针，把该指针赋予指针变量 pc 。 -
2）分配内存空间函数
calloc
calloc也用于分配内存空间。
调用形式：(类型声明符 *)calloc(n,size)
功能：在内存动态存储区中分配n块长度为“size”字节的连续区域。函数的返回值为该区域的首地址。
calloc和malloc的区别仅在于一次可以分配n块区域。
例如：ps=(struct stu*)calloc(2,sizeof(struct stu));
其中sizeof(struct stu)是求stu结构的长度。
因此该语句的意思是：按 stu的长度分配2块连续区域，强制转换为stu类型，并把首地址赋予指针变量 ps 。 -
3）释放内存空间函数
free
调用形式：free(void *ptr)
功能：释放ptr所指向的一块内存空间，ptr是一个任意类型的指针变量，他指向被释放区域的首地址。被释放区域应是由malloc或calloc函数所分配的区域。
例子：分配一块区域，输入一个学生数据
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;
free(ps);
}
9. 链表的概念：
上面的例子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，我们可称之为一个节点。
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节点。
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节点，无须预先确定学生的准确人数，某学生退学，可删去该节点，并释放该节点占用的存储空间，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，每个节点之间可以是不连续的（节点内是连续的）。
节点之间的关系可以用指针实现。
即在节点结构中定义一个成员项来存放下一节点的首地址，这个用于存放地址的成员，常把他称为指针域。
可在第一个节点的指针域内 存入第二个节点的首地址，在第二个节点的指针域内 又存入第三个节点的首地址，如此串联下去直到最后一个节点。
最后一个节点因无后续节点连接，其指针域可赋值 0
这种连接方式，在数据结构中称为“链表”。
链表的基本操作主要有以下几种：
- 1）建立链表。
- 2）结构的查找与输出
- 3）插入一个节点
- 4）删除一个节点
例子：建立一个三个节点的链表，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create。程序如下：
#define NULL 0
#define TYPE struct stu
#define LEN size(struct stu)
TYPE {
int num;
int age;
TYPE *next;
}
TYPE *create(int n) {
TYPE *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);
}
create函数 用于建立一个有 n个节点 的链表，他是一个指针函数，他返回的指针指向 stu结构。
在create函数内定义了三个 stu结构 的指针变量。
head为头指针，pf为指向两相邻节点的前一节点的指针变量。
pb为后一节点的指针变量。
10. 枚举类型：
枚举是一种 基本数据类型 ，而不是一种 构造类型 ，因为他不能再分解为任何基本类型。
（1）枚举类型的定义和枚举变量的声明：
枚举定义形式：
enum 枚举名{ 枚举值表 };
例如：enum weekday { sun,mou,tue,wed,thu,fri,sat };
枚举变量的声明：
enum weeakday 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;
（2）枚举类型变量的赋值和使用：
-
a）枚举值是常量，不是变量。
不能在程序中用赋值语句再对他赋值。
例如对枚举weekday的元素再作以下赋值都是错误的。
sun=5;mon=2//错误！！ -
b）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，...
例如在weekday中，sun的值为0，mon的值为1，...，sat的值为6
例子：
main() {
enum weekday { sun,mou,tue,wed,thu,fri,sat } a,b,c;
a=sun;b=mon;c=tue;
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：
a=sun;b=mon; 是正确的
a=0;b=1; 是错误的。
如果一定要把数值赋予枚举变量，则必须使用强制类型转换。
如：a=(enum weekday)2;
还应该说明的是枚举元素不是字符常量也不是字符串常量，使用时不要加单、双引号。
例子：
main() {
enum body {a,b,c,d} month[31],j;
int i;
j=a;
for (i=1;i<=30;i++) {
month[i]=j;
j++;
if(j>d) j=a;
}
for (i=1;i<=30;i++) {
switch(month[i]) {
case a:printf(" %2d %c\t",i,'a');break;
case b:printf(" %2d %c\t",i,'b');break;
case c:printf(" %2d %c\t",i,'c');break;
case d:printf(" %2d %c\t",i,'d');break;
default:break;
}
}
printf("\n");
}
11. 类型定义符 typedef
typedef定义的一般形式为：
typedef 原类型名 新类型名
其中原类型名中含有定义部分，新类型名一般用大写表示，一般用大写表示，以便于区别。
有时也可用 宏定义 来代替 typedef 功能，但是 宏定义 是由 预处理 完成的，而 typedef 则是 在编译时 完成的，后者更为灵活方便。
使用typedef 定义数组、指针、结构等类型将带来很大的方便，不仅使书写简单而且使意义更加明确，因而增强了可读性。
例如：
typedef char NAME[20];
NAME a1,a2,s1,s2;
// 完全等效于：
char a1[20],a2[20],s1[20],s2[20];
又如：
// 定义 STU 表示 stu的结构类型 ，然后可用 STU 来声明结构变量。
typedef struct stu {
char name[20];
int age;
char sex;
} STU;
STU body1,body2;
