第讲-构造数据类型优秀文档.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2008年02月 张华 武汉大学,第八讲 构造数据类型,第八讲 构造数据类型,数组,指针,字符串,引用,结构体,共用体,枚举,动态内存分配,程序设计举例,C+语言程序设计,2,int num;/学号,3 zhao M 20,void*malloc(字节数),void print(student*);,#include iostream.,char sex;,1,li lin,M,18,结构体是由多种类型的数据组成的整体。,p=/将结构体变量stu1的地址赋给指针变量p,#include stdlib.,堆内存就是在程序的运行过程中根据需要而动态分配的一块内存。,int i,age1,index;,共用体变量取成员的运算符同结构体变量取成员的运算符，即用“.,结构体,结构体,数组中的各元素是属于同一类型的，但有时需要将不同类型的数据组合成一个有机的整体，这就引出了结构体。,结构体是由,多种类型的数据组成的整体,。,组成结构体的各个分量称为结构体的数据成员（简称成员）。,构造数据类型,3,结构体,定义结构体类型和变量,定义结构体类型和变量的一般格式为：,struct 结构体名,成员列表,变量名列表；,结构体定义是以关键字,struct,开始的，结构体名应是有效的C+标识符。,结构体中的每个成员都必须通过定义来确定成员名及其类型。,构造数据类型,4,结构体,定义结构体类型和变量,定义结构体类型和变量举例,其中，,struct student,是定义的结构体类型名，该结构体有四个成员变量num、name、sex、age。,student1,是定义的结构体变量。,构造数据类型,struct student,int num;/学号,char name20;/姓名,char sex;/性别,int age;/年龄,student1;,5,结构体,定义结构体类型和变量,也可以在结构体类型定义后再定义结构体变量。格式是：,struct 结构体名 变量名列表；,C+中，声明结构体变量时类型名可以不写struct。,构造数据类型,struct student,int num;/学号,char name20;/姓名,char sex;/性别,int age;/年龄,；,struct student,student1;,student,student2；,6,结构体,结构体变量的初始化,结构体变量的初始化就是在定义结构体变量的同时，为其成员提供初值。,举例,此时，student1变量中的成员num的值为9901，成员name的值为“wang”，成员sex的值为f，成员age的值为23。,构造数据类型,struct student,int num;/学号,char name20;/姓名,char sex;/性别,int age;/年龄,student1,=9901,wang,f,23;,7,结构体,结构体变量的引用,定义了结构体变量以后，就可以在程序中使用这些变量。,引用结构体变量中成员的格式为：,此处的“.”是成员运算符。,如：,coutstudent1.name；,若结构体的成员本身又是一个结构体变量，则要使用多个成员运算符，一级一级地找到最低一级的成员进行引用。,构造数据类型,8,结构体,结构体变量的引用,对结构体成员变量的使用可像普通那样进行，如：进行赋值，参加运算等。,如：,struct student s1,s2;,s1.num=9901;,s2.num=s1.num+1;,可以用&运算符得到结构体变量的地址，也可以得到成员的地址。,如：,&s1,构造数据类型,9,结构体,结构体变量的引用,可以将一个已有值的结构体变量的值直接赋给另外一个相同类型的结构体变量。,如：,student s1=1,zhang,M,20,90.0;,student s2;,s2=s1;,构造数据类型,10,结构体数组在定义时也可以进行初始化。,student s2;,此时该指针变量的值就是结构体变量在内存中起始地址。,student stu3=,其中sunsat称为枚举元素，是weekday枚举类型变量的所有可能取值。,student s2;,功能：如果分配内存成功，则返回其起始地址，否则返回0。,void main(),index=i;,#include iostream.,如：union data mydata;,int i,age1,index;,结构体定义是以关键字struct开始的，结构体名应是有效的C+标识符。,student stu3=,在C+语言中，除了可以直接用C+提供的标准类型名int,char,floot,double,long去定义类型外，还可以用typedef定义新的类型名代替已有的类型名。,enum weekday sun=7,mon=1,tue,wed,thu,fri,sat;,结构体,结构体数组,数据类型为结构体类型的数组。,这样，数组中的每个元素都属于同一种结构体类型，每一元素都分别包含了结构体中的每个成员。,结构数组的定义,构造数据类型,struct student,int num;,char name20;,int age;,float score;,char addr30;,;,student stu3;,11,结构体,结构体数组的初始化,结构体数组在定义时也可以进行初始化。,其初始化方法与一般数组的初始化方法基本相同，只是必须为每个元素提供各结构成员的值。,构造数据类型,struct student,int num;,char name20;,char sex;,int age;,;,student stu3=1,sum1M,20,2,zhao2,M,25,3,qian3,M,21;,12,结构体,指向结构体变量的指针,可以定义指针变量指向结构体变量。此时该指针变量的值就是结构体变量在内存中起始地址。,举例,（cw0821）,构造数据类型,#include,#include,void main(),struct student /定义结构体类型student,long int num;,char name20;,char sex;,float score;,;,13,结构体,指向结构体变量的指针,举例（续）,构造数据类型,student stu1;/定义结构体类型student的变量stu1,student*p;,/定义student类型的指针变量p,p=,/将结构体变量stu1的地址赋给指针变量p,stu1.num=1;/分别给结构体变量stu1的num、name、sex、score成员赋值,strcpy(stu1.name,li lin);,stu1.sex=M;,stu1.score=89;,/输出stu1各成员的值,coutstu1.numtstu1.namet“,stu1.sextstu1.scoreendl;,/借助指针变量p输出它所指向的结构体变量各成员的值,cout,(*p).num,t(*p).namet“,(*p).sext(*p).scoreendl;,coutnum,namet“,sexscore成员名,构造数据类型,15,结构体,指向结构体数组的指针,举例,（cw0822）,构造数据类型,#include,struct student,int num;,char name 20;,char sex;,int age;,;,student stu3=,1,li lin,M,18,2,sum,M,19,3,zhao,M,20,;,void main(),student*p;,for(p=stu;pstu+3;p+),coutnumnamet“,sexageendl;,1 li lin M 18,2 sum M 19,3 zhao M 20,16,结构体,用结构体类型的变量作函数的参数（传值）,允许把结构体类型的变量直接作为函数的参数。,但要注意：此时主调函数的调用点上的实参与被调函数相应位置上的形参必须是相同的结构体类型，是将实参的值（各成员的值）传递给相应的形参。,举例,（cw0823）,构造数据类型,#include,struct student,int num;,char name 20;,char sex;,int age;,;,void print(student);,17,结构体,用结构体类型的变量作函数的参数,举例（续）,构造数据类型,void main(),student stu3=,1,li lin,M,18,2,sum,M,19,3zhao,M,20,;,int i;,for(i=0;i3;i+),print(stui);,void print(student s),couts.numts.namets.sexts.agetendl;,1 li lin M 18,2 sum M 19,3 zhao M 20,18,结构体,用指向结构体的指针作函数的参数（传指针）,这种方式同指针作为函数的参数的原理一致，传递的是结构体变量的地址（指针）。,举例,（cw0824）,构造数据类型,#include,struct student,int num;,char name 20;,char sex;,int age;,;,void print(student*);,19,结构体,用指向结构体的指针作函数的参数（传指针）,举例（续）,构造数据类型,void main(),student stu3=,1,li lin,M,18,2,sum,M,19,3,zhao,M,20,;,int i;,for(i=0;i3;i+),print(,void print(student*s),coutnumnamesexagetendl;,1 li lin M 18,2 sum M 19,3 zhao M 20,20,结构体,用结构体变量的引用作为函数的参数,此时，被调函数的形参必须声明成引用形式，函数的形参作为实参的一个别名来使用，从而达到对实参操作的目的。,举例,（cw0825）,构造数据类型,#include,struct student,int num;,char name 20;,char sex;,int age;,;,void print(student,21,结构体,用结构体变量的引用作为函数的参数,举例（续）,构造数据类型,void main(),student stu3=,1,li lin,M,18,2,sum,M,19,3,zhao,M,20,;,int i;,for(i=0;i3;i+),print(stui);,void print(student&s),couts.numts.namets.sextsagetendl;,1 li lin M 18,2 sum M 19,3 zhao M 20,22,struct student,int age;/年龄,但可包含指向自身结构体类型的指针。,strcpy(stu1.,numtstu1.,1,li lin,M,18,int num;/学号,用结构体变量的引用作为函数的参数,student s2;,void print(student,利用这样的结构体可以构造链表、队列、数等抽象数据类型。,char sex;,char name 20;,3 zhao M 20,在C+语言中，除了可以直接用C+提供的标准类型名int,char,floot,double,long去定义类型外，还可以用typedef定义新的类型名代替已有的类型名。,student s2;,coutstu1.,结构体,返回结构体类型值的函数,定义格式如下：,结构体名称 函数名（形参及类型说明）,函数体,举例,（cw0826）,定义一个返回结构体类型的函数，求所有同学中年龄最大的同学。,构造数据类型,#include,struct student,int num;,char name 20;,char sex;,int age;,;,student max(student*,int);,23,结构体,返回结构类型值的函数,举例（续）,构造数据类型,void main(),student stu3=,1,lilin,M,18,2,sum,M,19,3,zhao,M,20,;,student maxold;,maxold=max(stu,3);,coutmaxold.numtmaxold.nametmaxold.ageage;,index=0;,for(i=0;iage;,return(*(s+index);,3 zhao 20,25,结构体,返回结构体的引用的函数,与返回其它类型引用的函数的定义方法和原理一致。,但是要注意：不要返回一个局部变量的引用。,构造数据类型,26,结构体,结构体的嵌套,C+语言中，允许定义一个结构体类型，该结构类型中可以包含另外一种结构类型的成员。,如：,此时要访问stu的birth成员的值时，要注意使用多个“.”操作符。,如：,stu.birth.year=1980;,构造数据类型,struct birthdayint year,month,day;,struct student,int num;,char sex;,birthday birth;,;,student stu;,27,结构体,结构体的嵌套,C+语言中，不能定义一个结构体类型，该结构体类型中包含自身结构体类型的成员。,但可包含指向自身结构体类型的指针。,如：,利用这样的结构体可以构造链表、队列、数等抽象数据类型。,构造数据类型,struct student,int num;,char name20;,float score;,student*next;,;,28,共用体,共用体概念,有时需要使几种不同类型的变量放到同一段内存单元中。,如：把一个int型变量，char 型变量，float型变量放于同一地址开始的内存单元中，这三个变量在内存中占的字节数不同，但都从同一地址开始存放，也就是使用覆盖技术，几个变量相互覆盖。,这种使几个不同的变量共用一段内存的结构称为共用体类型，也叫联合。,构造数据类型,29,共用体,共用体类型的定义,定义格式为：,union 共用体名,成员表,变量表；,举例,这表示定义了共用体类型data，并同时定义了属于该种数据类型的变量a、b和c。,构造数据类型,union data,int i;,char ch;,float f;,a,b,c;,由此可见：其定义方式与结构体的定义方式类似，但二者的含义不同，结构体变量所占内存空间的大小，是各成员所占的内存之和，每个成员分别占有自己的内存单元，而共用体变量所占的内存空间大小于等于占用内存空间最大的成员的长度，例如a,b,c三个共用体变量分别占4个字节。,30,共用体,共用体变量的定义,在定义共用体类型的同时定义该种类型的变量。,如上例中的变量a、b、c就是在定义union data类型的同时定义的共用体变量。,可以用已定义过的共用体数据类型，定义共用体变量。,如：union data mydata;,共用体变量的引用,共用体变量取成员的运算符同结构体变量取成员的运算符，即用“.”。,例如，对于上例定义的共用体变量a来说，可用以下方法引用其中的成员：,构造数据类型,31,共用体,共用体变量的引用,共用体类型可以使用覆盖技术使几个不同类型的变量（成员）共同占用和使用一块内存空间，所以，在每一时刻只有一个成员起作用，其他的成员不起作用。,共用体变量中当前正在起作用的成员是最后一次存放的成员，在存入一个新的成员后原有的成员就失去意义。,例如：,a.i=1;,a.ch=a;,a.f=1.5;,在完成以上三个赋值语句后，只有a.f有效。,共用体变量的地址和各成员的地址都是同一地址。,如：&a、&a.i和&a.f三个表达式的值相同。,构造数据类型,32,枚举,枚举类型,如果一个变量只有几种可能的取值时，就可以把它定义为枚举类型。,所谓枚举就是指将某一变量所有可能的取值一一列举出来。,枚举类型的定义,格式是：,enum 枚举类型名枚举元素表枚举变量名；,如：,enum weekdaysun,mon,tue,wed,thu,fri,sat day；,这表示定义了枚举类型weekday，并同时定义了属于该种类型的变量day，该变量的取值范围为sunsat。其中sunsat称为枚举元素，是weekday枚举类型变量的所有可能取值。,构造数据类型,33,枚举,枚举变量的定义,在定义枚举类型的同时定义该种类型的变量。,如上例中的变量day就是在定义enum weekday类型的同时定义的枚举变量。,可以用已定义过的枚举数据类型，定义枚举变量。,格式是：,enum 枚举名称 变量名表；,如：,enum weekday myworkday;,构造数据类型,34,枚举,枚举变量的使用方法,由于枚举类型中列出了该种类型变量的所有可能取值，所以可以将某一枚举元素赋给该种类型的变量。,如：,workday=mon;/是可以的。,在c+中，对枚举元素作常量处理，所以枚举元素不是变量，不能对它们赋值。,如：,sun=0;mon=1;/不对。,构造数据类型,35,枚举,枚举变量的使用方法,枚举元素作为常量，它们是有值的，C+语言编译系统按定义时的顺序使它们的值为0,1,2,如：,enum weekdaysun,mon,tue,wen,thu,fri,sat day;中，枚举元素sun的值为0，mon元素的值为1，。,如果有赋值语句day=thu;，则说明变量day的值为4。,构造数据类型,36,枚举,枚举变量的使用方法,当需要改变枚举元素的默认值时，可以在定义枚举类型的同时在枚举元素的后面用“枚举元素=值”的格式改变。,如：,enum weekday sun=7,mon=1,tue,wed,thu,fri,sat;,那么，sun的值为7，mon的值为1，mon后面元素的值依次为2、3、4、,构造数据类型,37,自定义类型,类型定义typedef的使用,在C+语言中，除了可以直接用C+提供的标准类型名int,char,floot,double,long去定义类型外，还可以用typedef定义新的类型名代替已有的类型名。,如:,typedef int INTEGER;,/为int类型定义一个新的名称INTEGER,typedef float REAL;,/为float类型定义一个新的名称REAL,INTEGER a,b;,/定义变量a,b为int类型,等价于int a,b;,REAL c;,/定义变量c为float类型，等价于float c;,构造数据类型,38,自定义类型,类型定义typedef的使用,如：,typedef struct student,int num;,char name10;,int score;,;,STUDENT;,/为结构体类型struct student定义新的名称STUDENT,STUDENT a,b;,/等价于struct student a,b;,注意：类型定义只是给已经存在的数据类型增加一个类型名，而没有创造一个新的数据类型。,构造数据类型,39,动态内存分配,堆内存的分配和释放,堆内存就是在程序的运行过程中根据需要而动态分配的一块内存。,因此这种内存分配方式是,动态分配,，而不是静态分配。,构造数据类型,40,动态内存分配,从内存中申请分配内存,利用,malloc,函数,原型是：,void*malloc(字节数),该函数如分配内存成功，则返回其起始地址，否则返回NULL。,当程序中使用malloc函数动态分配内存时，应该在程序的头部嵌入相应的头文件：#include,例如：,int*p;,p=(int*)malloc(sizeof(int);,student*ps;,ps=(student*)malloc(sizeof(student);,构造数据类型,41,动态内存分配,从内存中申请分配内存,利用,new,运算符：,格式1：,指针变量名=new 类型标识符；,格式2：,指针变量名=new 类型标识符初始值）；,格式3：,指针变量名=new 类型标识符内存单元个数；,功能：如果分配内存成功，则返回其起始地址，否则返回0。,注意：,格式1和格式2都是申请分配某一数据类型所占字节数的内存空间；,但是格式2在内存分配成功后，将一初值存放到该内存单元中；,而格式3可同时分配若干个内存单元，相当于形成一个动态数组。,构造数据类型,42,动态内存分配,从内存中申请分配内存,利用,new,运算符：,如：,int*p,*q;,student*r;,p=new int;/申请分配1个int类型的内存空间（4个字节）,p=new int(10);/申请1个int类型的内存空间，同时将该内存单元中放置值10,q=new int100;/申请分配100个int类型的内存空间(200B),r=new student;/申请分配1个student类型的内存空间,两种方法的区别：,使用malloc函数分配内存时，其返回值要经过类型转换后才可赋给一个指针变量。,而利用new分配内存时则不需要类型转换。,构造数据类型,43,动态内存分配,释放内存的方式,在C+语言中，当不再使用动态分配的内存空间时，可以将这部分内存释放。,利用free函数。,格式：,free(起始内存地址)；,使用时应嵌入相应的头文件：#include,利用delete运算符：,格式1：,delete 指针变量名；,格式2：,delete 指针变量名；,说明：,格式1可释放某一个内存单元；,而格式2可释放若干个内存单元的空间。,构造数据类型,44,动态内存分配,释放内存的方式,举例,（cw0828）,构造数据类型,#include,#include,void main(),int*number,*p,*q;,number=new int100;,/申请分配100个int类型所占内存空间,p=new int;,/申请分配一个int类型所占内存空间,q=(int*)malloc(10*sizeof(int);,/申请分配10个int类型所占内存空间,if(number=NULL|p=NULL|q=NULL),cout内存分配失败endl;,else,cout内存分配成功endl;,delete number;,/释放number所指向的所有内存空间,delete p;,/释放p所指向的所有内存空间,free(q);,/释放q所指向的所有内存空间,45,小结,结构体,结构体是一种将不同数据类型的成员组织到一起的构造数据类型，因此，当定义结构体时，不产生内存的分配，只有在定义了结构体的变量时，才分配内存单元。,当结构体作为函数的参数进行传递时，其值进行了复制，因此，当结构体很大时，宜采用结构体的引用传递函数参数。,在使用结构体变量时，不能直接把它当成一个整体去使用，而只能访问和使用结构体中的成员。结构体取成员的方法是“结构体变量名.成员名”。,另外，在程序中可以定义结构体数组，也可以定义指向结构体的指针。,构造数据类型,46,小结,利用new运算符可以进行动态地分配内存，利用delete运算符可以释放已分配的内存。,C+允许使用关键字typedef为已有的数据类型定义新的名称，称为类型定义。类型定义只是为已有的数据类型生成一个别名，并不是定义了新的数据类型。,构造数据类型,47,