結構指針變量作函數(shù)參數(shù)
在ANSI C標準中允許用結構變量作函數(shù)參數(shù)進行整體傳送。 但是這種傳送要將全部成員逐個傳送, 特別是成員為數(shù)組時將會使傳送的時間和空間開銷很大,嚴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)進行傳送。這時由實參傳向形參的只是地址,從而減少了時間和空間的開銷。
[例7.8]題目與例7.4相同,計算一組學生的平均成績和不及格人數(shù)。
用結構指針變量作函數(shù)參數(shù)編程。
[code:1:8d8ee8c82c]
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,其形參為結構指針變量ps。boy 被定義為外部結構數(shù)組,因此在整個源程序中有效。在main 函數(shù)中定義說明了結構指針變量ps,并把boy的首地址賦予它,使ps指向boy 數(shù)組。然后以ps作實參調用函數(shù)ave。在函數(shù)ave 中完成計算平均成績和統(tǒng)計不及格人數(shù)的工作并輸出結果。與例7.4程序相比,由于本程序全部采用指針變量作運算和處理,故速度更快,程序效率更高。.
topoic=動態(tài)存儲分配
在數(shù)組一章中,曾介紹過數(shù)組的長度是預先定義好的, 在整個程序中固定不變。Ｃ語言中不允許動態(tài)數(shù)組類型。例如: int n;scanf("%d",&n);int a[n]; 用變量表示長度,想對數(shù)組的大小作動態(tài)說明, 這是錯誤的。但是在實際的編程中,往往會發(fā)生這種情況, 即所需的內存空間取決于實際輸入的數(shù)據(jù),而無法預先確定。對于這種問題, 用數(shù)組的辦法很難解決。為了解決上述問題,Ｃ語言提供了一些內存管理函數(shù),這些內存管理函數(shù)可以按需要動態(tài)地分配內存空間, 也可把不再使用的空間回收待用,為有效地利用內存資源提供了手段。 常用的內存管理函數(shù)有以下三個:
1.分配內存空間函數(shù)malloc
調用形式: (類型說明符*) malloc (size) 功能:在內存的動態(tài)存儲區(qū)中分配一塊長度為"size" 字節(jié)的連續(xù)區(qū)域?姆禱刂滴們虻氖椎刂貳?“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*)表示把返回值強制轉換為該類型指針。 “size”是一個無符號數(shù)。例如: pc=(char *) malloc (100); 表示分配100個字節(jié)的內存空間,并強制轉換為字符數(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.分配內存空間函數(shù) calloc
calloc 也用于分配內存空間。調用形式: (類型說明符*)calloc(n,size) 功能:在內存動態(tài)存儲區(qū)中分配n塊長度為“size”字節(jié)的連續(xù)區(qū)域?姆禱刂滴們虻氖椎刂貳?類型說明符*)用于強制類型轉換。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的結構長度。因此該語句的意思是:按stu的長度分配2塊連續(xù)區(qū)域,強制轉換為stu類型,并把其首地址賦予指針變量ps。
3.釋放內存空間函數(shù)free
調用形式: free(void*ptr); 功能:釋放ptr所指向的一塊內存空間,ptr 是一個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,輸入一個學生數(shù)據(jù)。
[code:1:8d8ee8c82c]
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,定義了結構stu,定義了stu類型指針變量ps。然后分配一塊stu大內存區(qū),并把首地址賦予ps,使ps指向該區(qū)域。再以ps為指向結構的指針變量對各成員賦值,并用printf 輸出各成員值。最后用free函數(shù)釋放ps指向的內存空間。 整個程序包含了申請內存空間、使用內存空間、釋放內存空間三個步驟, 實現(xiàn)存儲空間的動態(tài)分配。鏈表的概念在例7.9中采用了動態(tài)分配的辦法為一個結構分配內存空間。每一次分配一塊空間可用來存放一個學生的數(shù)據(jù), 我們可稱之為一個結點。有多少個學生就應該申請分配多少塊內存空間, 也就是說要建立多少個結點。當然用結構數(shù)組也可以完成上述工作, 但如果預先不能準確把握學生人數(shù),也就無法確定數(shù)組大小。 而且當學生留級、退學之后也不能把該元素占用的空間從數(shù)組中釋放出來。用動態(tài)存儲的方法可以很好地解決這些問題。 有一個學生就分配一個結點,無須預先確定學生的準確人數(shù),某學生退學, 可刪去該結點,并釋放該結點占用的存儲空間。從而節(jié)約了寶貴的內存資源。 另一方面,用數(shù)組的方法必須占用一塊連續(xù)的內存區(qū)域。而使用動態(tài)分配時,每個結點之間可以是不連續(xù)的(結點內是連續(xù)的)。 結點之間的聯(lián)系可以用指針實現(xiàn)。即在結點結構中定義一個成員項用來存放下一結點的首地址,這個用于存放地址的成員,常把它稱為指針域�？稍诘谝粋�結點的指針域內存入第二個結點的首地址, 在第二個結點的指針域內又存放第三個結點的首地址, 如此串連下去直到最后一個結點。最后一個結點因無后續(xù)結點連接,其指針域可賦為0。這樣一種連接方式,在數(shù)據(jù)結構中稱為“鏈表”。
在上例中，第0個結點稱為頭結點, 它存放有第一個結點的首地址,它沒有數(shù)據(jù),只是一個指針變量。以下的每個結點都分為兩個域,一個是數(shù)據(jù)域,存放各種實際的數(shù)據(jù),如學號num,姓名name,性別sex和成績score等。另一個域為指針域, 存放下一結點的首地址。鏈表中的每一個結點都是同一種結構類型。例如, 一個存放學生學號和成績的結點應為以下結構:
struct stu
{
int num;
int score;
struct stu *next;
}
前兩個成員項組成數(shù)據(jù)域,后一個成員項next構成指針域, 它是一個指向stu類型結構的指針變量。鏈表的基本操作對鏈表的主要操作有以下幾種:
1.建立鏈表;
2.結構的查找與輸出;
3.插入一個結點;
4.刪除一個結點;
下面通過例題來說明這些操作。
建立一個三個結點的鏈表,存放學生數(shù)據(jù)。 為簡單起見, 我們假定學生數(shù)據(jù)結構中只有學號和年齡兩項。
可編寫一個建立鏈表的函數(shù)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(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);
}
在函數(shù)外首先用宏定義對三個符號常量作了定義。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減少書寫并使閱讀更加方便。結構stu定義為外部類型,程序中的各個函數(shù)均可使用該定義。
creat函數(shù)用于建立一個有n個結點的鏈表,它是一個指針函數(shù),它返回的指針指向stu結構。在creat函數(shù)內定義了三個stu結構的指針變量。 head為頭指針,pf 為指向兩相鄰結點的前一結點的指針變量。pb為后一結點的指針變量。在for語句內,用malloc函數(shù)建立長度與stu長度相等的空間作為一結點,首地址賦予pb。然后輸入結點數(shù)據(jù)。如果當前結點為第一結點(i==0),則把pb值 (該結點指針)賦予head和pf。如非第一結點,則把pb值賦予pf 所指結點的指針域成員next。而pb所指結點為當前的最后結點,其指針域賦NULL。 再把pb值賦予pf以作下一次循環(huán)準備。
creat函數(shù)的形參n,表示所建鏈表的結點數(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。
寫一個函數(shù),在鏈表中按學號查找該結點。
TYPE * search (TYPE *head,int n)
{
TYPE *p;
int i;
p=head;
while (p->num!=n && p->next!=NULL)
p=p->next; /* 不是要找的結點后移一步*/
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)中使用的符號常量TYPE與上例宏定義相同,等于struct stu?辛礁魴尾?head是指向鏈表的指針變量,n為要查找的學號。進入 while語句,逐個檢查結點的num成員是否等于n,如果不等于n且指針域不等于NULL(不是最后結點)則后移一個結點,繼續(xù)循環(huán)。如找到該結點則返回結點指針。 如循環(huán)結束仍未找到該結點則輸出“未找到”的提示信息。
[例7.12]寫一個函數(shù),刪除鏈表中的指定結點。刪除一個結點有兩種情況:
1. 被刪除結點是第一個結點。這種情況只需使head指向第二個結點即可。即head=pb->next。其過程如圖7.5所示。
2. 被刪結點不是第一個結點,這種情況使被刪結點的前一結點指向被刪結點的后一結點即可。即pf->next=pb->next。其過程如圖7.6所示。
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)
/*當不是要刪除的結點,而且也不是最后一個結點時,繼續(xù)循環(huán)*/
{pf=pb;pb=pb->next;}/*pf指向當前結點,pb指向下一結點*/
if(pb->num==num)
{
if(pb==head)
head=pb->next;
/*如找到被刪結點,且為第一結點,則使head指向第二個結點, 否則使pf所指結點的指針指向下一結點*/
else
pf->next=pb->next;
free(pb);
printf("The node is deleted\n");
}
else
printf("The node not been foud!\n");
