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7.8]题目与例7.4相同,计算一组学生的平均成绩和不及格人数。
用结构指针变量作函数参数编程。
[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);
}
本程序中定义了函数ave,其形参为结构指针变量ps。boy 被定义为外部结构数组,因此在整个源程序中有效。在main 函数中定义说明了结构指针变量ps,并把boy的首地址赋予它,使ps指向boy 数组。然后以ps作实参调用函数ave。在函数ave 中完成计算平均成绩和统计不及格人数的工作并输出结果。与例7.4程序相比,由于本程序全部采用指针变量作运算和处理,故速度更快,程序效率更高。.
topoic=动态存储分配
在数组一章中,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]; 用变量表示长度,想对数组的大小作动态说明, 这是错误的。但是在实际的编程中,往往会发生这种情况, 即所需的内存空间取决于实际输入的数据,而无法预先确定。对于这种问题, 用数组的办法很难解决。为了解决上述问题,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有以下三个:
1.分配内存空间函数malloc
调用形式: (类型说明符*) malloc (size) 功能:在内存的动态存储区中分配一块长度为"size" 字节的连续区域?姆祷刂滴们虻氖椎刂贰?“类型说明符”表示把该区域用于何种数据类型。(类型说明符*)表示把返回值强制转换为该类型指针。 “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: (类型说明符*)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?姆祷刂滴们虻氖椎刂贰?类型说明符*)用于强制类型转换。calloc函数与malloc 函数的区别仅在于一次可以分配n块区域。例如: ps=(struet stu*) calloc(2,sizeof (struct stu)); 其中的sizeof(struct stu)是求stu的结构长度。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,并把其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,它指向被释放区域的首地址。被释放区应是由malloc或calloc函数所分配的区域:[例7.9]分配一块区域,输入一个学生数据。
[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,定义了结构stu,定义了stu类型指针变量ps。然后分配一块stu大内存区,并把首地址赋予ps,使ps指向该区域。再以ps为指向结构的指针变量对各成员赋值,并用printf 输出各成员值。最后用free函数释放ps指向的内存空间。 整个程序包含了申请内存空间、使用内存空间、释放内存空间三个步骤, 实现存储空间的动态分配。链表的概念在例7.9中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, 我们可称之为一个结点。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结点。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结点,无须预先确定学生的准确人数,某学生退学, 可删去该结点,并释放该结点占用的存储空间。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,每个结点之间可以是不连续的(结点内是连续的)。 结点之间的联系可以用指针实现。即在结点结构中定义一个成员项用来存放下一结点的首地址,这个用于存放地址的成员,常把它称为指针域。可在第一个结点的指针域内存入第二个结点的首地址, 在第二个结点的指针域内又存放第三个结点的首地址, 如此串连下去直到最后一个结点。最后一个结点因无后续结点连接,其指针域可赋为0。这样一种连接方式,在数据结构中称为“链表”。
在上例中，第0个结点称为头结点, 它存放有第一个结点的首地址,它没有数据,只是一个指针变量。以下的每个结点都分为两个域,一个是数据域,存放各种实际的数据,如学号num,姓名name,性别sex和成绩score等。另一个域为指针域, 存放下一结点的首地址。链表中的每一个结点都是同一种结构类型。例如, 一个存放学生学号和成绩的结点应为以下结构:
struct stu
{
int num;
int score;
struct stu *next;
}
前两个成员项组成数据域,后一个成员项next构成指针域, 它是一个指向stu类型结构的指针变量。链表的基本操作对链表的主要操作有以下几种:
1.建立链表;
2.结构的查找与输出;
3.插入一个结点;
4.删除一个结点;
下面通过例题来说明这些操作。
建立一个三个结点的链表,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);
}
在函数外首先用宏定义对三个符号常量作了定义。这里用TYPE表示struct stu,用LEN表示sizeof(struct stu)主要的目的是为了在以下程序内减少书写并使阅读更加方便。结构stu定义为外部类型,程序中的各个函数均可使用该定义。
creat函数用于建立一个有n个结点的链表,它是一个指针函数,它返回的指针指向stu结构。在creat函数内定义了三个stu结构的指针变量。 head为头指针,pf 为指向两相邻结点的前一结点的指针变量。pb为后一结点的指针变量。在for语句内,用malloc函数建立长度与stu长度相等的空间作为一结点,首地址赋予pb。然后输入结点数据。如果当前结点为第一结点(i==0),则把pb值 (该结点指针)赋予head和pf。如非第一结点,则把pb值赋予pf 所指结点的指针域成员next。而pb所指结点为当前的最后结点,其指针域赋NULL。 再把pb值赋予pf以作下一次循环准备。
creat函数的形参n,表示所建链表的结点数,作为for语句的循环次数。图7.4表示了creat函数的执行过程。
写一个函数,在链表中按学号查找该结点。
TYPE * search (TYPE *head,int n)
{
TYPE *p;
int i;
p=head;
while (p->num!=n && p->next!=NULL)
p=p->next; /* 不是要找的结点后移一步*/
if (p->num==n) return (p);
if (p->num!=n&& p->next==NULL)
printf ("Node %d has not been found!\n",n);
}
本函数中使用的符号常量TYPE与上例宏定义相同,等于struct stu?辛礁鲂尾?head是指向链表的指针变量,n为要查找的学号。进入 while语句,逐个检查结点的num成员是否等于n,如果不等于n且指针域不等于NULL(不是最后结点)则后移一个结点,继续循环。如找到该结点则返回结点指针。 如循环结束仍未找到该结点则输出“未找到”的提示信息。
[例7.12]写一个函数,删除链表中的指定结点。删除一个结点有两种情况:
1. 被删除结点是第一个结点。这种情况只需使head指向第二个结点即可。即head=pb->next。其过程如图7.5所示。
2. 被删结点不是第一个结点,这种情况使被删结点的前一结点指向被删结点的后一结点即可。即pf->next=pb->next。其过程如图7.6所示。
函数编程如下:
TYPE * delete(TYPE * head,int num)
{
TYPE *pf,*pb;
if(head==NULL) /*如为空表, 输出提示信息*/
{
printf("\nempty list!\n");
goto end;
}
pb=head;
while (pb->num!=num && pb->next!=NULL)
/*当不是要删除的结点,而且也不是最后一个结点时,继续循环*/
{pf=pb;pb=pb->next;}/*pf指向当前结点,pb指向下一结点*/
if(pb->num==num)
{
if(pb==head)
head=pb->next;
/*如找到被删结点,且为第一结点,则使head指向第二个结点, 否则使pf所指结点的指针指向下一结点*/
else
pf->next=pb->next;
free(pb);
printf("The node is deleted\n");
}
else
printf("The node not been foud!\n");
