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。
[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(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(yǔ)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(wú)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(yǔ)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?姆禱刂滴?jìng)凐域的首地仲E?“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(wú)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?姆禱刂滴?jìng)凐域的首地仲E?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(yǔ)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)。
[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(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(lái)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(wú)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(lái)。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(wú)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(lái)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�？稍诘谝粋�(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(wú)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”。
在上例中，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? 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(lái)說明這些操作。
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:
#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(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(yǔ)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(yǔ)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(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(xué)號(hào)。進(jìn)入 while語(yǔ)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。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(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");
