中职类的C语言课件

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1、第9章编译预处理、结构体和共同 体 概述 9.1编译预处理 9.2结构体 9.3共同体 9.4 对于一个C程序来讲，不仅要求程序能实现 要实现的功能，而且还要力求程序最优化。 例如要结构简明，可读性好；少量的改动就 能满足不同的要求，适应性强；占用内存空 间少，内存开销小等。本章将介绍编译预处 理、结构体和共同体等知识，使用这些知识 可以进一步优化程序的设计环境，编写出更 加清晰、通用、紧凑和高效的程序。【学习目标】 掌握有关编译预处理的知识 掌握对简单的结构体的运用 了解有关共同体的知识9.1 概述 编译预处理是指在编译C语言程序之前，预先对以 “#”开头的命令行所指定的标识符、常量、表达式

2、或 文件等进行处理，目的在于帮助用户设计出易读、 易改、易移植的程序。在程序设计中合理地使用预 处理，可大大提高程序的执行效率。 结构体和共同体都是C语言中典型的复杂数据类型 ，与数组一样也包含多个数据“成员”；但是与数组 不同的是，结构体和共同体中的数据成员可以分属 于不同的数据类型，这样为程序设计提供了更加丰 富的手段。 结构体与共同体的区别在于：结构体把几种 不同类型的数据组成1个整体，其中每个成员 都要分别占用独立的内存空间；而共同体是 把几种不同类型的数据存放到同一段内存单 元中，每一时刻只有1个数据有效，它比前者 节约内存空间，但每一时刻只有1个数据可使 用。9.2 编译预处理 严

3、格地说，预处理命令并不是C语言本身的 组成部分，而是为了方便用户，ASCII标准规 定可以加入到C源程序中的命令。一般用户 编写程序都要经过如下3个步骤才能实现其功 能： 编译预处理； 编译； 链接。 编译预处理的作用是将预处理名（宏名）中所包含 的内容用文件、字符串等代替。此外，使用条件编 译可以对程序中的代码行有选择性地进行编译。 例如，若程序中有代码“#include”，则它表 示使用文件“stdio.h”中的全部内容代替该命令。1个 预处理命令可以写在程序中的任何位置，且从书写 位置开始到文件结束有效，但通常的做法是写在程 序的开头，以保持程序结构的清晰，增强程序的可 读性。 只有正确

4、区分编译预处理命令和C语句、正确区分 程序的预处理过程和编译过程，才能正确使用编译 预处理命令。能否使用编译预处理命令是C语言与 其他高级语言的一个重要区别，C语言提供预处理 功能主要有以下3种： 宏定义； 条件包含； 条件编译。 1宏定义 宏定义也称宏替换，是一种以“#define”开头 的命令，其基本功能是用1个标识符来代表1 个常数或一段程序代码。宏定义有两种形式 ：带参数的宏和不带参数的宏。 （1）不带参数的宏 基本格式： #define 宏名 宏体 例如：#define PI 3.1415926 （2）带参数的宏 基本格式： #define 宏名（参数1,参数2） 宏体 例如：#de

5、fine S(r) PI*(r)*(r) （3）不带参数的宏的执行 程序中以“宏名”形式出现的内容都用“宏体”代替（引号中的 内容除外）。 例如，有以下定义： #define PI 3.1415926 则在程序中所有的符号“PI”都用3.1415926来代替。 （4）带参数的宏的执行 对于带有参数形式的“宏”，其功能得到了增强，其用法与函 数相似。在处理带参数的“宏”时，系统分两步执行，即先用 宏体替换掉宏名，再用参数的实际值替换掉参数。2文件包含 文件包含是指在程序中通过“#include”命令将另一个文件的 全部内容嵌入到本程序中来。而使用条件编译可以对程序中 的代码行进行选择性编译。 文

6、件包含主要有以下两种格式。 #include：使用这种格式时，系统将到存放C语 言库函数头文件所在的目录中查找要包含的文件。 #include“文件名“：使用这种格式时，系统先到用户保存 C程序文件的当前目录中寻找要包含的文件，如果找不到， 再到存放C语言库函数头文件所在的目录中查找要包含的文 件。9.3 结构体 9.3.1 定义结构体和结构体变量 9.3.2 结构体变量初始化 9.3.3 结构体变量成员的访问 在通讯录中，常常需要记录一个人的姓名、 年龄、地址以及电话号码等资料。很明显， 这些数据资料应该分别使用不同类型的数据 进行表达，这时可以使用结构体这种新的数 据类型来处理这些数据。9

7、.3.1 定义结构体和结构体变量 结构体与数组相似，也是一种复杂数据类型 。不过与数组不同的是，数组中每个元素的 数据类型是相同的，而结构体中的元素的数 据类型可以不同，它可以根据用户的需要对 每个元素的数据类型进行定义。这种由不同 类型的数据构成的复杂数据类型，称为结构 体。1结构体的定义 在正式使用结构体之前，应该首先对结构体 的构成进行描述，这称为结构体的定义。结 构体的定义用于说明： 结构体中包含哪些数据元素； 每个数据元素是什么数据类型。 在结构体中，每1个数据元素称为结构体的1 个数据成员。 （1）结构体的定义格式 在结构体的定义中包含了各个数据成员的基本信息，它的一 般形式为 s

8、truct 结构体名 数据类型1 成员名1; 数据类型2 成员名2; 数据类型n成员名n; ； （2）用法说明关于结构体的定义做如下说明。 “struct”为结构体类型定义的关键字，结构体名是此结构体的类 型标识。 结构体名（例如data）也是一种标识符，因此其定义规则和变 量名、数组名以及函数名相同。 结构体中的各成员必须用大括号括起来组成结构体的成员列表 ，结构体内的成员可以是一般数据类型（字符型、实型、整型等 ），也可以是复杂的数据类型（如数组等），还可以是结构体类 型。 结构名后的大括号中包含的内容是结构体中包含的成员，一经 定义后，结构体的构成就被固定下来了。 注意大括号后的分号不能

9、遗漏。 结构体是一种特殊的数据类型，一旦用户定义一个结构名后， 编译系统会将其同int，double，char等基本数据类型同等对待。 结构体仅仅描述一种数据组织格式，只是说明了这种结构所使 用的“内存模式”，因此结构是抽象的。通过结构定义，主要说明 在使用这种复杂数据类型时，这种数据占据内存的具体情况，取 决于结构体包含的成员的数量以及对应的数据类型。2定义结构体变量 结构体的定义只是创建了一种新的数据类型（一种 复杂数据类型），这种数据类型的地位与int， double等简单数据类型相同。 就像在使用整型变量时需要使用： int a; 定义一个具体的整型变量一样，也需要定义一个具 体的结构

10、体变量。 结构体变量是具体的，其中包含的每个成员都会被 分配相应长度的存储空间，这些成员可以通过一定 方法进行读写等操作。 （1）结构体变量的定义格式 结构体变量的定义格式为 struct 结构名 结构体变量名=初值表; 例如： struct data data1,data2; 其中，struct为结构体的标识符，data为结构体名称 ，data1，data2为两个具体的结构体变量。 定义结构体变量后，该变量包含的所有成员就会被 分配相应大小的存储空间。 （2）在定义结构体的同时也可以定义结构体变量 例如： struct data/定义结构体data char name20;/定义结构体成员变

11、量 short age; char address80; float wage； data1，data2;/定义结构体变量data1，data2 在定义结构体的同时定义了两个结构体变量data1和data2。 （3）在定义结构体时可以省略结构名 例如： Struct/定义省略结构名的结构体 char name20; /定义结构体成员变量 short age; char address80; float wage； wang，li，zhang；/定义结构体变量wang，li，zhang 这种定义方法简单明了，但是由于省略了结构名，在定义语 句之外无法定义新的结构体变量。 （4）结构数组 仿照基本

12、数据类型的用法，在定义结构体后，具有 相同数据类型的结构体变量也可以组成结构数组。 结构数组的格式为 struct 结构名 结构数组名元素个数; 例如： struct data man3; 其中man3由man0，man1和man2组成，每个 元素都是以data为结构类型的结构体变量。9.3.2 结构体变量初始化 初始化就是给结构体变量的每个成员赋初值 。 结构体变量可以在定义的同时进行初始化， 即使用一对大括号包围的初值表对结构体变 量的每个成员赋值，其用法和数组类似。 例如： struct data wang“wangwei“,20,“建设路 “,2234.5; 初始化后，将字符串“wan

13、gwei”赋给结构体变量 wang的成员name20；将整数20赋给结构体变量 wang的成员age；将字符串“建设路”赋给结构体变 量wang的成员address80；将实数2234.5赋给结 构体变量wang的成员wage。 9.3.3 结构体变量成员的访问 对结构体变量进行定义和初始化后，就可对 其中的成员进行引用。 C语言规定对结构体变量的成员进行赋值、 引用、输出时不能整体进行，因为它的各个 成员之间是相互独立的，要引用其成员，可 以使用两种运算符。 点运算符“”。 指针运算符“”。1使用点运算符“”访问结构体变 量成员 对于结构体变量，要通过成员运算符“”逐个 访问其成员，且访问的

14、格式为 结构体变量.成员 点运算符在所有的运算符中优先级最高，如 果成员本身又是一个结构体类型，则可以用 若干个点运算符一级一级地找到最低一级的 成员。在实际的运用中，通常对最底层的成 员进行赋值、存取以及运算。 2使用指针运算符“”访问结构体 变量的成员 使用指针不但可以访问普通变量和数组，使用指针来访问结 构体变量更能体现出简洁、高效的特点。 （1）取地址运算 使用“/*定义结构体 变量，指向结构的指针和结构数组*/ pd= /*将指针指向结构体变量*/ pd=man; /*将指针指向结构数组的首地址*/（2）使用指针访问结构体变量的成员 通过指向结构体变量的指针来访问结构体变量的成员，与

15、使用点运算符“ ”访问结构体变量成员的效果一样。其基本形式为 结构体变量名-成员名 通常，如果指针变量pointer已指向结构体变量var，则以下3种形式等价 ： var.成员； pointer-成员； (*pointer).成员 (“*pointer”外面的括号不能省略)。 必须注意以下几点。 在第1种格式中，分量运算符左侧的运算对象，只能是结构体变量。 而在第2种格式中，指向运算符左侧的运算对象，只能是指向结构体 变量（或结构数组）的指针变量，否则都会出错。 9.4 共同体 在实际的程序编写中，为了减少内存空间的 开销，有时需要使用几个不同（或相同）类 型的变量共同用一块存储区域，以节约内存 或达到一些特殊的目的，如对数据进行拆分 等。在这种情况下可以使用共同体。 1共同体的定义 共同体也称为联合（体），用union表示，一般定义形式如 下： union 共同体名 类型1 成员1; 类型2 成员2;