c语言程序设计-2-第12章--结构体、共用体及位运算

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1、第12章 结构体、共用体和位运算,12.1 结构变量 12.2 结构数组 12.3 结构指针变量 12.4 联合类型的定义和联合变量的说明 12.5 联合变量的赋值和使用 12.6 位运算符 12.7 链表,退出,12.1 结构变量,“结构”也叫做“结构体”，它是由若干“成员”组成的。每一个成员可以是一个基本数据类型，还可以是数组、指针，甚至可以为另一个构造类型(此时，就组成了嵌套)。在说明和使用之前必须先定义结构，就像在说明和调用函数之前要先定义函数一样。 12.1.1 结构体的定义 结构体有以下几种定义方法。,1 不带变量名的定义 定义一个结构体的一般形式为： struct 结构名 数据类

2、型 成员名1; 数据类型 成员名2; 数据类型 成员名3; . 数据类型 成员名n; ; 成员名的命名应符合标识符的规定。成员名可与程序中其它变量同名，互不干扰。注意不要忘记成员名后面的逗号，也不要忘记结构结束时后的逗号。,2 带变量名的定义 另外一种定义为： struct 结构名 数据类型 成员名1; 数据类型 成员名2; 数据类型 成员名3; . 数据类型 成员名n; 变量名列表; 【例12-1】(见课本）,12.1.2 结构类型变量的说明 说明结构变量有以下几种方法。 1 先定义结构，再说明结构变量 说明的格式为： 存储类型 struct 结构名 结构变量名1,结构变量名2,.结构变量名

3、n; 【例12-2】(见课本） 2 定义结构类型并说明结构变量 如上所说，采用第二种格式，可以在定义结构类型的同时说明结构变量。,12.1.3 结构变量成员的表示方法 在程序中使用结构变量时，往往使用它的单个成员，而不使用整个结构。成员可以在程序中单独使用，与普通变量完全相同。表示结构变量成员的一般形式是： 结构变量名.成员名 例如： jilu1.bianhao /*记录1的编号*/ jilu2.xingbie /*记录2的性别*/ 这有点像数据库中的字段。,12.1.4 结构变量的赋值 结构变量的赋值就是给各成员赋值。可用输入语句或赋值语句来完成。 【例12-3】(见课本） 12.1.5 结

4、构变量的初始化 如果结构变量是全局变量或为静态变量，则可对它作初始化赋值。对局部或自动结构变量不能作初始化赋值。 【例12-4】(见课本） 【例12-5】(见课本）,12.2 结构数组,12.2.1结构数组概述 我们知道，具有相同数据类型的变量可以组成数组。同样，具有相同结构的结构变量 我们知道，具有相同数据类型的变量可以组成数组。同样，具有相同结构的结构变量也可以组成数组。这样组成的数组叫做“结构数组”。结构数组的每一个元素都是具有相同结构类型的结构变量。结构数组的定义方法和结构变量相似，只需说明它为数组类型即可。说明格式如下： 存储类型 struct 结构名 结构数组名元素个数; 例如：

5、struct record jilu3; 也可以在定义时说明，如下例所示。 【例12-6】(见课本）,12.2.2结构数组的初始化 对外部结构数组或静态结构数组可以作初始化赋值，例如： 【例12-7】(见课本） 当对全部元素作初始化赋值时，也可不给出数组长度。请看下例。 【例12-8】(见课本）,12.3 结构指针变量,12.3.1 结构指针变量概述 当把一个指针变量指向一个结构变量时，这个指针变量就成为了结构指针变量。结构指针变量指向结构变量的首地址。通过结构指针即可访问该结构变量，这与数组指针和函数指针的情况相同。结构指针变量说明的一般形式为： struct 结构名*结构指针变量名,例如：

6、 struct record *pstu; 也可在定义stu结构时同时说明pstu。 结构指针变量也必须要先赋值后才能使用。 赋值是把结构变量的首地址赋予该指针变量，不能把结构名赋予 该指针变量。结合上述例子，可以如下赋值： pstu=&jilu 而如下赋值是错误的： pstu=&record 结构名与结构变量的区别是：结构名只表示一个结构形式，编译系统并不对它分配内存空间。而变量分配存储空间。因此上面&record是错误的，不可能去取一个结构名的首地址。,12.3.2 结构变量的使用 有了结构指针变量，就能更方便地访问结构变量的各个成员。其访问的一般形式为： (*结构指针变量).成员名 或为

7、： 结构指针变量-成员名 例如： (*pstu).bianhao 或者： pstu-bianhao 应该注意(*pstu)两侧的括号不可少，因为成员符“.”的优先级高于“*”。 以下三种用于表示结构成员的形式是完全等效： 结构变量.成员名 (*结构指针变量).成员名 结构指针变量-成员名 【例12-9】(见课本） 【例12-10】(见课本）,12.4 联合类型的定义和联合变量的说明,“联合体”也叫做“联合”，它也是一种由不同类型数据组成的复合数据类型。 在一个“联合”内可以定义多种不同的数据类型，一个被说明为该“联合”类型的变量中，允许装入该“联合”所定义的任何一种数据。 这在前面的各种数据类

8、型中都是办不到的。例如， 定义为整型的变量只能装入整型数据，定义为实型的变量只能赋予实型数据。,“联合”与“结构”有一些相似之处，也有本质上的不同。第一点不同在于存储空间的分配：在结构中各成员有各自的内存空间，一个结构变量的总长度是各成员长度之和。而在“联合”中，各成员共享一段内存空间，一个联合变量的长度等于各成员中最长成员的长度。可以使用以下通俗地比喻：结构好比每人都有自己的衣服，并且为“量体裁衣、度身定做”；而联合则是按照个子最大的人作衣服，大家都可穿这个“大”衣服。所以，从这个意义上，联合体也叫做“共同体”或“共用体”。这样，联合可以覆盖地使用内存，极大地提高了内存的使用效率。总之，联合

9、对内存的使用可以说是“取长补短”。 第二点不同在于变量的使用：联合变量可被赋予任一成员值，但每次只能赋一种值，赋入新值则冲去旧值。但是结构的变量则不可这样使用。正是这样特点，使联合比结构灵活。 联合类型的定义和联合变量说明的格式与结构非常相似，只是把struct改为union而已。,12.4.1 联合的定义 定义联合体有以下几种方式。 1 不带变量名的定义 使用此方法定义一个联合的一般形式为： unoin 联合名 数据类型 成员名1; 数据类型 成员名2; 数据类型 成员名3; . 数据类型 成员n; ;,2 带变量名的定义 使用此方法定义一个联合的一般形式为： unoin 联合名 数据类型

10、成员名1; 数据类型 成员名2; 数据类型 成员名3; . 数据类型 成员n; 变量名列表; 【例12-11】(见课本）,12.4.2 联合变量的说明 一个联合类型必须经过定义之后， 才能把变量说明为该联合类型。 联合变量的说明和结构变量的说明方式相同，也有三种形式。即先定义，再说明；定义同时说明和直接说明。 【例12-12】(见课本） 【例12-13】(见课本） 【例12-14】(见课本）,12.5 联合变量的赋值和使用,12.5.1 赋值 对联合变量的赋值、使用都只能是对变量的成员进行。联合变量的成员表示为： 联合变量名.成员名 例如，a被说明为uarea类型的变量之后，可使用： a.c_

11、data a.s_data 不允许只用联合变量名作赋值或其它操作。 也不允许对联合变量作初始化赋值，赋值只能在程序中进行。 还要再强调说明的是，一个联合变量，每次只能赋予一个成员值。换句话说，一个联合变量的值就是联合变员的某一个成员值。 【例12-15】(见课本）,12.5.2 使用联合应注意的问题 1 内存覆盖 尽管在联合所使用的内存中可以存储不同的成员，也就是可以存储不同类型的数据。但每一时刻只能存储一个成员。通俗地说，只有一套衣服，一次只能由一个演员来穿。 2 以新替旧 联合体变量存储的是最后一次存储的成员的内容。换言之，变量存储了新成员，则自动替换了老成员。 3 地址唯一 联合体变量和

12、各个成员拥有同一地址。,4 变量不可赋值 不能给联合体的变量名赋值，也不能对联合体的变量名初始化，也不能引用联合体的变量名。使用的都是联合体变量的成员。 5 嵌套 联合与结构可以互相嵌套。数组也可以作为联合体的成员，也可以定义联合体数组。 6 不能用作函数 不能把联合体变量作为函数的参数，也不能使函数带回联合体变量。但是，可以使用联合体变量的指针。,12.6 位运算符,12.6.1几个基本概念 1 字节与位 字节（英文为byte）是计算机中的存储单元。一个字节可以存放一个英文字母或符号，一个汉字通常要用两个字节来存储。每一个字节都有自己的编号，叫做“地址”。一个字节由若干位（位的英文是bit）

13、组成。至于一个字节由几个位组成，取决于计算机的硬件系统。一般由8位、16位或32位组成，所对应的计算机也被称为“8位机、16位机或32位机”。目前微机以16位机或32位机为主。但在本书中作为原理讲述的是8位机。 我们把若干字节组成一个单元，叫做“字”（英文为word）。一个字可以存放一个数据或指令。,2 原码 我们知道，计算机使用的是二进制数。但这些数据有不同的编码方式，分别有原码、反码和补码。 以8位计算机系统为例，我们把最高位（即最左面的一位）留做表示符号，其他7位表示二进制数，这种编码方式叫做原码。最高位为“0”表示正数，为“1”表示负数。例如，00000011表示+3，10000011

14、表示-3。显然，这样可以表示的数值范围在+127到-127之间。 这种表示方法有一个缺陷，数值0会出现歧义：00000000表示+0，10000000表示-0。,3 反码 对于正数，反码与原码相同。例如，00000011表示+3。所谓“反码”是指与“原码”在表示负数时相反：符号位（最高位）为“1”表示负数。但其余位的值相反。例如，11111100表示-3。显然，这样可以表示的数值范围在+127到-127之间。 这种表示方法仍然有一个缺陷，数值0会出现歧义：00000000表示+0，11111111表示-0。 4 补码 对于正数，补码与原码相同。 0的补码为00000000。这样，0的表示唯一。

15、 对于负数，可以从原码得到补码，步骤如下：把符号位不变， 为1；首先，把其余各位取反。即0变为1，1变为0；其次，对整个数加1。 计算机中的数据都采用补码。这样做的好处是，减法可以用加法来实现。如-3+4可以变成-3的补码与+4的补码相加。,12.6.2 位运算符 位运算是对二进制的运算。也就是说，其操作数是二进制数。这是与其他运算的主要不同。以下逐一讲述一些主要的位运算符。 1 按位取反 功能：把操作对象二进制数的每一位取反，0变成1，1变成0。 运算符： 示例：如x=01010011，y=x，则y=10101100。 2 左位移 功能：把操作对象二进制数的向左移动指定的位，并在右面补上相应

16、的0。 格式：要位移的数据 要位移的位数 示例：如x=01010011，y=x2，则y=10110000。 注意，左移会引起数据的变化，具体说，左移一位相当于对原来的数值乘以2。左移n位相当于对原来的数值乘以2n。,3 右位移 功能：把操作对象二进制数的向右移动指定的位，并在左面补上相应的0。 格式：要位移的数据 要位移的位数 示例：如x=01010011，y=x2，则y=00010100。 注意，左移会引起数据的变化，具体说，左移一位相当于对原来的数值除以2。左移n位相当于对原来的数值除以2n。 4 按位与 功能：当两个操作对象二进制数的相同位都为1时，结果数值的相应位为1，否则为相应位是0。 运算符：& 格式：数据1 & 数据2 示例：如x=10010010，y=11011110，z=x&y，则z=10000010。,5 按位或 功能：当两个操作对象二进制数的相同位都为0时，结果数值的相应位为