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初步剖析C语言编程中的结构体

2020-01-04 17:50:40
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供稿:网友
这篇文章主要介绍了C语言编程中的结构体,是C语言入门学习中的基础知识,需要的朋友可以参考下
 

C语言结构体,可谓是C强大功能之一,也是C++语言之所以能衍生的有利条件,事实上,当结构体中成员中有函数指针了后,那么,结构体也即C++中的类了。

C语言中,结构体的声明、定义是用到关键字struct,就像联合体用到关键字union、枚举类型用到enum关键字一样,事实上,联合体、枚举类型的用法几乎是参照结构体来的。结构体的声明格式如下:

struct tag-name{{member 1;…member N;};

因此,定义结构体变量的语句为:struct tag-name varible-name,如struct point pt;其中,point 为tag-name,pt是结构体struct point变量。当然,也可以一次性声明结构体类型和变量,即如下:struct tag-name {…} x,y,z;就类似于int x,y,z;语句一样。也可以在定义结构体变量时即赋初值,即变量初始化,struct point pt={320,200};

当然,也就可以有结构体指针、结构体数组了。访问结构体变量中的member的方法有:如果是由结构体变量名来访问,则是structure-variable-name.member;如果是由结构体变量指针来访问,则是structure-variable-pointer->member;

好了,上面的不是重点,也不难掌握,只是细节问题。结构体具有重要的应用,如下的:

如自引用的结构体,常用来作为二叉树等重要数据结构的实现:假设我们要实现一个普遍的问题的解决算法——统计某些输入的各单词出现的频数。由于输入的单词数是未知,内容未知,长度未知,我们不能对输入进行排序并采用二分查找。……那么,一种解决办法是:将已知的单词排序——通过将每个到达的单词排序到适当位置。当然,实现此功能不能通过线性排序,因为那样有可能很长,相应地,我们将使用二叉树来实现。该二叉树每一个单词为一个二叉树结点,每个结点包括:

  • a pointer to the text of the word
  • a count of the number of occurences
  • a pointer to the left child node
  • a pointer to the right child node

其写在程序中,即:

struct tnode{/*the tree node:*/char *word;/*points to the next*/int count;/*number of occurences*/struct tnode *left;/*left child*/struct tnode *right;/*right child*/}

完成上述功能的完整程序如下:

#include<stdio.h> #include<ctype.h> #include<string.h> #include"tNode.h"  #define MAXWORD 100 struct tnode *addtree(struct tnode *,char *); void treeprint(struct tnode *); int getword(char *,int);   struct tnode *talloc(void); char *strdup2(char *);   /*word frequency count*/ main() {   struct tnode *root;   char word[MAXWORD];    root=NULL;   while(getword(word,MAXWORD)!=EOF)     if(isalpha(word[0]))       root=addtree(root,word);   treeprint(root);   return 0; }  #define BUFSIZE 100 char buf[BUFSIZE];/*buffer for ungetch*/ int bufp=0;/*next free position in buf*/  int getch(void)/*get a (possibly pushed back) character*/ {   return (bufp>0)? buf[--bufp]:getchar(); }  void ungetch(int c)/*push back character on input*/ {   if(bufp>=BUFSIZE)     printf("ungetch:too many characters/n");   else     buf[bufp++]=c; }  /*getword:get next word or character from input*/ int getword(char *word,int lim) {   int c,getch(void);   void ungetch(int);   char *w=word;    while(isspace(c=getch() ));    if(c!=EOF)     *w++=c;   if(!isalpha(c)){     *w='/0';     return c;   }   for(;--lim>0;w++)     if(!isalnum(*w=getch())){       ungetch(*w);       break;     }   *w='/0';   return word[0]; }   /*addtree:add a node with w,at or below p*/ struct tnode *addtree(struct tnode *p,char *w) {   int cond;    if(p==NULL){/*a new word has arrived*/     p=talloc();/*make a new node*/     p->word=strdup(w);     p->count=1;     p->left=p->right=NULL;   }else if((cond=strcmp(w,p->word))==0)     p->count++;/*repeated word*/   else if(cond<0)/*less than into left subtree*/     p->left=addtree(p->left,w);   else  /*greater than into right subtree*/     p->right=addtree(p->right,w);   return p; } /*treeprint:in-order print of tree p*/ void treeprint(struct tnode *p) {   if(p!=NULL){     treeprint(p->left);     printf("%4d %s/n",p->count,p->word);     treeprint(p->right);   } }  #include<stdlib.h> /*talloc:make a tnode*/ struct tnode *talloc(void) {   return (struct tnode *)malloc(sizeof(struct tnode)); }   char *strdup2(char *s)/*make a duplicate of s*/ {   char *p;    p=(char *)malloc(strlen(s)+1);/*+1 for '/0'*/   if(p!=NULL)     strcpy(p,s);   return p; } 

其中,其它的关于union、enum这里就不多说了,再说一个关于结构体的非常重要的应用——位操作:

当然,我们知道,对于位操作,我们可通过#define tables(即用宏和C中的位操作来实现)

如:

#define KEYWORD 01 /*0001*/#define EXTERNAL 02 /*0010*/#define STATIC 04   /*0100*/

enum{KEYWORD =01,EXTERNAL =02,STATIC =04};

那么,flags|=EXTERNAL|STATIC;将打开flags的EXTERNAL和STATIC位,而

flags&=~(EXTERNAL|STATIC);将关闭flags的EXTERNAL和STATIC位.

然而,上述定义的位模式可以用结构体如下写:

struct{unsigned int is_keyword:1;unsigned int is_extern:1;unsigned int is_static:1;}flags;/*This defines a variable called flags that contains three 1-bit fields*/

那么,上述打开相应位的操作为:

flags.is_extern=flags.is_static=1;

上述关闭相应位的操作为:

flags.is_extern=flags.is_static=0;

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