谭浩强《C++程序设计》课件 第7章.ppt
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1、第第7章章 自定义数据类型自定义数据类型7.1 结构体类型结构体类型7.2 共用体共用体7.3 枚举类型枚举类型7.4 用用typedef声明类型声明类型C+提供了许多种基本的数据类型提供了许多种基本的数据类型(如如int、float、double、char等等)供用户使用。但是由于程序需要处供用户使用。但是由于程序需要处理的问题往往比较复杂,而且呈多样化,已有的数据理的问题往往比较复杂,而且呈多样化,已有的数据类型显得不能满足使用要求。因此类型显得不能满足使用要求。因此C+允许用户根据允许用户根据需要自己声明一些类型需要自己声明一些类型,例如第例如第5章介绍的数组就是用章介绍的数组就是用户自
2、己声明的数据类型。此外,用户可以自己声明的户自己声明的数据类型。此外,用户可以自己声明的类型还有结构体类型还有结构体(structure)类型、共用体类型、共用体(union)类类型、枚举型、枚举(enumeration)类型、类类型、类(class)类型等,这类型等,这些统称为用户自定义类型些统称为用户自定义类型(user-defined type,UDT)。本章介绍结构体类型、共用体类型和枚举类型,第本章介绍结构体类型、共用体类型和枚举类型,第8章将介绍类类型。章将介绍类类型。有时需要将不同类型的数据组合成一个有机的整体,有时需要将不同类型的数据组合成一个有机的整体,以供用户方便地使用。这
3、些组合在一个整体中的数据以供用户方便地使用。这些组合在一个整体中的数据是互相联系的。例如,一个学生的学号、姓名、性别、是互相联系的。例如,一个学生的学号、姓名、性别、年龄、成绩、家庭地址等项,都是这个学生的属性。年龄、成绩、家庭地址等项,都是这个学生的属性。见图见图7.1。图图7.17.1 结构体类型结构体类型 7.1.1 结构体概述结构体概述在一个组合项中包含若干个类型不同(当然也可以相在一个组合项中包含若干个类型不同(当然也可以相同)的数据项。和同)的数据项。和C+允许用户自己指定这样一种允许用户自己指定这样一种数据类型,它称为结构体。它相当于其他高级语言中数据类型,它称为结构体。它相当于
4、其他高级语言中的记录的记录(record)。例如,可以通过下面的声明来建立如图例如,可以通过下面的声明来建立如图7.1所示的数所示的数据类型。据类型。struct Student /声明一个结构体类型声明一个结构体类型Student int num;/包括一个整型变量包括一个整型变量numchar name20;/包括一个字符数组包括一个字符数组name,可以容纳可以容纳20个字符个字符char sex;/包括一个字符变量包括一个字符变量sexint age;/包括一个整型变量包括一个整型变量age float score;/包括一个单精度型变量包括一个单精度型变量char addr30;/包
5、括一个字符数组包括一个字符数组addr,可以容纳可以容纳30个字符个字符;/最后有一个分号最后有一个分号这样,程序设计者就声明了一个新的结构体类型这样,程序设计者就声明了一个新的结构体类型Student(struct是声明结构体类型时所必须使用的关是声明结构体类型时所必须使用的关键字,不能省略键字,不能省略),它向编译系统声明:,它向编译系统声明:这是一种结这是一种结构体类型,它包括构体类型,它包括num,name,sex,age,score,addr等等不同类型的数据项。应当说明不同类型的数据项。应当说明Student是一个类型名,是一个类型名,它和系统提供的标准类型(如它和系统提供的标准类
6、型(如int、char、float、double等)一样,都可以用来定义变量,只不过结构等)一样,都可以用来定义变量,只不过结构体类型需要事先由用户自己声明而已。体类型需要事先由用户自己声明而已。声明一个结构体类型的一般形式为声明一个结构体类型的一般形式为struct 结构体类型名结构体类型名成员表列;成员表列;结构体类型名用来作结构体类型的标志。上面的声明结构体类型名用来作结构体类型的标志。上面的声明中中Student就是结构体类型名。大括号内是该结构体就是结构体类型名。大括号内是该结构体中的全部成员中的全部成员(member),由它们组成一个特定的结构由它们组成一个特定的结构体。上例中的体
7、。上例中的num,name,sex,score等都是结构体中的等都是结构体中的成员。在声明一个结构体类型时必须对各成员都进行成员。在声明一个结构体类型时必须对各成员都进行类型声明,即类型声明,即类型名类型名 成员名;成员名;每一个成员也称为结构体中的一个域每一个成员也称为结构体中的一个域(field)。成员成员表列又称为域表。成员名的定名规则与变量名的定名表列又称为域表。成员名的定名规则与变量名的定名规则相同。规则相同。声明结构体类型的位置一般在文件的开头,在所有函声明结构体类型的位置一般在文件的开头,在所有函数数(包括包括main函数函数)之前,以便本文件中所有的函数之前,以便本文件中所有的
8、函数都能利用它来定义变量。当然也可以在函数中声明结都能利用它来定义变量。当然也可以在函数中声明结构体类型。构体类型。在在C语言中,结构体的成员只能是数据语言中,结构体的成员只能是数据(如上面例子如上面例子中所表示的那样中所表示的那样)。C+对此加以扩充,结构体的成对此加以扩充,结构体的成员既可以包括数据员既可以包括数据(即数据成员即数据成员),又可以包括函数,又可以包括函数(即函数成员即函数成员),以适应面向对象的程序设计。但是由,以适应面向对象的程序设计。但是由于于C+提供了类提供了类(class)类型,一般情况下,不必使类型,一般情况下,不必使用带函数的结构体,因此在本章中只介绍只含数据成
9、用带函数的结构体,因此在本章中只介绍只含数据成员的结构体,有关包含函数成员的结构体将在第员的结构体,有关包含函数成员的结构体将在第8章章介绍类类型时一并介绍。介绍类类型时一并介绍。前面只是指定了一种结构体类型,它相当于一个模型,前面只是指定了一种结构体类型,它相当于一个模型,但其中并无具体数据,系统也不为之分配实际的内存但其中并无具体数据,系统也不为之分配实际的内存单元。为了能在程序中使用结构体类型的数据,应当单元。为了能在程序中使用结构体类型的数据,应当定义结构体类型的变量,并在其中存放具体的数据。定义结构体类型的变量,并在其中存放具体的数据。1.定义结构体类型变量的方法定义结构体类型变量的
10、方法可以采取以下可以采取以下3种方法定义结构体类型的变量。种方法定义结构体类型的变量。(1)先声明结构体类型再定义变量名先声明结构体类型再定义变量名如上面已定义了一个结构体类型如上面已定义了一个结构体类型Student,可以用它可以用它来定义结构体变量。如来定义结构体变量。如Student student1,student2;7.1.2 结构体类型变量的定义方法及其初始化结构体类型变量的定义方法及其初始化以上定义了以上定义了student1和和student2为结构体类型为结构体类型Student的变量,即它们具有的变量,即它们具有Student类型的结构。如图类型的结构。如图7.2所所示。示
11、。图图7.2在定义了结构体变量后,系统会为之分配内存单元。在定义了结构体变量后,系统会为之分配内存单元。例如例如student1和和student2在内存中各占在内存中各占63个字节个字节(4+20+1+4+4+30=63)。)。(2)在声明类型的同时定义变量在声明类型的同时定义变量例如:例如:struct Student /声明结构体类型声明结构体类型Student int num;char name20;char sex;int age;float score;char addr30;student1,student2;/定义两个结构体类型定义两个结构体类型Student的变量的变量stu
12、dent1,student2这种形式的定义的一般形式为这种形式的定义的一般形式为struct 结构体名结构体名成员表列成员表列变量名表列;变量名表列;(3)直接定义结构体类型变量直接定义结构体类型变量其一般形式为其一般形式为struct /注意没有结构体类型名注意没有结构体类型名 成员表列成员表列 变量名表列;变量名表列;这种方法虽然合法,但很少使用。提倡先定义类型后这种方法虽然合法,但很少使用。提倡先定义类型后定义变量的第定义变量的第(1)种方法。在程序比较简单,结构体种方法。在程序比较简单,结构体类型只在本文件中使用的情况下,也可以用第类型只在本文件中使用的情况下,也可以用第(2)种种方法
13、。方法。关于结构体类型,有几点要说明:关于结构体类型,有几点要说明:(1)不要误认为凡是结构体类型都有相同的结构。实不要误认为凡是结构体类型都有相同的结构。实际上,每一种结构体类型都有自己的结构,可以定义际上,每一种结构体类型都有自己的结构,可以定义出许多种具体的结构体类型。出许多种具体的结构体类型。(2)类型与变量是不同的概念,不要混淆。只能对结类型与变量是不同的概念,不要混淆。只能对结构体变量中的成员赋值,而不能对结构体类型赋值。构体变量中的成员赋值,而不能对结构体类型赋值。在编译时,是不会为类型分配空间的,只为变量分配在编译时,是不会为类型分配空间的,只为变量分配空间。空间。(3)对结构
14、体中的成员(即对结构体中的成员(即“域域”),可以单独使用,),可以单独使用,它的作用与地位相当于普通变量。关于对成员的引用它的作用与地位相当于普通变量。关于对成员的引用方法见方法见7.3节。节。(4)成员也可以是一个结构体变量。成员也可以是一个结构体变量。如如struct Date /声明一个结构体类型声明一个结构体类型Date int month;int day;int year;struct Student /声明一个结构体类型声明一个结构体类型Student int num;char name20;char sex;int age;Date birthday;/Date是结构体类型,是
15、结构体类型,birthday是是Date类型的成员类型的成员char addr30;student1,student2;/定义定义student1和和student2为结构体类型为结构体类型Student的变量的变量Student的结构见图的结构见图7.3所示。所示。图图7.3(5)结构体中的成员名可以与程序中的变量名相同结构体中的成员名可以与程序中的变量名相同,但二者没有关系。例如但二者没有关系。例如,程序中可以另定义一个整型程序中可以另定义一个整型变量变量num,它与它与student中的中的num是两回事是两回事,互不影响。互不影响。2.结构体变量的初始化结构体变量的初始化和其他类型变量
16、一样,对结构体变量可以在定义时指和其他类型变量一样,对结构体变量可以在定义时指定初始值。如定初始值。如struct Student int num;char name20;char sex;int age;float score;char addr30;student1=10001,Zhang Xin,M,19,90.5,Shanghai;这样,变量这样,变量student1中的数据如图中的数据如图7.2中所示。中所示。也可以采取声明类型与定义变量分开的形式,在定义也可以采取声明类型与定义变量分开的形式,在定义变量时进行初始化:变量时进行初始化:Student student2=10002,W
17、ang Li,F,20,98,Beijing;/Student是已声明的结构体类型是已声明的结构体类型在定义了结构体变量以后在定义了结构体变量以后,当然可以引用这个变量。当然可以引用这个变量。(1)可以将一个结构体变量的值赋给另一个具有相同可以将一个结构体变量的值赋给另一个具有相同结构的结构体变量。如上面的结构的结构体变量。如上面的student1和和student2都都是是student类型的变量,可以这样赋值:类型的变量,可以这样赋值:student1=student2;(2)可以引用一个结构体变量中的一个成员的值。例可以引用一个结构体变量中的一个成员的值。例如,如,student1.nu
18、m表示结构体变量表示结构体变量student1中的成员中的成员的值,如果的值,如果student1的值如图的值如图7.2所示,则所示,则student1.num的值为的值为10001。引用结构体变量中成员的一般方式为引用结构体变量中成员的一般方式为结构体变量名结构体变量名.成员名成员名7.1.3 结构体变量的引用结构体变量的引用例如可以这样对变量的成员赋值例如可以这样对变量的成员赋值:student1.num=10010;(3)如果成员本身也是一个结构体类型如果成员本身也是一个结构体类型,则要用若干个则要用若干个成员运算符成员运算符,一级一级地找到最低一级的成员。例如一级一级地找到最低一级的成
19、员。例如,对上面定义的结构体变量对上面定义的结构体变量student1,可以这样访问各可以这样访问各成员成员:student1.num (引用结构体变量引用结构体变量student1中的中的num成员成员)如果想引用如果想引用student1变量中的变量中的birthday成员中的成员中的month成员,不能写成成员,不能写成student1.month,必须逐级引必须逐级引用,即用,即student1.birthday.month (引用结构体变量引用结构体变量student1中的中的birthday成员中成员中的的month成员成员)(4)不能将一个结构体变量作为一个整体进行输入和不能将一
20、个结构体变量作为一个整体进行输入和输出。例如输出。例如,已定义已定义student1和和student2为结构体变量为结构体变量,并且它们已有值。不能企图这样输出结构体变量中的并且它们已有值。不能企图这样输出结构体变量中的各成员的值各成员的值:coutstudent1;只能对结构体变量中的各个成员分别进行输入和输出。只能对结构体变量中的各个成员分别进行输入和输出。(5)对结构体变量的成员可以像普通变量一样进行各对结构体变量的成员可以像普通变量一样进行各种运算(根据其类型决定可以进行的运算种类)。例种运算(根据其类型决定可以进行的运算种类)。例如如 student2.scorestudent1.
21、score;sumstudent1.scorestudent2.score;student1.age+;+student1.age;由于由于“.”运算符的优先级最高,因此运算符的优先级最高,因此student1.age+相当于相当于(student1.age)+。+是对是对student1.age进行进行自加运算,而不是先对自加运算,而不是先对age进行自加运算。进行自加运算。(6)可以引用结构体变量成员的地址,也可以引用结可以引用结构体变量成员的地址,也可以引用结构体变量的地址。如构体变量的地址。如cout&student1;/输出输出student1的首地址的首地址cout&student
22、1.age;/输出输出student1.age的地址的地址结构体变量的地址主要用作函数参数,将结构体变量结构体变量的地址主要用作函数参数,将结构体变量的地址传递给形参。的地址传递给形参。例例7.1 引用结构体变量中的成员。引用结构体变量中的成员。#include using namespace std;struct Date /声明结构体类型声明结构体类型Dateint month;int day;int year;struct Student /声明结构体类型声明结构体类型Studentint num;char name20;char sex;Date birthday;/声明声明birth
23、day为为Date类型的成员类型的成员float score;student1,student2=10002,Wang Li,f,5,23,1982,89.5;/定义定义Student 类型的变量类型的变量student1,student2,并对并对student2初始化初始化int main()student1=student2;/将将student2各成员的值赋予各成员的值赋予student1的相应成员的相应成员coutstudent1.numendl;/输出输出student1中的中的num成员的值成员的值coutstudent1.nameendl;/输出输出student1中的中的na
24、me成员的值成员的值coutstudent1.sexendl;/输出输出student1中的中的sex成员的值成员的值coutstudent1.birthday.month/student1.birthday.day/student1.birthday.yearendl;/输出输出student1中的中的birthday各成员的值各成员的值coutstudent1.scoreendl;return 0;运行结果如下:运行结果如下:10002Wang Lif5/23/198289.5一个结构体变量中可以存放一组数据(如一个学生的一个结构体变量中可以存放一组数据(如一个学生的学号、姓名、成绩等数据
25、)。如果有学号、姓名、成绩等数据)。如果有10个学生的数据个学生的数据需要参加运算,显然应该用数组,这就是结构体数组。需要参加运算,显然应该用数组,这就是结构体数组。结构体数组与以前介绍过的数值型数组的不同之处在结构体数组与以前介绍过的数值型数组的不同之处在于:于:每个数组元素都是一个结构体类型的数据,它每个数组元素都是一个结构体类型的数据,它们都分别包括各个成员项。们都分别包括各个成员项。7.1.4 结构体数组结构体数组1.定义结构体数组定义结构体数组和定义结构体变量的方法相仿,定义结构体数组时只和定义结构体变量的方法相仿,定义结构体数组时只需声明其为数组即可。如需声明其为数组即可。如str
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