C程序中使用結(jié)構(gòu)體變量和指針變量引用成員的教學(xué)探討

吳昊　朱林麗

[摘 要]本文主要對(duì)C程序中引用結(jié)構(gòu)體類型數(shù)據(jù)中成員的一些方法做了比較詳細(xì)的探討，分析了使用結(jié)構(gòu)體變量和指針變量引用成員的區(qū)別，并結(jié)合具體案例，讓初學(xué)者對(duì)結(jié)構(gòu)體成員的引用有進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。

[關(guān)鍵詞]C程序;結(jié)構(gòu)體變量;指針變量;成員

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2021.04.105

[中圖分類號(hào)]G642[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1673-0194（2021）04-0-02

0 ? ? 引 言

結(jié)構(gòu)體類型是C語言程序設(shè)計(jì)課程中比較重要的一種構(gòu)造性數(shù)據(jù)類型，這種數(shù)據(jù)類型是由多個(gè)成員構(gòu)成，一般用來定義結(jié)點(diǎn)型的數(shù)據(jù)類型。雖然結(jié)構(gòu)體類型的數(shù)據(jù)中所有的成員是一個(gè)整體，但對(duì)成員不可以整體訪問，只能單獨(dú)訪問。一般對(duì)成員的訪問有兩種方式，一種是使用“.”，一種是使用“->”。然而在實(shí)際的教學(xué)中，有許多學(xué)生容易混淆這兩種引用方式，不能很好地理解結(jié)構(gòu)體變量和結(jié)構(gòu)體指針變量在訪問成員時(shí)的具體指向，從而導(dǎo)致學(xué)生在編寫涉及結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型的程序時(shí)遇到許多麻煩。為了幫助初學(xué)者在學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計(jì)這門課程時(shí)，能夠?qū)νㄟ^結(jié)構(gòu)體變量引用成員和通過結(jié)構(gòu)體指針變量引用成員這兩種方式有更深的了解，本文將做比較詳細(xì)的探討。

1 ? ? 結(jié)構(gòu)體類型

1.1 ? 結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型的聲明

結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型與基本的數(shù)據(jù)類型（如整形、字符型、浮點(diǎn)型）是有區(qū)別的，基本的數(shù)據(jù)類型是由系統(tǒng)定義的，用戶可以直接使用，而結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型是由用戶根據(jù)解決問題的實(shí)際需要自己聲明[2]。聲明結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型的一般形式如下。

struct 結(jié)構(gòu)體名

{ 成員表列 };

例如，一名學(xué)生包含學(xué)號(hào)、姓名、性別、年齡和專業(yè)等一些基本信息，則聲明學(xué)生結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型如下。

struct ?student

{

int ?num; ? ? ? ? //學(xué)號(hào)

char ?name[10]; ? //姓名

char ?sex; ? ? ? ?//性別

int ?age; ? ? ? ? //年齡

char ?pro[20]; ? ?//專業(yè)

};

1.2 ? 結(jié)構(gòu)體變量和結(jié)構(gòu)體指針變量的定義

聲明好結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型以后，就可以使用它來定義結(jié)構(gòu)體變量或結(jié)構(gòu)體指針變量。例如，利用上面已經(jīng)聲明好的學(xué)生結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型來定義結(jié)構(gòu)體變量p和指針變量q的形式為：

struct ?student ?p， *q;

此外，還可以在聲明類型的同時(shí)定義變量或指針變量，因此，利用學(xué)生結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型定義結(jié)構(gòu)體變量p和指針變量q，還可以表示為：

struct ?student

{

int ?num;

char ?name[10];

char ?sex;

int ?age;

char ?pro[20];

} p， *q;

2 ? ? 引用結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)成員的方法

定義好結(jié)構(gòu)體變量或指針變量以后，就可以通過它們來引用結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)中的成員，引用結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)成員主要有以下3種方法。

2.1 ? 通過結(jié)構(gòu)體變量來引用成員

使用結(jié)構(gòu)體變量來引用成員是通過“.”來實(shí)現(xiàn)的，且它引用的是自己的成員，如文中第二部分定義的p是一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量，引用結(jié)構(gòu)體變量p中的成員可表示：p.num，p.name，p.sex，p.age，p.pro。

2.2 ? 通過結(jié)構(gòu)體指針變量和“->”來引用成員

結(jié)構(gòu)體指針變量只能存儲(chǔ)和它同類型的變量或存儲(chǔ)單元的地址，它沒有自己的成員，在使用結(jié)構(gòu)體指針變量之前，必須把同類型的變量的地址或動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的同類型的存儲(chǔ)單元（用malloc函數(shù)創(chuàng)建）的地址賦值給它，讓它有所指向，否則使用結(jié)構(gòu)體指針變量是無意義的。當(dāng)結(jié)構(gòu)體指針變量有指向以后，可以通過“->”來引用指針變量所指向的變量或存儲(chǔ)單元中的成員。如文中第二部分定義的q是一個(gè)結(jié)構(gòu)體指針變量，而p是一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量，如果把p的地址賦值給q（即q=& p），則可通過q來引用p中的成員，使用q來引用結(jié)構(gòu)體變量p中的成員可表示為：q->num，q->name，q->sex，q->age，q->pro。

2.3 ? 通過結(jié)構(gòu)體指針變量和“.”來引用成員

當(dāng)把變量的地址賦值給同類型的指針變量以后（指針變量指向該變量），“*指針變量”和“變量”的作用是一樣的，如文中第二部分定義的變量p和指針變量q，如果把p的地址賦值給q（即q=& p），則*q的作用相當(dāng)于p，使用q來引用結(jié)構(gòu)體變量p中的成員可表示為：（*q）.num，（*q）.name，（*q）.sex，（*q）.age，（*q）.pro。（注：在C語言程序中，由于“.”的優(yōu)先級(jí)比“*”的優(yōu)先級(jí)高，故*q外面的括號(hào)不可以省略）

3 ? ? 具體的案例實(shí)現(xiàn)

以創(chuàng)建一個(gè)具有三個(gè)結(jié)點(diǎn)的單鏈表為例，分別介紹以結(jié)構(gòu)體變量創(chuàng)建、結(jié)構(gòu)體變量加指針變量創(chuàng)建以及結(jié)構(gòu)體變量加動(dòng)態(tài)開辟存儲(chǔ)單元?jiǎng)?chuàng)建的3種情況，單鏈表的結(jié)點(diǎn)是一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型，主要包括整形的數(shù)據(jù)成員和指針成員，結(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)體類型聲明如下。

struct ?node

{

int ?data;

struct ?node ?*next;

};

3.1 ? 結(jié)構(gòu)體變量創(chuàng)建單鏈表

void main（）

{

struct ?node ?a1，a2，a3;

scanf（“%d%d%d”，&a1.data， &a2.data， &a3.data）;

a1.next=&a2; ?//把a(bǔ)2鏈在a1的后面

a2.next=&a3; ?//把a(bǔ)3鏈在a2的后面

a3.next=NULL; //最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針成員賦值為空

}

注：a1，a2，a3定義的是結(jié)構(gòu)體變量，所以在程序中都是用“.”來引用成員

3.2 ? 結(jié)構(gòu)體變量加指針變量創(chuàng)建單鏈表

void main（）

{

struct ?node ?a1，a2，a3，*t1，*t2，*t3;

t1=&a1; ?t2=&a2; ? t3=&a3; ?//分別把a(bǔ)1、a2、a3的地址賦值給t1、t2、t3

scanf（“%d%d%d”，&t1->data， &t2->data， &t3->data）;

t1->next=t2; ?//把t2所指結(jié)點(diǎn)鏈在t1所指向結(jié)點(diǎn)之后

t2->next=t3; ?//把t3所指結(jié)點(diǎn)鏈在t2所指向結(jié)點(diǎn)之后

t3->next=NULL; //最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針成員賦值為空

}

注：t1，t2，t3定義的是結(jié)構(gòu)體指針變量，所以在程序中都是用“->”來引用成員

3.3 ? 結(jié)構(gòu)體變量加動(dòng)態(tài)開辟存儲(chǔ)單元?jiǎng)?chuàng)建單鏈表

void main（）

{

/* h和r分別指向鏈表的頭結(jié)點(diǎn)和最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)，t指向新建的結(jié)點(diǎn)*/

struct ?node ?*t，*r，*h;

int ?i=1;

while（i<=3） ?//判斷循環(huán)的次數(shù)

{

t=（* struct ?node）malloc（sizeof（struct ?node））; ?//新建一個(gè)結(jié)點(diǎn)

scanf（“%d”，&t->data）;

if（i==1） ?//如果創(chuàng)建的是第一個(gè)結(jié)點(diǎn)

{

h=r=t; ?// h和r都指向該結(jié)點(diǎn)

continue;

}

r->next=t; ?//把t所指向的結(jié)點(diǎn)插到r所指向結(jié)點(diǎn)的后面

r=t; ? ?//讓r重新指向鏈表中最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)

}

r->next=NULL; ?//最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針成員賦值為空

}

注：t，r，h定義的是結(jié)構(gòu)體指針變量，所以在程序中都是用“->”來引用成員

以上3種方法雖然都可以創(chuàng)建一個(gè)具有三個(gè)結(jié)點(diǎn)的單鏈表，但不難發(fā)現(xiàn)，第一、第二兩種方法在創(chuàng)建單鏈表時(shí)需要定義結(jié)構(gòu)體變量，鏈表中有多少個(gè)結(jié)點(diǎn)就需要定義多少個(gè)結(jié)構(gòu)體變量，而第三種方法不需要定義結(jié)構(gòu)體變量，只需使用malloc函數(shù)創(chuàng)建結(jié)點(diǎn)即可，需要多少建多少，程序設(shè)計(jì)比前兩種方法要靈活許多。

4 ? ? 結(jié) 語

本文主要對(duì)C程序中使用結(jié)構(gòu)體變量和指針變量來引用成員的兩種情況做了較詳細(xì)的分析和總結(jié)，在引用結(jié)構(gòu)體成員時(shí)，一定要注意變量引用和指針變量引用兩者之間的區(qū)別，即變量引用成員使用的是“.”，用的是自己的成員，而指針變量可以使用 “->”或 “（*指針變量）.成員”的方式來引用它所指向的結(jié)構(gòu)體變量或存儲(chǔ)單元的成員，用的不是自己的成員。

主要參考文獻(xiàn)

[1]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)[M].第5版.北京：清華大學(xué)出版社，2017：309-314.

[2]王敬.用C語言結(jié)構(gòu)體類型指針實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)鏈表操作[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013（4）：165-166.