7.1 结构体类型变量的定义和引用
7.1.1 结构体类型变量的定义
7.1.2 结构体类型变量的引用
7.1.3 结构体类型变量的初始化
7.2 结构体数组的定义和引用
前面的课程我们学习了一些简单数据类型（整型、实型、字符型）的定义和应用，还学习了数组（一维、二维）的定义和应用，这些数据类型的特点是：当定义某一特定数据类型，就限定该类型变量的存储特性和取值范围。对简单数据类型来说，既可以定义单个的变量，也可以定义数组。而数组的全部元素都具有相同的数据类型，或者说是相同数据类型的一个集合。
在日常生活中，我们常会遇到一些需要填写的登记表，如住宿表、成绩表、通讯地址等。在这些表中，填写的数据是不能用同一种数据类型描述的，在住宿表中我们通常会登记上姓名、性别、身份证号码等项目；在通讯地址表中我们会写下姓名、邮编、邮箱地址、电话号码、E - mail等项目。这些表中集合了各种数据，无法用前面学过的任一种数据类型完全描述，
因此C引入一种能集中不同数据类型于一体的数据类型—结构体类型。结构体类型的变量可以拥有不同数据类型的成员，是不同数据类型成员的集合。
7.1 结构体类型变量的定义和引用
在上面描述的各种登记表中，让我们仔细观察一下住宿表、成绩表、通讯地址等。
住宿表由下面的项目构成：
![]()
这些登记表用C提供的结构体类型描述如下：
住宿表:
struct accommod
{
char name[20]; /*姓名*/
char sex; /*性别*/
char job[40]; /*职业*/
int age; /*年龄*/
long number; /*身份证号码*/
} ;
成绩表:
struct score
{
char grade[20]; /* 班级*/
long number; /* 学号*/
char name[20]; /*姓名*/
float os; /*操作系统*/
float datastru; /* 数据结构*/
float compnet; /* 计算机网络*/
} ;
通讯地址表:
struct addr
{
char name[20];
char department[30];/* 部门*/
char address[30]; /*住址*/
long box; /* 邮编*/
long phone; /* 电话号码*/
char email[30]; /* Email */
}；
这一系列对不同登记表的数据结构的描述类型称为结构体类型。由于不同的问题有不同的数据成员，也就是说有不同描述的结构体类型。我们也可以理解为结构体类型根据所针对的问题其成员是不同的，可以有任意多的结构体类型描述。
下面给出C对结构体类型的定义形式：
struct 结构体名
{
成员项表列；
}；
有了结构体类型，我们就可以定义结构体类型变量，以对不同变量的各成员进行引用。
7.1.1 结构体类型变量的定义
结构体类型变量的定义与其它类型的变量的定义是一样的，但由于结构体类型需要针对问题事先自行定义，所以结构体类型变量的定义形式就增加了灵活性，共计有三种形式，分别介绍如下：
1) 先定义结构体类型，再定义结构体类型变量：
struct stu / *定义学生结构体类型* /
{
char name[20]; /* 学生姓名*/
char sex; /* 性别*/
long num; /*学号*/
float score[3]; /* 三科考试成绩*/
};
struct stu student1,student2;/* 定义结构体类型变量*/
struct stu student3,student4;
用此结构体类型，可以定义更多的该结构体类型变量。
2 ) 定义结构体类型同时定义结构体类型变量：
struct data
{
int day;
int month;
int year;
} time1,time2;
也可以再定义如下变量：
struct data time3,time4;
用此结构体类型，同样可以定义更多的该结构体类型变量。
3) 直接定义结构体类型变量：
struct
{
char name[20]; /*学生姓名*/
char sex; /*性别*/
long num; /*学号*/
float score[3]; /*三科考试成绩*/
} person1,person2; /*定义该结构体类型变量* /
法由于无法记录该结构体类型，所以除直接定义外，不能再定义该结构体类型变量。
7.1.2 结构体类型变量的引用
学习了怎样定义结构体类型和结构体类型变量，怎样正确地引用该结构体类型变量的成员呢？C 规定引用的形式为：
类型变量名> . <成员名>
若我们定义的结构体类型及变量如下：
struct data
{
int day;
int month;
int year;
} time1,time2;
则变量time1和time2各成员的引用形式为：time1.day、time1.month、time1.year及time2.day、time2.month、time2.yea r，如图7 - 1所示。
![]()
类型变量的各成员与相应的简单类型变量使用方法完全相同。
7.1.3 结构体类型变量的初始化
由于结构体类型变量汇集了各类不同数据类型的成员，所以结构体类型变量的初始化就略显复杂。
结构体类型变量的定义和初始化为：
struct stu / *定义学生结构体类型* /
{
char name[20]; / * 学生姓名* /
char sex; / * 性别* /
long num; / *学号* /
float score[3]; / * 三科考试成绩* /
};
struct stu student={"liping",'f',970541,98.5,97.4,95};
上述对结构体类型变量的三种定义形式均可在定义时初始化。结构体类型变量完成初始化后，即各成员的值分别为： student.name = "liping"、student.sex = 'f'、student.num = 970541、student.sco re[0] = 98.5、student.score[1] = 97.4、student.score[2] = 95。其存储在内存的情况如图7 - 2所示。
![]()
我们也可以通过C提供的输入输出函数完成对结构体类型变量成员的输入输出。由于结构体类型变量成员的数据类型通常是不一样的，所以要将结构体类型变量成员以字符串的形式输入，利用C的类型转换函数将其转换为所需类型。类型转换的函数是：
int atoi( char *str)；转换str所指向的字符串为整型，其函数的返回值为整型。
double atof(char *str)；转换str所指向的字符串为实型，其函数的返回值为双精度的实型。
long atol(char *str)；转换str所指向的字符串为长整型，其函数的返回值为长整型。
使用上述函数，要包含头文件"stdlib.h"。
对上述的结构体类型变量成员输入采用的一般形式：
char temp[20];
gets(student.name); /* 输入姓名*/
student.sex = getchar( ); /* 输入性别*/
gets(temp); /*输入学号*/
student.num = atol(temp); /* 转换为长整型*/
for( i = 0; i < 3; i ++) /*输入三科成绩*/
{
gets(temp);
student.score[i] = atoi(temp);
}
对该结构体类型变量成员的输出也必须采用各成员独立输出，而不能将结构体类型变量以整体的形式输入输出。
C允许针对具体问题定义各种各样的结构体类型，甚至是嵌套的结构体类型。
struct data
{
int day;
int mouth;
int year;
};
struct stu
{
char name[20];
struct data birthday; /* 出生年月，嵌套的结构体类型*/
long num;
} person;
该结构体类型变量成员的引用形式： person.name 、person.birthday.day、person. birthday.month、person. birthday.year、person.num 。
7.2 结构体数组的定义和引用
单个的结构体类型变量在解决实际问题时作用不大，一般是以结构体类型数组的形式出现。结构体类型数组的定义形式为：
struct stu /*定义学生结构体类型*/
{
char name[20]; /*学生姓名*/
char sex; /*性别*/
long num; /*学号*/
float score[3]; /*三科考试成绩*/
};
struct stu stud[20]; /* 定义结构体类型数组stud ，*/
/ *该数组有2 0个结构体类型元素* /
其数组元素各成员的引用形式为：
stud[0].name 、stud[0].sex、stud[0].score[i];
stud[1].name、stud[1].sex、stud[1].score[i];
. . .
. . .
stud[19].name、stud[19].sex、stud[19].score[i];
[例7-1] 设某组有4 个人，填写如下的登记表，除姓名、学号外，还有三科成绩，编程实现对表格的计算，求解出每个人的三科平均成绩，求出四个学生的单科平均，并按平均成绩由高分到低分输出。
| Number |
Name |
English |
Mathemr |
Physics |
Average |
| 1 |
Liping |
78 |
98 |
76 |
. |
| 2 |
Wanglin |
66 |
90 |
86 |
. |
| 3 |
Jiangbo |
89 |
70 |
76 |
. |
| 4 |
Yangming |
90 |
100 |
67 |
. |
题目要求的问题多，采用模块化编程方式，将问题进行分解如下：
1) 结构体类型数组的输入。
2) 求解各学生的三科平均成绩。
3) 按学生的平均成绩排序。
4) 按表格要求输出。
5) 求解组内学生单科平均成绩并输出。
6) 定义m a i n ( )函数，调用各子程序。
第一步，根据具体情况定义结构体类型。
struct stu
{
char name[20]; /*姓名* /
long number; /*学号* /
float score[4]; /* 数组依此存放English、Mathema、Physics，及Average*/
} ;
由于该结构体类型会提供给每个子程序使用，是共用的，所以将其定义为外部的结构体类型，放在程序的最前面。
第二步，定义结构体类型数组的输入模块。
void input(arr,n) /*输入结构体类型数组arr 的n个元素*/
struct stu arr[];
int n;
{
int i,j;
char temp[30];
for (i=0;i {
printf("\ninput name,number,English,mathema,physic\n"); /*打印提示信息* /
gets(arr[i].name); /* 输入姓名*/
gets(temp); /* 输入学号*/
arr[i].number = atol(temp);
for(j = 0; j < 3; j++)
{
gets(temp); /*输入三科成绩* /
arr[i].score[j] = atoi(temp);
}
}
}
第三步，求解各学生的三科平均成绩。
在结构体类型数组中第i个元素arr[i]的成员score的前三个元素为已知，第四个Average需计算得到。
void aver(arr,n)
struct stu arr[];
int n;
{
int i,j;
for(i=0;i {
arr[i].score[3] = 0;
for(j=0;j<3;j++)
arr[i].score[3]=arr[i].score[3]+arr[i].score[j]; /* 求和*/
arr[i].score[3]=arr[i].score[3] /3; /* 平均成绩* /
}
}
第四步，按平均成绩排序，排序算法采用冒泡法。
void order(arr,n)
struct stu arr[];
int n;
{
struct stu temp;
int i,j,x,y;
for(i = 0; i < n - 1; i++)
for( j = 0; j < n - 1 - i; j++)
if (arr[j].score[3]>arr[j+1].score[3])
{
temp=arr[j]; /* 结构体类型变量不允许以整体输入或输出，但允许相互赋值* /
arr[j]=arr[j+1]; /*进行交换* /
arr[j + 1] = temp;
}
}
第五步，按表格要求输出。
void output(arr,n) /*以表格形式输出有n个元素的结构体类型数组各成员*/
int n;struct stu arr[];
{
int i,j;
printf("********************TABLE********************\n"); /* 打印表头*/
printf("----------------------------------------------------\n");
/*输出一条水平线*/
printf("|%10s|%8s|%7s|%7s|%7s|%7s|\n","Name","Number", "English", "Mathema","physics","average");
/*输出效果为：| Name| Number|English|Mathema|Physics|Average|*/
printf("----------------------------------------------------\n");
for (i=0;i {
printf("|%10s|%8ld|",arr[i].name,arr[i].number); /* 输出姓名、学号*/
for(j=0;j<4;j++)
printf("%7.2f|",arr[i].score[j]);/*输出三科成绩及三科的平均*/
printf("\n");
printf("---------------------------------------------------\n");
}
}
第六步，求解组内学生单科平均成绩并输出。在输出表格的最后一行，输出单科平均成绩及总平均。
void out_row(arr,n) /*对n个元素的结构体类型数组求单项平均*/
int n;
struct stu arr[];
{
float row[4]={0,0,0,0};/*定义存放单项平均的一维数组*/
int i,j;
for( i = 0; i < 4; i++)
{
for(j=0; j row[i] = row[i] + arr[j].score[i]; /* 计算单项总和*/
row[i]=row[i]/n; /* 计算单项平均*/
}
printf("|%19c|",' '); /* 按表格形式输出*/
for (i=0;i<4;i++)
printf("%7.2f|",row[i]);
printf("\n------------------------------------------\n");
}
第七步，定义main( )函数，列出完整的程序清单。
#include
#include
struct stu
{
char name[20];
long number;
float score[4];
} ;
main( )
{
void input(); /*函数声明*/
void aver();
void order();
void output();
void out_row();
struct stu stud[4]; /* 定义结构体数组*/
float row[3];
input(stud, 4); /*依此调用自定义函数*/
aver(stud,4);
order(stud,4);
output(stud, 4);
out_row(stud,4);
}
/****************************/
void input(arr,n)
struct stu arr[];
int n;
{
int i,j;
char temp[30];
for (i=0;i {
printf("\nInput Name,Number,English,Mathema,Physic\n");
gets(arr[i].name);
gets(temp);
arr[i].number=atol(temp);
for(j=0;j<3;j++)
{
gets(temp);
arr[i].score[j]=atoi(temp);
}
}
}
/ *****************************************/
void aver(arr,n)
struct stu arr[];
int n;
{
int i,j;
for(i=0;i {
arr[i].score[3]=0;
for(j=0;j<3;j++)
arr[i].score[3]=arr[i].score[3]+arr[i].score[j];
arr[i].score[3]=arr[i].score[3]/3;
}
}
/*********************************************/
void order(arr,n)
struct stu arr[];
int n;
{
struct stu temp;
int i,j,x,y;
for(i=0;i for(j=0;j if (arr[j].score[3]>arr[j+1].score[3])
{
temp=arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1]=temp;
}
}
/**********************************************/
void output(arr,n)
int n;
struct stu arr[];
{
int i,j;
printf("********************TABLE********************\n");
printf("-------------------------------------------------\n");
printf("|%10s|%8s|%7s|%7s|%7s|%7s|\n","Name","Number","English","mathema","physics","average");
printf("-------------------------------------------------\n");
for (i=0;i {
printf("|%10s|%8ld|",arr[i].name,arr[i].number);
for(j=0;j<4;j++)
printf("%7.2f|",arr[i].score[j]);
printf("\n");
printf("----------------------------------------------\n");
}
}
/*********************************************/
void out_row(arr,n)
int n;
struct stu arr[];
{
float row[4]={0,0,0,0};
int i,j;
for(i=0;i<4;i++)
{
for(j=0;j row[i]=row[i]+arr[j].score[i];
row[i]=row[i]/n;
}
printf("|%19c|",' ');
for (i=0;i<4;i++)
printf("%7.2f|",row[i]);
printf("\n-------------------------------------------------------\n");
}
运行程序：
Input Name,Number,English,Mathema,Physic
Liping
1
78
98
76
Input Name,Number,English,Mathema,Physic
Wangling
2
66
90
86
Input Name,Number,English,Mathema,Physic
Jiangbo
3
89
70
76
Input Name,Number,English,Mathema,Physic
Yangming
4
90
100
********************* T A B L E ************************
---------------------------------------------
| Number| Name|English| Mathema| Physics| Average|
---------------------------------------------
| Yangming| 4| 90.00| 100.00| 67.00| 85.67|
---------------------------------------------
| Liping | 1| 78.00| 98.00| 76.00| 84.00|
---------------------------------------------
| Wangling| 2| 66.00| 90.00| 86.00| 80.72|
---------------------------------------------
| Jiangbo | 3| 89.00| 70.00| 76.00| 78.33|
---------------------------------------------
| | 80.75| 89.50| 76.25| 82.18|
---------------------------------------------
程序中要谨慎处理以数组名作函数的参数。由于数组名作为数组的首地址，在形参和实参结合时，传递给子程序的就是数组的首地址。形参数组的大小最好不定义，以表示与调用函数的数组保持一致。在定义的结构体内，成员score [3]用于表示计算的平均成绩，也是我们用于排序的依据。我们无法用数组元素进行相互比较，而只能用数组元素的成员score[3]进行比较。在需要交换的时候，用数组元素的整体包括姓名、学号、三科成绩及平均成绩进行交
换。在程序order（）函数中，比较采用： arr[j].score[3]>arr[j+1].score[3]，而交换则采用：
arr[j] <------> arr[j+1]
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