結構指針變量作函數參數

　　在ANSI C標準中允許用結構變量作函數參數進行整體傳送。 但是這種傳送要將全部成員逐個傳送， 特別是成員為數組時將會使傳送的時間和空間開銷很大，嚴重地降低了程序的效率。 因此最好的辦法就是使用指針，即用指針變量作函數參數進行傳送。 這時由實參傳向形參的只是地址，從而減少了時間和空間的開銷。

　　[例7.8]題目與例7.4相同，計算一組學生的平均成績和不及格人數。

　　用結構指針變量作函數參數編程。

　　struct stu
　　{
　　int num;
　　char *name;
　　char sex;
　　float score;}boy[5]={
　　{101,"Li ping",'M',45},
　　{102,"Zhang ping",'M',62.5},
　　{103,"He fang",'F',92.5},
　　{104,"Cheng ling",'F',87},
　　{105,"Wang ming",'M',58},
　　};
　　main()
　　{
　　struct stu *ps;
　　void ave(struct stu *ps);
　　ps=boy;
　　ave(ps);
　　}
　　void ave(struct stu *ps)
　　{
　　int c=0,i;
　　float ave,s=0;
　　for(i=0;i<5;i++,ps++)>
　　{
　　s+=ps->score;
　　if(ps->score<60) c+="1;">
　　}
　　printf("s=%f\n",s);
　　ave=s/5;
　　printf("average=%f\ncount=%d\n",ave,c);
　　}

　　本程序中定義了函數ave，其形參為結構指針變量ps。boy 被定義為外部結構數組，因此在整個源程序中有效。在main 函數中定義說明了結構指針變量ps，并把boy的首地址賦予它，使ps指向boy 數組。然后以ps作實參調用函數ave。在函數ave 中完成計算平均成績和統計不及格人數的工作并輸出結果。與例7.4程序相比，由于本程序全部采用指針變量作運算和處理，故速度更快，程序效率更高。.

　　topoic=動態存儲分配

　　在數組一章中，曾介紹過數組的長度是預先定義好的， 在整個程序中固定不變。C語言中不允許動態數組類型。例如： int n;scanf("%d",&n);int a[n]; 用變量表示長度，想對數組的大小作動態說明， 這是錯誤的。但是在實際的編程中，往往會發生這種情況， 即所需的內存空間取決于實際輸入的數據，而無法預先確定。對于這種問題， 用數組的辦法很難解決。為了解決上述問題，C語言提供了一些內存管理函數，這些內存管理函數可以按需要動態地分配內存空間， 也可把不再使用的空間回收待用，為有效地利用內存資源提供了手段。 常用的內存管理函數有以下三個：

　　1.分配內存空間函數malloc

　　調用形式： (類型說明符*) malloc (size) 功能：在內存的動態存儲區中分配一塊長度為"size" 字節的連續區域。函數的返回值為該區域的首地址。 “類型說明符”表示把該區域用于何種數據類型。(類型說明符*)表示把返回值強制轉換為該類型指針。“size”是一個無符號數。例如： pc=(char *) malloc (100); 表示分配100個字節的內存空間，并強制轉換為字符數組類型， 函數的返回值為指向該字符數組的指針， 把該指針賦予指針變量pc。

　　2.分配內存空間函數 calloc

　　calloc 也用于分配內存空間。調用形式： (類型說明符*)calloc(n,size) 功能：在內存動態存儲區中分配n塊長度為“size”字節的連續區域。函數的返回值為該區域的首地址。(類型說明符*)用于強制類型轉換。calloc函數與malloc 函數的區別僅在于一次可以分配n塊區域。例如： ps=(struet stu*) calloc(2,sizeof (struct stu)); 其中的sizeof(struct stu)是求stu的結構長度。因此該語句的意思是：按stu的長度分配2塊連續區域，強制轉換為stu類型，并把其首地址賦予指針變量ps。

　　3.釋放內存空間函數free

　　調用形式： free(void*ptr); 功能：釋放ptr所指向的一塊內存空間，ptr 是一個任意類型的指針變量，它指向被釋放區域的首地址。被釋放區應是由malloc或calloc函數所分配的區域：[例7.9]分配一塊區域，輸入一個學生數據。

　　main()
　　{
　　struct stu
　　{
　　int num;
　　char *name;
　　char sex;
　　float score;
　　} *ps;
　　ps=(struct stu*)malloc(sizeof(struct stu));
　　ps->num=102;
　　ps->name="Zhang ping";
　　ps->sex='M';
　　ps->score=62.5;
　　printf("Number=%d\nName=%s\n",ps->num,ps->name);
　　printf("Sex=%c\nScore=%f\n",ps->sex,ps->score);
　　free(ps);
　　}

　　本例中，定義了結構stu，定義了stu類型指針變量ps。 然后分配一塊stu大內存區，并把首地址賦予ps，使ps指向該區域。再以ps為指向結構的指針變量對各成員賦值，并用printf 輸出各成員值。最后用free函數釋放ps指向的內存空間。 整個程序包含了申請內存空間、使用內存空間、釋放內存空間三個步驟， 實現存儲空間的動態分配。鏈表的概念在例7.9中采用了動態分配的辦法為一個結構分配內存空間。每一次分配一塊空間可用來存放一個學生的數據， 我們可稱之為一個結點。有多少個學生就應該申請分配多少塊內存空間， 也就是說要建立多少個結點。當然用結構數組也可以完成上述工作， 但如果預先不能準確把握學生人數，也就無法確定數組大小。 而且當學生留級、退學之后也不能把該元素占用的空間從數組中釋放出來。 用動態存儲的方法可以很好地解決這些問題。 有一個學生就分配一個結點，無須預先確定學生的準確人數，某學生退學， 可刪去該結點，并釋放該結點占用的存儲空間。從而節約了寶貴的內存資源。 另一方面，用數組的方法必須占用一塊連續的內存區域。 而使用動態分配時，每個結點之間可以是不連續的(結點內是連續的)。 結點之間的聯系可以用指針實現。 即在結點結構中定義一個成員項用來存放下一結點的首地址，這個用于存放地址的成員，常把它稱為指針域。可在第一個結點的指針域內存入第二個結點的首地址， 在第二個結點的指針域內又存放第三個結點的首地址， 如此串連下去直到最后一個結點。最后一個結點因無后續結點連接，其指針域可賦為0。這樣一種連接方式，在數據結構中稱為“鏈表”。

　　在鏈表中，第0個結點稱為頭結點， 它存放有第一個結點的首地址，它沒有數據，只是一個指針變量。 以下的每個結點都分為兩個域，一個是數據域，存放各種實際的數據，如學號num，姓名name，性別sex和成績score等。另一個域為指針域， 存放下一結點的首地址。鏈表中的每一個結點都是同一種結構類型。例如， 一個存放學生學號和成績的結點應為以下結構：

　　struct stu
　　{
　　int num;
　　int score;
　　struct stu *next;
　　}

　　前兩個成員項組成數據域，后一個成員項next構成指針域， 它是一個指向stu類型結構的指針變量。鏈表的基本操作對鏈表的主要操作有以下幾種：

　　1.建立鏈表；

　　2.結構的查找與輸出；

　　3.插入一個結點；

　　4.刪除一個結點；

　　下面通過例題來說明這些操作。

　　[例7.10]建立一個三個結點的鏈表，存放學生數據。 為簡單起見， 我們假定學生數據結構中只有學號和年齡兩項。

　　可編寫一個建立鏈表的函數creat。程序如下：

　　#define NULL 0
　　#define TYPE struct stu
　　#define LEN sizeof (struct stu)
　　struct stu
　　{
　　int num;
　　int age;
　　struct stu *next;
　　};
　　TYPE *creat(int n)
　　{
　　struct stu *head,*pf,*pb;
　　int i;
　　for(i=0;i
　　{
　　pb=(TYPE*) malloc(LEN);
　　printf("input Number and Age\n");
　　scanf("%d%d",&pb->num,&pb->age);
　　if(i==0)
　　　pf=head=pb;
　　else pf->next=pb;
　　pb->next=NULL;
　　pf=pb;
　　}
　　return(head);
　　}

　　在函數外首先用宏定義對三個符號常量作了定義。這里用TYPE表示struct stu，用LEN表示sizeof(struct stu)主要的目的是為了在以下程序內減少書寫并使閱讀更加方便。結構stu定義為外部類型，程序中的各個函數均可使用該定義。

　　creat函數用于建立一個有n個結點的鏈表，它是一個指針函數，它返回的指針指向stu結構。在creat函數內定義了三個stu結構的指針變量。head為頭指針，pf 為指向兩相鄰結點的前一結點的指針變量。pb為后一結點的指針變量。在for語句內，用malloc函數建立長度與stu長度相等的空間作為一結點，首地址賦予pb。然后輸入結點數據。如果當前結點為第一結點(i==0)，則把pb值 (該結點指針)賦予head和pf。如非第一結點，則把pb值賦予pf 所指結點的指針域成員next。而pb所指結點為當前的最后結點，其指針域賦NULL。 再把pb值賦予pf以作下一次循環準備。

　　creat函數的形參n，表示所建鏈表的結點數，作為for語句的循環次數。圖7.4表示了creat函數的執行過程。

　　[例7.11]寫一個函數，在鏈表中按學號查找該結點。

　　TYPE * search (TYPE *head,int n)
　　{
　　TYPE *p;
　　int i;
　　p=head;
　　while (p->num!=n && p->next!=NULL)
　　p=p->next; /* 不是要找的結點后移一步*/
　　if (p->num==n) return (p);
　　if (p->num!=n&& p->next==NULL)
　　printf ("Node %d has not been found!\n",n
　　}

　　本函數中使用的符號常量TYPE與例7.10的宏定義相同，等于struct　stu。函數有兩個形參，head是指向鏈表的指針變量，n為要查找的學號。進入while語句，逐個檢查結點的num成員是否等于n，如果不等于n且指針域不等于NULL(不是最后結點)則后移一個結點，繼續循環。如找到該結點則返回結點指針。 如循環結束仍未找到該結點則輸出“未找到”的提示信息。

　　[例7.12]寫一個函數，刪除鏈表中的指定結點。刪除一個結點有兩種情況：

　　1. 被刪除結點是第一個結點。這種情況只需使head指向第二個結點即可。即head=pb->next。其過程如圖7.5所示。

　　2. 被刪結點不是第一個結點，這種情況使被刪結點的前一結點指向被刪結點的后一結點即可。即pf->next=pb->next。

　　函數編程如下：

　　TYPE * delete(TYPE * head,int num)
　　{
　　TYPE *pf,*pb;
　　if(head==NULL) /*如為空表， 輸出提示信息*/
　　{
　　printf("\nempty list!\n");
　　goto end;
　　}
　　pb=head;
　　while (pb->num!=num && pb->next!=NULL)
　　/*當不是要刪除的結點，而且也不是最后一個結點時，繼續循環*/
　　{
　　pf=pb;pb=pb->next;}/*pf指向當前結點，pb指向下一結點*/
　　if(pb->num==num)
　　{
　　　if(pb==head) head=pb->next;
　　　　/*如找到被刪結點，且為第一結點，則使head指向第二個結點，
　　　　　否則使pf所指結點的指針指向下一結點*/
　　　else pf->next=pb->next;
　　　free(pb);
　　　printf("The node is deleted\n");}
　　else
　　　printf("The node not been foud!\n");
　　　end:
　　return head;
　　}

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