詳解C++中的指針結構體數(shù)組以及指向結構體變量的指針

更新時間：2015年09月15日 17:11:14 投稿：goldensun

這篇文章主要介紹了C++中的指針結構體數(shù)組以及指向結構體變量的指針的用法,是C++入門學習中的基礎知識,需要的朋友可以參考下

C++結構體數(shù)組
一個結構體變量中可以存放一組數(shù)據(jù)（如一個學生的學號、姓名、成績等數(shù)據(jù)）。如果有10個學生的數(shù)據(jù)需要參加運算，顯然應該用數(shù)組，這就是結構體數(shù)組。結構體數(shù)組與以前介紹過的數(shù)值型數(shù)組的不同之處在于：每個數(shù)組元素都是一個結構體類型的數(shù)據(jù)，它們都分別包括各個成員項。

定義結構體數(shù)組和定義結構體變量的方法相仿，定義結構體數(shù)組時只需聲明其為數(shù)組即可。如：

struct Student //聲明結構體類型Student
{
  int num;
  char name[20];
  char sex;
  int age;
  float score;
  char addr[30];
};
Student stu[3]; //定義Student類型的數(shù)組stu

也可以直接定義一個結構體數(shù)組，如：

struct Student
{
  int num;
  char name[20];
  char sex;
  int age;
  float score;
  char addr[30];
}stu[3];

或

struct
{
  int num;
  char name[20];
  char sex;
  int age;
  float score;
  char addr[30];
}stu[3];

結構體數(shù)組的初始化與其他類型的數(shù)組一樣，對結構體數(shù)組可以初始化。如：

struct Student
{
  int num;
  char name[20];
  char sex;
  int age;
  float score;
  char addr[30];
}stu[3]={
  {10101,″Li Lin″,  ′M′, 18,87.5, ″103 Beijing Road″},
  {10102,″Zhang Fun″,′M′，19,99,  ″130 Shanghai Road″},
  {10104,″Wang Min″,′F′,  20,78.5, ″1010 Zhongshan Road″}
};

定義數(shù)組stu時，也可以不指定元素個數(shù)，即寫成以下形式：

  stu[ ]={{…},{…},{…}};

編譯時，系統(tǒng)會根據(jù)給出初值的結構體常量的個數(shù)來確定數(shù)組元素的個數(shù)。一個結構體常量應包括結構體中全部成員的值。

當然，數(shù)組的初始化也可以用以下形式：

  Student stu[ ]={{…},{…},{…}}; //已事先聲明了結構體類型Student

由上可以看到，結構體數(shù)組初始化的一般形式是在所定義的數(shù)組名的后面加上 ={初值表列};
結構體數(shù)組應用舉例

下面舉一個簡單的例子來說明結構體數(shù)組的定義和引用。

【例】對候選人得票的統(tǒng)計程序。設有3個候選人，最終只能有1人當選為領導。今有10個人參加投票，從鍵盤先后輸入這10個人所投的候選人的名字，要求最后輸出這3個候選人的得票結果。

可以定義一個候選人結構體數(shù)組，包括3個元素，在每個元素中存放有關的數(shù)據(jù)。程序如下：

#include <iostream>
using namespace std;
struct Person //聲明結構體類型Person
{
  char name[20];
  int count;
};
int main( )
{
  //定義Person類型的數(shù)組，內容為3個候選人的姓名和當前的得票數(shù)
  Person leader[3]={"Li",0,"Zhang",0,"Fun",0};
  int i,j;
  char leader_name[20]; //leader_name為投票人所選的人的姓名
  for(i=0;i<10;i++)
  {
   cin>>leader_name; //先后輸入10張票上所寫的姓名
   for(j=0;j<3;j++) //將票上姓名與3個候選人的姓名比較
     //如果與某一候選人的姓名相同，就給他加一票
     if(strcmp(leader_name,leader[j].name)==0) leader[j].count++;
  }
  cout<<endl;
  for(i=0;i<3;i++) //輸出3個候選人的姓名與最后得票數(shù)
  {
   cout<<leader[i].name<<":"<<leader[i].count<<endl;
  }
  return 0;
}

運行情況如下：

Zhang↙ (每次輸入一個候選人的姓名)
Li↙
Fun↙
Li↙
Zhang↙
Li↙
Zhang↙
Li↙
Fun↙
Wang↙
Li:4 (輸出3個候選人的姓名與最后得票數(shù))
Zhang:3
Fun:2

程序定義一個全局的結構體數(shù)組leader，它有3個元素，每一元素包含兩個成員，即name(姓名)和count(得票數(shù))。在定義數(shù)組時使之初始化，使3位候選人的票數(shù)都先置零。

在這個例子中，也可以不用字符數(shù)組而用string方法的字符串變量來存放姓名數(shù)據(jù)，程序可修改如下：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
struct Person
{
string name;//成員name為字符串變量
int count;
};
int main( )
{
Person leader[3]={"Li",0,"Zhang",0,"Fun",0};
int i,j;
string leader_name;// leader_name為字符串變量
for(i=0;i<10;i++)
{
cin>>leader_name;
for(j=0;j<3;j++)
if(leader_name==leader[j].name) leader[j].count++//用“==”進行比較
}
cout<<endl;
for(i=0;i<3;i++)
{
cout<<leader[i].name<<":"<<leader[i].count<<endl;
}
return 0;
}

運行情況與前相同。顯然后一個程序節(jié)省內存空間，使用更方便,易讀性更好。但是有些C++系統(tǒng)不能對包含string成員的結構體變量初始化，需要作一些修改才能運行，讀者可上機試一下。

C++指向結構體變量的指針
一個結構體變量的指針就是該變量所占據(jù)的內存段的起始地址?？梢栽O一個指針變量，用來指向一個結構體變量，此時該指針變量的值是結構體變量的起始地址。指針變量也可以用來指向結構體數(shù)組中的元素。
通過指向結構體變量的指針引用結構體變量中的成員

下面通過一個簡單例子來說明指向結構體變量的指針變量的應用。

【例】指向結構體變量的指針的應用。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main( )
{
  struct Student//聲明結構體類型student
  {
   int num;
   string name;
   char sex;
   float score;
  };
  Student stu;//定義Student類型的變量stu
  Student *p=&stu;//定義p為指向Student類型數(shù)據(jù)的指針變量并指向stu
  stu.num=10301;//對stu中的成員賦值
  stu.name="Wang Fun";//對string變量可以直接賦值
  stu.sex='f';
  stu.score=89.5;
  cout<<stu. num<<" "<<stu.name<<" "<<stu.sex<<" "<<
  stu.score<<endl;
  cout<<p -> num<<" "<<(*p).name<<" "<<(*p).sex<<" "<<(*p).score<<endl;
  return 0;
}

程序運行結果如下：
10301 Wang Fun f 89.5 (通過結構體變量名引用成員)
10301 Wang Fun f 89.5 (通過指針引用結構體變量中的成員)
兩個cout語句輸出的結果是相同的。

為了使用方便和使之直觀，C++提供了指向結構體變量的運算符->，例如p->num表示指針p當前指向的結構體變量中的成員num。
p->num 和(*p).num等價。
同樣
p->name等價于(*p).name。
也就是說，以下3種形式等價：
結構體變量.成員名。如stu.num。
(*p).成員名。如(*p).num。
p->成員名。如p->num。

“->”稱為指向運算符。

請分析以下幾種運算：

p->n 得到p指向的結構體變量中的成員n的值。
p->n++ 得到p指向的結構體變量中的成員n的值，用完該值后使它加1。
++p->n 得到p指向的結構體變量中的成員n的值，并使之加1，然后再使用它。

用結構體變量和指向結構體變量的指針構成鏈表

鏈表是一種常見的重要的數(shù)據(jù)結構。下圖表示最簡單的一種鏈表（單向鏈表）的結構。

鏈表有一個“頭指針”變量，圖中以head表示，它存放一個地址。該地址指向一個元素。鏈表中的每一個元素稱為“結點”，每個結點都應包括兩個部分：
一是用戶需要用的實際數(shù)據(jù)，
二是下一個結點的地址。

可以看到鏈表中各元素在內存中的存儲單元可以是不連續(xù)的。要找某一元素，可以先找到上一個元素，根據(jù)它提供的下一元素地址找到下一個元素。

可以看到，這種鏈表的數(shù)據(jù)結構，必須利用結構體變量和指針才能實現(xiàn)。

可以聲明一個結構體類型，包含兩種成員，一種是用戶需要用的實際數(shù)據(jù)，另一種是用來存放下一結點地址的指針變量。

例如，可以設計這樣一個結構體類型：

struct Student
{
  int num;
  float score;
  Student *next; //next指向Student結構體變量
};

其中成員num和score是用戶需要用到的數(shù)據(jù)，相當于圖7.8結點中的A, B, C, D。next是指針類型的成員，它指向Student類型數(shù)據(jù)（就是next所在的結構體類型）。用這種方法就可以建立鏈表。見圖。

圖中每一個結點都屬于Student類型，在它的成員next中存放下一個結點的地址，程序設計者不必知道各結點的具體地址，只要保證能將下一個結點的地址放到前一結點的成員next中即可。

下面通過一個例子來說明如何建立和輸出一個簡單鏈表。

【例】建立一個如圖所示的簡單鏈表，它由3個學生數(shù)據(jù)的結點組成。輸出各結點中的數(shù)據(jù)。

#define NULL 0
#include <iostream>
using namespace std;
struct Student
{
  long num;
  float score;
  struct Student *next;
};
int main( )
{
  Student a,b,c,*head,*p;
  a. num=31001;
  a.score=89.5; //對結點a的num和score成員賦值
  b. num=31003;
  b.score=90; //對結點b的num和score成員賦值
  c. num=31007;
  c.score=85; //對結點c的num和score成員賦值
  head=&a; //將結點a的起始地址賦給頭指針head
  a.next=&b; //將結點b的起始地址賦給a結點的next成員
  b.next=&c; //將結點c的起始地址賦給b結點的next成員
  c.next=NULL; //結點的next成員不存放其他結點地址
  p=head; //使p指針指向a結點
  do
  {
   cout<<p->num<<" "<<p->score<<endl; //輸出p指向的結點的數(shù)據(jù)
   p=p->next; //使p指向下一個結點
  } while (p!=NULL); //輸出完c結點后p的值為NULL
  return 0;
}

本例是比較簡單的，所有結點（結構體變量）都是在程序中定義的，不是臨時開辟的，也不能用完后釋放，這種鏈表稱為靜態(tài)鏈表。對各結點既可以通過上一個結點的next指針去訪問，也可以直接通過結構體變量名a, b, c去訪問。

動態(tài)鏈表則是指各結點是可以隨時插入和刪除的，這些結點并沒有變量名，只能先找到上一個結點，才能根據(jù)它提供的下一結點的地址找到下一個結點。只有提供第一個結點的地址，即頭指針head，才能訪問整個鏈表。如同一條鐵鏈一樣，一環(huán)扣一環(huán)，中間是不能斷開的。

建立動態(tài)鏈表，要用到后面介紹的動態(tài)分配內存的運算符new和動態(tài)撤銷內存的運算符delete。

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