1.3 数据结构与C语言表示

1.3 数据结构与 C 语言表示

【数据结构与程序设计的关联性】

良好的数据结构可以提高程序的效率。

问题描述
欲求 1 名学生 10 次 C 语言程序设计的测试成绩总分与平均分。其中 10 次测
验的成绩分别为：80，85，77，56，68，83，90，92，80，98。

程序示例 1-1

 main()
{ int sum，verage； /*总分，平均分*/
	int t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7,t8,t9,t10； /*10 个变量存 10 次成绩*/
	t1=80；t2=85；t3=77；t4=56； t5=68； /*分别赋值*/
	t6=83；t7=90；t8=92；t9=80；t10=98;
	sum= t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7+t8+t9+t10; /*计算总分*/
	average=sum/10; /*计算平均分*/
	printf(“总分=%d\n”,sum); printf(“平均分=%d\n”, average);
}

要用该程序计算另一名学生的10次成绩就得修改程序；如考试测验次数改变也要修改程序，程序扩充性与通用性较差。

程序示例 1-2
根据测试次数与测试成绩的关系，采用数组结构存储测验成绩，提高了程序的适用范围。

main()
{ int sum，erage；int i;
	int t[10] ={80，85，77，56，68，83，90，92，80，98}; /*分别赋值*/
	sum=0; /*总分置初值*/
	for (i=0; i<10; i++)
	sum=sum+t[i];
	average=sum/10; /*计算平均分*/
	printf(“总分=%d\n”,sum); printf(“平均分=%d\n”, average);
}

分析以上两个程序，虽然都可以正确解决问题，但采用不同的方式存储成绩数据，可以生成不同的程序设计方式。因此，选择最佳的数据结构，并提供策略方法有效地利用这些数据，可以达到高效、低耗地解决问题。学习数据结构正是要学习前人程序设计的学问。

【结构化程序设计与函数的模块化】

结构化程序设计是一套规范程序设计方法，它采用合理的结构以确保程序的正确执行。
结构化程序设计由顺序结构、选择结构和重复结构构成。此外需要注意：应该尽可能少的使用 GOTO 语句，因为 GOTO语句会使程序的静态结构与动态执行不一致。
结构化程序设计的主要思想是“自顶向下，逐步求精”，每一个模块具有独立的功能，设计过程中仅使用三种基本结构。

【用 C 语言实现抽象数据模型】

抽象数据模型是由数据对象、结构关系和数据操作构成的。
课件中以线性表的抽象数据类型为例子。数据对象的定义可以使用现有的数据类型或者自定义的数据类型。用 C 语言实现抽象数据模型一方面需要使用 typedef 定义新的结构体类型，另一方面对于每一个数据操作使用一个函数来实现。

【算法描述规范与设计风格】

算法的规范描述方法是使用 C 中函数定义形式，每一个函数可以实
现特定的功能。算法描述要点有很多，比如必须对相关的功能、参数增加必要的注释以增强可读性。

【参数传递的相关技术】

在函数调用中可使用单向值传递或地址传递

下面是关于参数传递示例源程序：

#include <stdio.h>
viod swap1(int a,int b)
{ 	
	int c;
	c=a; a=b; b=c;
	printf(“swap1 中的 a= %d,b=%d”,a,b);
}
viod swap2(int *a,int *b)
{ 	
	int c;
	c=*a, *a=*b, *b=c;
}
void main()
{ 
	int x=100,y=800;
	swap1(x,y); /*调用函数 swap1()*/
	printf(“\n 调用 swap1 后 x= %d,y=%d”,x,y); /*输出调用 swap1 后的数据*/
	x=100;y=800;
	swap2(&x,&y); /*调用函数 swap2()*/
	printf(“\n 调用 swap2 后 x=%d,y=%d”,x,y); /*输出调用 swap2 后的数据*/
}

程序的输出结果为：

• swap1 中的 a=800,b=100
• 调用 swap1 后 x=100,y=800
• 调用 swap2 后 x=800,y=100

调用 swap1 时，采用的是单向值传递，即便在 swap1 函数体中实现了两个变量互换内容的操作，但是当函数 swap1 调用结束后，由于变量 a,b 是自动局部变量，所以 a,b 值的变化结果无法带出。
调用 swap2 时，采用的是地址传递，实参传递的是变量 x 和 y 的地址， 在 swap2 的函数体中，通过访问指针变量 a 和 b 所指向的实参单元， 实现了主函数中变量 x 和 y 中值的交换。x 和 y 变量相对于 swap2 而言，是全程有效的。