c语言表头指针的作用,C语言的指针、链表的原理

本文介绍了C语言中的指针、链表的基础知识,包括指针的声明、使用,数组与指针的关系,以及结构体与指针的结合。通过示例展示了如何使用指针操作数组、结构体,并探讨了动态内存分配的malloc函数。此外,还介绍了一个完整的基于指针实现的学生信息管理系统,包括链表的创建、查找、插入、删除和打印等功能,以及对学生信息的统计分析。

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今天课上,老师让我们学习C语言的指针、链表的原理。

1、指针、引用和取值

#include

int main()

{

int*ptr;   // 声明一个int指针

int val =1;  // 声明一个int值

ptr =&val;  // 为指针分配一个int值的引用

int deref =*ptr;  // 对指针进行取值,打印存储在指针地址中的内容

printf("deref地址=%ld,值=%d\n",ptr, deref);

}

2、指针和数组

C语言的数组表示一段连续的内存空间,用来存储多个特定类型的对象。与之相反,指针用来存储单个内存地址。数组和指针不是同一种结构因此不可以互相转换。而数组变量指向了数组的第一个元素的内存地址。

#include

int main()

{

int myarray[4] = {1,2,3,0};

int *ptr = myarray;

printf("ptr地址=%ld,值*ptr=%d\n", ptr,*ptr);

ptr++;

printf("ptr地址=%ld,值*ptr=%d\n", ptr,*ptr);

ptr++;

printf("ptr地址=%ld,值*ptr=%d\n", ptr,*ptr);

ptr++;

printf("ptr地址=%ld,值*ptr=%d\n", ptr,*ptr);

}

3、指针与结构体

就像数组一样,指向结构体的指针存储了结构体第一个元素的内存地址。与数组指针一样,结构体的指针必须声明和结构体类型保持一致,或者声明为void类型。

#include

struct person {

int age;

char *name;

};

int main()

{

struct person first;

struct person *ptr;

first.age = 21;

char *fullname = "full name";

first.name = fullname;

ptr = &first;

printf("age=%d, name=%s\n",first.age, ptr->name);

}

1、malloc函数malloc函数的原型为:void *malloc (unsigned int size)其作用是在内存的动态存储区中分配一个长度为size的连续空间。其参数是一个无符号×××数,返回值是一个指向所分配的连续存储域的起始地址的指针。还有一点必须注意的是,当函数未能成功分配存储空间(如内存不足)就会返回一个NULL指针。所以在调用该函数时应该检测返回值是否为NULL并执行相应的操作。下例是一个动态分配的程序:

#include

#include

#include

#include

#include

main()

{

int count,*array; /*count是一个计数器,array是一个整型指针,也可以理解为指向一个整型数组的首地址*/

if((array=(int *)malloc(10*sizeof(int)))==NULL)

{

printf("不能成功分配存储空间。");

exit(1);

}

for (count=0;count<10;count++) /*给数组赋值*/

array[count]=count;

for(count=0;count<10;count++) /*打印数组元素*/

printf("%d-",array[count]);

}

完整的学生姓名管理系统

#include

#include

#include

#include

#define N 3

typedef struct node

{

charname[20];

struct node*link;

}stud;

stud * creat(int n) /*建立单链表的函数*/

{

stud*p,*h,*s;

int i;

if((h=(stud*)malloc(sizeof(stud)))==NULL)

{

printf("不能分配内存空间!");

exit(0);

}

h->name[0]='\0';

h->link=NULL;

p=h;

for(i=0;i

{

if((s=(stud *) malloc(sizeof(stud)))==NULL)

{

printf("不能分配内存空间!");

exit(0);

}

p->link=s;

printf("请输入第%d个人的姓名:",i+1);

scanf("%s",s->name);

s->link=NULL;

p=s;

}

return(h);

}

stud * search(stud *h,char *x) /*查找函数*/

{

stud *p;

char *y;

p=h->link;

while(p!=NULL)

{

y=p->name;

if(strcmp(y,x)==0)

return(p);

elsep=p->link;

}

if(p==NULL)

printf("没有查找到该数据!");

}

stud * search2(stud *h,char*x)

/*另一个查找函数,返回的是上一个查找函数的直接前驱结点的指针,

h为表头指针,x为指向要查找的姓名的指针

其实此函数的算法与上面的查找算法是一样的,只是多了一个指针s,并且s总是指向指针p所指向的结点的直接前驱,

结果返回s即是要查找的结点的前一个结点*/

{

stud *p,*s;

char *y;

p=h->link;

s=h;

while(p!=NULL)

{

y=p->name;

if(strcmp(y,x)==0)

return(s);

else

{

p=p->link;

s=s->link;

}

}

if(p==NULL)

printf("没有查找到该数据!");

}

void insert(stud *p) /*插入函数,在指针p后插入*/

{

charstuname[20];

stud *s; /*指针s是保存新结点地址的*/

if((s= (stud*) malloc(sizeof(stud)))==NULL)

{

printf("不能分配内存空间!");

exit(0);

}

printf("请输入你要插入的人的姓名:");

scanf("%s",stuname);

strcpy(s->name,stuname); /*把指针stuname所指向的数组元素拷贝给新结点的数据域*/

s->link=p->link; /*把新结点的链域指向原来p结点的后继结点*/

p->link=s;/*p结点的链域指向新结点*/

}

void del(stud *x,stud *y) /*删除函数,其中y为要删除的结点的指针,x为要删除的结点的前一个结点的指针*/

{

stud *s;

s=y;

x->link=y->link;

free(s);

}

void print(stud *h)

{

stud *p;

p=h->link;

printf("数据信息为:\n");

while(p!=NULL)

{

printf("%s \n",&*(p->name));

p=p->link;

}

}

void quit()

{

exit(0);

}

void menu(void)

{

system("cls");

printf("\t\t\t单链表C语言实现实例\n");

printf("\t\t|----------------|\n");

printf("\t\t| |\n");

printf("\t\t| [1]建立新表|\n");

printf("\t\t| [2]查找数据|\n");

printf("\t\t| [3]插入数据|\n");

printf("\t\t| [4]删除数据|\n");

printf("\t\t| [5]打印数据|\n");

printf("\t\t| [6]退出|\n");

printf("\t\t| |\n");

printf("\t\t|如未建立新表,请先建立!|\n");

printf("\t\t| |\n");

printf("\t\t|----------------|\n");

printf("\t\t请输入你的选项(1-6):");

}

main()

{

int choose;

stud*head,*searchpoint,*forepoint;

charfullname[20];

while(1)

{

menu();

scanf("%d",&choose);

switch(choose)

{

case 1:

head=creat(N);

break;

case 2:

printf("输入你所要查找的人的姓名:");

scanf("%s",fullname);

searchpoint=search(head,fullname);

printf("你所查找的人的姓名为:%s",*&searchpoint->name);

printf("\n按回车键回到主菜单。");

getchar();getchar();

break;

case 3:printf("输入你要在哪个人后面插入:");

scanf("%s",fullname);

searchpoint=search(head,fullname);

printf("你所查找的人的姓名为:%s",*&searchpoint->name);

insert(searchpoint);

print(head);

printf("\n按回车键回到主菜单。");

getchar();getchar();

break;

case 4:

print(head);

printf("\n输入你所要删除的人的姓名:");

scanf("%s",fullname);

searchpoint=search(head,fullname);

forepoint=search2(head,fullname);

del(forepoint,searchpoint);

break;

case 5:

print(head);

printf("\n按回车键回到主菜单。");

getchar();getchar();

break;

case6:quit();

break;

default:

printf("你输入了非法字符!按回车键回到主菜单。");

system("cls");

menu();

getchar();

}

}

}

第四部分、完整的学生信息管理系统

/*

*学生信息管理程序,

*管理学生的个人信息及各科成绩;

*/

#include

#include

#include

#include

typedef struct NodeNode;

//定义成绩信息节点

//分别为语文、数学、英语和总成绩;

struct Score

{

int chinese,math,english,sum;

};

//定义学生信息节点

//分别为姓名、班级、学号、成绩和指向下一个节点的指针

//定义了4个全局变量,头节点,和临时节点变量;

struct Node

{

char name[20],classs[20],number[20];

struct Score score;

struct Node* next;

}*head,*u,*p,*q;

//定义多个学生的学生个数及各科平均成绩优秀率及格率;

intn,C,M,E,Cj,Cy,Mj,My,Ej,Ey;

char num[20];

//进入菜单函数

void Welcome()

{

printf("\t\t      # # # # # # # # # # # # # # # ##\n");

printf("\t\t      #欢迎您使用学生成绩管理系统#\n");

printf("\t\t      #                              #\n");

printf("\t\t      #        1.读取文件#\n");

printf("\t\t      #                              #\n");

printf("\t\t      #        2.保存文件#\n");

printf("\t\t      #                              #\n");

printf("\t\t      #        3.添加学生成绩#\n");

printf("\t\t      #                              #\n");

printf("\t\t      #        4.修改学生成绩#\n");

printf("\t\t      #                              #\n");

printf("\t\t      #        5.删除学生成绩#\n");

printf("\t\t      #                              #\n");

printf("\t\t      #        6.查询个人成绩#\n");

printf("\t\t      #                              #\n");

printf("\t\t      #        7.查询本班成绩#\n");

printf("\t\t      #                              #\n");

printf("\t\t      #        8.查询全校成绩#\n");

printf("\t\t      #                              #\n");

printf("\t\t      #        9.退出管理系统#\n");

printf("\t\t      #                              #\n");

printf("\t\t      # # # # # # # # # # # # # # # ##\n\n");

printf("\t\t请输入指令:(1-9)");

}

//构造节点函数

Node* new_node(Node*uu)

{

uu = (Node*)malloc(sizeof(Node));

uu->next = NULL;

return uu;

}

//添加学生信息

void Add()

{

//新建一个节点;

u = new_node(u);

printf("\n请输入您要加入的学生的信息:\n");

printf("\n姓名: ");

scanf("%s",u->name);

printf("\n班级: ");

scanf("%s",u->classs);

printf("\n学号: ");

scanf("%s",u->number);

printf("\n语文、数学、英语成绩: ");

scanf("%d%d%d",&u->score.chinese,&u->score.math,&u->score.english);

//计算总成绩;

u->score.sum = u->score.chinese +u->score.math + u->score.english;

//采用头插法将新节点的尾指针指向第二个节点(掰开)

u->next = head->next;

//将新节点放在头节点后面;

head->next = u;

printf("\n--->添加成功!\n");

}

//根据学号修改信息

//和查找函数一样,依次从第二个节点开始遍历,如果找到这更新

void Mod()

{

n = 0;

printf("\n请输入您要修改的学号: ");

scanf("%s",num);

for(u = head; u != NULL;u =u->next)

{

if(strcmp(u->number,num) == 0)

{

n = 1;

printf("\n请输入新的语文、数学、英语成绩: ");

scanf("%d%d%d",&u->score.chinese,&u->score.math,&u->score.english);

u->score.sum =u->score.chinese + u->score.math + u->score.english;

printf("\n--->修改成功!\n");

break;

}

}

if(!n)

printf("\n--->没有这个学生的信息!\n");

}

//根据学号删除学生信息,

//从头节点开始遍历,如果找到这删除此节点;

void Del()

{

n = 0;

printf("\n请输入您要删除的学生的学号: ");

scanf("%s",num);

for(u = head; u != NULL;u =u->next)

{

if(strcmp(u->number,num) == 0)

{

n = 1;

p->next = u->next;

free(u);

printf("\n--->删除成功!\n");

break;

}

p = u;

}

if(!n)

printf("\n--->没有这个学生的信息!\n");

}

void Sort()

{

int i,j;

//记录学生总数;

n = 0;

for(u = head->next; u != NULL;u =u->next)

n++;

//采用冒泡法对各个节点按班级升序和总成绩降序排列

for(i=1;i<=n;i++)

{

u = head;

for(j=0;j

{

p = u->next;

q = p->next;

if(strcmp(p->classs,q->classs) > 0 ||strcmp(p->classs,q->classs) == 0 && p->score.sum score.sum)

{

u->next = q;

p->next = q->next;

q->next = p;

}

u = u->next;

}

}

}

//按学号查找某一学生成绩;

void Que_One()

{

//标志变量,记录是否查找成功;

n = 0;

printf("\n请输入您要查询的学生的学号: ");

scanf("%s",num);

//从第二个节点开始遍历,直到最后一个节点为止;

for(u = head->next; u != NULL;u =u->next)

{

//如果当前节点学号与要查找学号一致这输出此学生信息;

if(strcmp(u->number,num) == 0)

{

n = 1;

printf("\n");

puts("班级姓名语文数学英语总成绩");

printf("%-11s%-15s",u->classs,u->name);

printf("%-6d%-6d%-6d%-6d\n",u->score.chinese,u->score.math,u->score.english,u->score.sum);

break;

}

}

if(!n)

printf("\n--->没有这个学生的信息!\n");

}

void Analyze_Sco(Node*uu)

{

//对查找到的节点进行求各科平均成绩

//求优秀率及格率;

C += uu->score.chinese;

M += uu->score.math;

E += uu->score.english;

if(uu->score.chinese >= 60)

Cj++;

if(uu->score.chinese >= 90)

Cy++;

if(uu->score.math >= 60)

Mj++;

if(uu->score.math >= 90)

My++;

if(uu->score.english >= 60)

Ej++;

if(uu->score.english >= 90)

Ey++;

}

//打印各科平均成绩及格率优秀率

void Print_Sco()

{

printf("语文平均成绩: %-6.2f,及格率: %%%-6.2f ,优秀率:%%%-6.2f.\n\n",(float)C/n,(float)100*Cj/n,(float)100*Cy/n);

printf("数学平均成绩: %-6.2f,及格率: %%%-6.2f ,优秀率:%%%-6.2f.\n\n",(float)M/n,(float)100*Mj/n,(float)100*My/n);

printf("英语平均成绩: %-6.2f,及格率: %%%-6.2f ,优秀率:%%%-6.2f.\n\n",(float)E/n,(float)100*Ej/n,(float)100*Ey/n);

}

//查找某一班级所以学生的信息;

void Que_Cla()

{

//对链表节点排序;

Sort();

n = C = M = E = Cj = Cy = Mj = My = Ej = Ey= 0;

printf("\n请输入您要查询的班级: ");

scanf("%s",num);

printf("\n");

for(u = head->next; u != NULL;u =u->next)

{

//不是该班的学生则跳过;

if(strcmp(u->classs,num))

continue;

//如果是第一个学生则打印头信息

if(!n)

puts("学号姓名语文数学英语总成绩");

n++;

printf("%-11s%-15s",u->number,u->name);

printf("%-6d%-6d%-6d%-d\n",u->score.chinese,u->score.math,u->score.english,u->score.sum);

Analyze_Sco(u);

}

if(!n)

{

printf("没有这个班级的学生信息!\n");

return ;

}

//打印该班级学生的各个成绩的特征值;

printf("\n该班共有学生%d人.\n\n",n);

Print_Sco();

}

//打印全校所以学生的信息

//具体情况同打印班级学生信息;

void Que_All()

{

Sort();

n = C = M = E = Cj = Cy = Mj = My = Ej = Ey= 0;

printf("\n");

if(head->next == NULL)

{

printf("--->没有学生信息!\n");

return ;

}

puts("班级学号姓名语文数学英语总成绩");

for(u = head->next; u != NULL;u =u->next)

{

n++;

printf("%-12s%-12s%-15s",u->classs,u->number,u->name);

printf("%-6d%-6d%-6d%-d\n",u->score.chinese,u->score.math,u->score.english,u->score.sum);

Analyze_Sco(u);

}

printf("\n全校共有学生%d人.\n\n",n);

Print_Sco();

}

//保存文件;

void Save()

{

char c;

printf("\n确认保存?(Y/N): ");

scanf("%*c%c",&c);

if(c == 'N')

return ;

FILE *fp;

if((fp=fopen("C:\\data.txt","w"))==NULL)

{

printf("\n--->无法打开文件\n");

return ;

}

//写入数据表头信息;

fputs("班级学号姓名语文数学英语总成绩",fp);

if(head->next != NULL)

fputs("\n",fp);

//从头节点开始依次写入文件;

for(u = head->next; u != NULL;u =u->next)

{

fprintf(fp,"%-11s%-11s%-15s",u->classs,u->number,u->name);

fprintf(fp,"%-6d%-6d%-6d%-d",u->score.chinese,u->score.math,u->score.english,u->score.sum);

if(u->next != NULL)

fprintf(fp,"\n");

}

fclose(fp);

printf("\n--->成绩成功存入C:\\\\data.txt中\n");

}

//读取文件;

void Open()

{

printf("\n请把数据放到目录C:\\\\data.txt中,按任意键确认.\n");

getch();

FILE *fp;

//从c盘根目录下读取文件;

if((fp=fopen("C:\\data.txt","r"))==NULL)

{

printf("\n--->没有找到文件!\n");

return ;

}

char tmp[100];

//读取65个菜单头字符存入tem字符数组中;

fgets(tmp,66,fp);

//读到文件结尾处跳出循环;

while(!feof(fp))

{

u = new_node(u);

fscanf(fp,"%s%s%s",u->classs,u->number,u->name);

fscanf(fp,"%d%d%d%d",&u->score.chinese,&u->score.math,&u->score.english,&u->score.sum);

//头插法建立链表;

u->next = head->next;

head->next = u;

}

printf("\n--->成绩读入成功!\n");

fclose(fp);

}

//退出程序

void Exi()

{

char c;

printf("\n确定退出?(Y/N): ");

scanf("%*c%c",&c);

if(c == 'N')

return ;

//打印结束语;

system("cls");

printf("\n\n");

printf("\t\t\t     %c %c %c %c %c %c %c %c%c\n",4,4,4,4,4,4,4,4,4);

printf("\t\t\t     %c谢谢使用%c\n",4,4);

printf("\t\t\t     %c %c %c %c %c %c %c %c%c\n",4,4,4,4,4,4,4,4,4);

printf("\t\t\t                          Thankyou!\n\n\n");

exit(0);

}

int main()

{

//存储指令的变量

int orz;

//设置系统文本颜色

system("color 0B");

//新建一个学生信息头节点;

head = new_node(head);

while(1)

{

//显示菜单、

Welcome();

//接收用户命令、

scanf("%d",&orz);

//调用系统函数清屏;

system("cls");

switch(orz)

{

//根据指令进入相应菜单选项

case 1:Open();break;

case 2:Save();break;

case 3:Add();break;

case 4:Mod();break;

case 5:Del();break;

case 6:Que_One();break;

case 7:Que_Cla();break;

case 8:Que_All();break;

case 9:Exi();break;

default :printf("\n--->无效的指令!\n");

}

printf("\n");

//执行系统函数

system("pause");

system("cls");

}

return 0;

}

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