智能程序设计（C语言）

struct {
  int number;
  char name[NAME_LEN+1];
  int on_hand;
} part1, part2;

结构体与数组的特性不同.

• 结构体的元素(成员)不需要具有相同的类型.

• 成员有名字——访问时写名字, 不写位置。

在某些语言中, 结构体称为记录, 成员称为字段.

一个零件有编号、名字、库存量——数组只能存同类型, 拆成三个数组就互不关联了。结构体把一件事物的信息打包在一起:

声明两个结构体变量, 存仓库里零件的信息:

• 数组是一段连续内存——结构体内部同样是"一段连续内存, 成员依次排开"

• 这也解释了结构体为什么能整体赋值 (把整段内存复制过去)

struct {
  int number;
  char name[NAME_LEN+1];
  int on_hand;
} part1, part2;

struct {
  char name[NAME_LEN+1];
  int number;
  char sex;
} employee1, employee2;

struct {
 int number;
 char name[NAME_LEN+1];
 int on_hand;
} part1 = {528, "Disk drive", 10},
  part2 = {914, "Printer cable", 5};

printf("Part number: %d\n", part1.number);
printf("Part name: %s\n", part1.name);
printf("Quantity on hand: %d\n", part1.on_hand);

part1.number = 258;     
 /* changes part1's part number */
part1.on_hand++;
 /* increments part1's quantity on hand */

scanf("%d", &part1.on_hand);

struct part {
  int number;
  char name[NAME_LEN+1];
  int on_hand;
};

struct part {
 int number;
 char name[NAME_LEN+1];
 int on_hand;
} part1, part2;

struct part part1 = {528, "Disk drive", 10};
struct part part2;
part2 = part1; /* legal; both parts have the same type */

int s;   /* s will store a suit */
…
s = 2;   /* 2 represents "hearts" */

#define SUIT     int
#define CLUBS    0
#define DIAMONDS 1
#define HEARTS   2
#define SPADES   3

在许多程序中, 我们需要只有少量有意义的值的变量.

存扑克牌花色的变量只该有 4 种值: 梅花、方片、红心、黑桃。

可以把花色声明成整数, 用一组编码表示四种花色:

这样做的问题:

• 读代码的人看不出 s 只有 4 种可能值。

• 2 的意义不明确.

用宏给花色"类型"和四个名字——思路可行, 但还有更好的办法:

SUIT s;
…
s = HEARTS;

上一个示例的改进版本:

但宏的问题:

• 没有指出宏表示具有相同"类型"的值.

• 如果可能值的数量很多, 那么为每个值定义一个宏是很麻烦的.

• 预处理器会删除名称 CLUBS、DIAMONDS、HEARTS 和 SPADES, 因此它们在调试期间将不可用.

C 提供了一种特殊类型, 专为具有少量可能值的变量而设计.

枚举类型是其值由程序员列出("枚举")的类型.

每个值都必须有一个名称(枚举常量).

在系统内部, C 将枚举变量和常量视为整数: 默认从 0 开始, 依次加 1——花色枚举中 CLUBS、DIAMONDS、HEARTS、SPADES 分别为 0、1、2、3.

• 可为枚举常量指定任意整数值, 不必按顺序; 两个常量取相同值也合法.

• 未指定值时, 比前一个常量大 1; 第一个默认为 0.

EGA_colors 中: BLACK 为 0, LT_GRAY 为 7, DK_GRAY 为 8, WHITE 为 15.

枚举值可与普通整数混合——s 被视为整型变量, 枚举常量就是整数 0、1、2、3 的名称:

i = DIAMONDS; (i 为 1) → s = 0; (CLUBS) → s++; (DIAMONDS) → i = s + 2; (i 为 3).

const int n = 10;
const int tax_brackets[] =
  {750, 2250, 3750, 5250, 7000};

const int n = 10;
static int a[n]; /*** 错误的: 静态数组长度必须是常量表达式 ***/

类型限定符: const (只读) 与 volatile (少见); C99 还有 restrict (只用于指针). 例子:

把对象声明成 const 的好处:

• const 是一种文档（自说明）.

• 允许编译器检查对象的值是否未更改.

• 提醒编译器对象可以存储在ROM(只读存储器)中.

const 与 #define 不同: 宏只做文本替换（没有类型、没有作用域，调试器中不可见）；const 对象有类型、有作用域、有地址，但不是常量表达式，不能用作 static 数组长度等场合。

函数可以有结构体类型的参数和返回值.

• print_part: 调用时把 part1 的所有成员复制给形参 p.

• build_part: 构造并返回 struct part; 返回时同样复制所有成员.

• 结构体很大时复制开销大, 可以改用指向结构体的指针来代替结构体本身.

• 通过指针访问成员要用 -> 运算符; 之前见过指针作参数/返回值 (swap、max_min), 用法完全一样, 后面讲链表时细讲.

struct person_name {
  char first[FIRST_NAME_LEN+1];
  char middle_initial;
  char last[LAST_NAME_LEN+1];
};

struct student {
  struct person_name name;
  int id, age;
  char sex;
} student1, student2;

struct dialing_code {
  char *country;
  int code;
};

const struct dialing_code country_codes[] =
  { {"Argentina",            54}, {"Bangladesh",      880},
   {"Brazil",               55}, {"Burma (Myanmar)",  95},
   {"China",                86}, {"Colombia",         57},
   {"Congo, Dem. Rep. of", 243}, {"Egypt",            20},
   {"Ethiopia",            251}, {"France",           33},
   {"Germany",              49}, {"India",            91},
   {"Indonesia",            62}, {"Iran",             98},
   {"Italy",                39}, {"Japan",            81},
   {"Mexico",               52}, {"Nigeria",         234},
   {"Pakistan",             92}, {"Philippines",      63},
   {"Poland",               48}, {"Russia",            7},
   {"South Africa",         27}, {"South Korea",      82},
   {"Spain",                34}, {"Sudan",           249},
   {"Thailand",             66}, {"Turkey",           90},
   {"Ukraine",             380}, {"United Kingdom",   44},
   {"United States",         1}, {"Vietnam",          84} };

初始化结构体数组的方式与初始化多维数组的方式大致相同.

每个结构体都有自己的大括号括起来的初始化式; 数组的初始化式将另一组大括号包裹在结构体初始化式的外围.

初始化结构体数组的一个原因是它包含在程序执行期间不会改变的信息.

示例: 存储拨打国际电话时使用的国家/地区代码的数组.

数组的元素将是存储国家名称及其代码的结构体:

每个结构体值两边的内层大括号是可选的.

从 inventory.c 的框架开始写: 程序演示嵌套数组与结构体的实战——零件存在结构体数组中, 每个结构体含零件号、名称、数量.

支持的操作: 插入 (i)、搜索 (s)、更新 (u)、打印 (p)、退出 (q).

结构体存进 inventory 数组, num_parts 跟踪当前零件数.

• 主循环: 读操作码 → switch 分发到 insert/search/update/print; q 退出.

• 代码结构: struct part 定义 → 各操作函数 → main 主循环.

1. find_part: 按零件号查找, 返回数组下标; 找不到返回 -1.
2. insert: 先判重、再判满, 然后读入 number、name、on_hand, num_parts++.
3. search: 读零件号, 找到则打印名称与数量, 否则输出 Part not found.
4. update: 读零件号与增减量, 找到则 on_hand += change, 否则输出 Part not found.
5. print: 打印表头, 再逐行打印每个零件的编号、名称、数量.

样例操作序列:

i 528 Disk_drive 10
s 528
u 528 -2
p
q

提示: 插入前先调用 find_part 判重, 再检查 num_parts == MAX_PARTS.