2024-2025-1 20241401 《计算机基础与程序设计》 第十三周学习总结

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作业要求	第十三周作业

教材学习内容总结

《C语言程序设计》第12章

• 结构体的定义和使用：
  结构体类型的定义，以及结构体变量的创建和使用。结构体允许将不同数据类型的成员组合成一个整体，以便于管理和引用。
• 结构体变量的初始化：
  结构体变量的两种初始化方式，包括在创建时使用{}进行初始化，以及使用.操作符指定成员变量的值
• 结构体成员的引用：
  使用点运算符.访问结构体成员；在结构体嵌套时以级联方式访问数据。
• 结构体数组：
  结构体数组的定义和使用，即如何存储和操作一组结构体类型的数据。
• 指向结构体的指针：
  指向结构体的指针的定义，以及通过指针访问和操作结构体成员的方法。
• 结构体的嵌套定义：
  一个结构体的成员可以是另一个结构体，这种特性使得可以构建更复杂的数据类型。
• 动态数据结构和动态链表：
  动态链表的构建和操作，是数据结构基础的重要组成部分。

教材学习中的问题与解决过程

问题1：如何通过指针访问和修改结构体成员？
AI：通过指针访问和修改结构体成员是C语言中的一个重要概念。以下是如何操作的步骤：

1. 声明指向结构体的指针：
   首先，你需要有一个指向结构体的指针。这可以通过声明一个指针并将其初始化为一个结构体变量的地址来实现。

   Student *ptr;
   Student student = {"John Doe", 20, 89.5};
   ptr = &student; // ptr现在指向student
   

2. 通过指针访问结构体成员：
   使用箭头操作符（->）来访问指针指向的结构体的成员。

   printf("%s\n", ptr->name); // 打印student的name成员
   

3. 通过指针修改结构体成员：
   同样使用箭头操作符（->），你可以修改结构体成员的值。

   ptr->age = 21; // 将student的age成员修改为21
   ptr->score = 95.0; // 将student的score成员修改为95.0
   

4. 指针递增：
   如果你有一个结构体数组，你可以通过递增指针来遍历数组。

   Student students[3] = {{"John Doe", 20, 89.5},{"Jane Smith", 22, 92.0},{"Emily Johnson", 19, 88.0}
   };
   Student *ptr = students; // ptr指向数组的第一个元素
   for (int i = 0; i < 3; i++) {printf("Name: %s, Age: %d, Score: %.2f\n", ptr->name, ptr->age, ptr->score);ptr++; // 移动到下一个元素
   }
   

5. 指针和数组的关系：
   在结构体数组中，数组名本身就是指向数组第一个元素的指针。因此，你可以直接使用数组名作为指针来遍历数组。

   for (int i = 0; i < 3; i++) {printf("Name: %s, Age: %d, Score: %.2f\n", students[i].name, students[i].age, students[i].score);
   }
   

   或者使用指针：

   for (int i = 0; i < 3; i++) {printf("Name: %s, Age: %d, Score: %.2f\n", ptr[i].name, ptr[i].age, ptr[i].score);
   }
   

通过这些步骤，你可以有效地通过指针来访问和修改结构体成员。这是C语言中处理复杂数据结构的基础，也是理解更高级数据结构如链表、树等的关键。

问题2：如何使用malloc和free来动态分配和释放结构体？
AI：在C语言中，使用malloc和free函数来动态分配和释放内存是常见的做法，特别是当你需要在运行时决定数据结构的大小时。以下是如何使用malloc来动态分配结构体内存，以及使用free来释放这些内存的步骤：

• 使用malloc动态分配结构体

1. 包含头文件：
   要使用malloc和free，你需要包含stdlib.h头文件。

2. 分配内存：
   使用malloc函数分配结构体所需的内存。malloc的参数是所需内存的大小，返回值是指向分配内存的指针。

   Student *ptr = (Student *)malloc(sizeof(Student));
   

   这里，sizeof(Student)计算Student结构体的大小，malloc根据这个大小分配内存，并将这块内存的首地址返回。

3. 检查分配是否成功：
   malloc可能因为内存不足而失败，返回NULL。因此，检查返回值是很重要的。

   if (ptr == NULL) {fprintf(stderr, "Memory allocation failed.\n");exit(1); // 或者其他错误处理代码
   }
   

4. 初始化结构体：
   分配内存后，你可以初始化结构体成员。

   ptr->name = "John Doe";
   ptr->age = 20;
   ptr->score = 89.5;
   

• 使用free释放结构体

1. 释放内存：
   当你不再需要动态分配的内存时，使用free函数释放它。

   free(ptr);
   

   free的参数是指向之前malloc分配内存的指针。调用free后，指针不再指向有效的内存。
2. 设置指针为NULL：
   释放内存后，将指针设置为NULL是一个好习惯，这样可以避免悬空指针问题。

   ptr = NULL;
   

基于AI的学习

学习进度条

计划学习时间：20h
实际学习时间：20h