C primer plus 学习笔记第17章高级数据表示

第17章高级数据表示

17.1 研究数据表示

假设要编写一个程序，让用户输入一年内看过的电影，存储影片的信息。

可以使用结构储存电影，用结构数组存储多部电影。

但给数组分配空间时，会出现分配空间过大浪费或者分配空间过小不够用的问题。

使用动态内存(malloc)分配可以解决这个问题。

17.2 从数组到链表

struct file {

char title[TSIZE];

int rating;

struct film * next;

}

struct file *head;

链表看起来是一个特殊的结构，他包含自己的数据，还有下一个结构的地址. 另外有一个单独的head指针来标识开头地址。

用户输入时可以先给第一个结构分配内存空间，然后将他的next的地址赋值为NULL（空，因为现在他后面没有结构了）

在给第二个结构分配内存，然后将第一个结构的next指针指向第二个元素，将第二个元素的next设置为空......

具体用法见示例：

17.2.1 使用链表

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define TSIZE 45 //片名大小

struct film {
	char title[TSIZE];
	int rating;
	struct film * next; //指向链表的下一个结构
};

char * s_gets(char * st, int n);


int main(void)
{
	struct film * head = NULL;
	struct film * prev = NULL, *current = NULL;
	char input[TSIZE];

	puts("输入第一部电影的名字：");
	while (s_gets(input, TSIZE) != NULL && input[0] != '\0')
	{
		current = (struct film *) malloc(sizeof(struct film));
		if (head == NULL)
			head = current;
		else
			prev->next = current;
		current->next = NULL;
		strcpy(current->title, input);
		puts("输入评分<0-10>:");
		scanf("%d", &current->rating);
		while (getchar() != '\n')
			continue;
		puts("输入下一部电影名字(直接回车可退出）");
		prev = current;

	}
	//显示电影
	if (head == NULL)
		printf("无数据.");
	else
	{
		printf("电影列表如下：\n");
		current = head;
		while (current != NULL)
		{
			printf("电影:%s 评分:%d\n", current->title, current->rating);
			current = current->next;
		}
	}

	//释放内存
	current = head;
	while (head != NULL)  //此处和书不同，书上运行出错。我认为这里应该判断head是否NULL而不是current是否为NULL
	{
		current = head;
		head =head->next;

		free(current);
	}
	printf("BYE\n");

	return 0;
}

char * s_gets(char * st, int n)
{
	char * ret_val;
	char * find;
	ret_val = fgets(st, n, stdin);
	if (ret_val)
	{
		find = strchr(st, '\n');//查找换行符
		if (find)
			*find = '\0'; //将换行符换成'\0'
		else
			while (getchar() != '\n')  //处理输入行剩余的字符
				continue;
	}
	return ret_val;
}

17.3 抽象数据类型（ADT,abstract data tye）

用更系统的方法定义数据类型：

类型特指两类信息：属性和操作。 //容易想到C++的类

17.3.1 建立抽象

C primer plus 学习笔记第17章高级数据表示

17.3.2 建立接口

接口有两个部分：数据和操作

//下面是链表是具体实现

//list.h

#pragma once 
#include<stdbool.h>

/*特定程序的声明*/
#define TSIZE 45 //存储电影名的数组大小
struct film
{
	char title[TSIZE];
	int rating;
};


/*一般类型定义*/

typedef struct film Item;

typedef struct node
{
	Item item;
	struct node * next;
}Node;
typedef Node * List;

/*函数原型*/

/*操作：		初始化一个链表		*/
/*前提条件：	plist指向一个链表	*/
/*后置条件：	链表初始化为空		*/
void InitializeList(List * plist);

/*操作：		确定链表是否为空定义，plist指向一个已初始化的链表	*/
/*后置条件：	如果链表为空，返回ture；否则返回false				*/
bool ListIsEmpty(const List * plist);

/*操作：		确定链表是否已满，plist指向一个已初始化的链表		*/
/*后置条件：	如果链表已满，返回true；否则返回false				*/
bool ListIsFull(const List * plist);

/*操作：		确定链表中的项数，plist指向一个已初始化的链表		*/
/*后置条件：	返回链表中的项数									*/
unsigned int ListItemCount(const List *plist);

/*操作：		在链表的末尾添加项										*/
/*前提条件：	item是一个待添加至链表的项，plist指向一个已初始化的链表	*/
/*后置条件：	如果可以，执行添加操作，返回true；否则返回false			*/
bool AddItem(Item item, List * plist);

/*操作：		把函数作用于链表的每一项								*/
/*				plist指向一个已初始化的链表								*/
/*				pfun指向一个函数，该函数接受一个Item类型参数，无返回值	*/	
/*后置条件：	pfun指向的函数作用于链表的每一项一次					*/
void Traverse(const List*plist, void(*pfun)(Item item));

/*操作：		释放已分配的内存（如果有的话）							*/
/*				plist指向一个已初始化的链表								*/
/*后置条件：	释放为链表分配的内存，链表设置为空						*/
void EmptyTheList(List * plist);

//list.cpp

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include"list.h"

static void CopyToNode(Item item, Node * pnode);

void InitializeList(List * plist)
{
	*plist = NULL;
}

bool ListIsEmpty(const List * plist)
{
	if (*plist == NULL)
		return true;
	else
		return  false;
}

bool ListIsFull(const List * plist)
{
	Node * pt;
	bool full;
	pt = (Node *)malloc(sizeof(Node));
	if (pt == NULL)
		full = true;
	else
		full = false;
	free(pt);
	return full;
}

unsigned int ListItemCount(const List * plist)
{
	unsigned int count = 0;
	Node * pnode = *plist;
	while (pnode != NULL)
	{
		++count;
		pnode = pnode->next;
	}
	return count;
}

bool AddItem(Item item, List * plist)
{
	Node * pnew;
	Node * scan = *plist;
	pnew = (Node *)malloc(sizeof(Node));
	if (pnew == NULL)
		return false;
	CopyToNode(item, pnew);
	pnew->next = NULL;
	if (scan == NULL)
		*plist = pnew;
	else
	{
		while (scan->next != NULL)
			scan = scan->next;
		scan->next = pnew;
	}

	return true;
}

void Traverse(const List * plist, void(*pfun)(Item item)) 
{
	Node * pnode = *plist;
	while (pnode!= NULL)
	{
		(*pfun)(pnode->item);
		pnode = pnode->next;
	}
}

void EmptyTheList(List * plist)
{
	Node * psave;
	while (*plist != NULL)
	{
		psave = (*plist)->next;
		free(*plist);
		*plist = psave;
	}
}
static void CopyToNode(Item item, Node * pnode)
{
	pnode->item = item;
}

film3.c

/*film3.c						 */
/*与list.c一起编译				 */
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include"list.h"
void showMovies(Item item);
char * s_gets(char * st, int n);
int main(void)
{
	List movies;
	Item temp;
	/*初始化	*/
	InitializeList(&movies);
	if (ListIsFull(&movies))
	{
		fprintf(stderr, "无可用内存，告辞。\n");
		exit(1);
	}

	/*获取用户输入 并存储*/
	puts("输入第一个电影名称：");
	while (s_gets(temp.title, TSIZE) != NULL && temp.title[0] != '\0')
	{
		puts("输入你的评分<0-10>:");
		scanf("%d", &temp.rating);
		while (getchar() != '\n')
			continue;
		if (AddItem(temp, &movies) == false)
		{
			fprintf(stderr, "分配内存出错\n");
			break;
		}
		if (ListIsFull(&movies))
		{
			puts("列表满了.");
			break;
		}
		puts("输入下一步电影名称(回车结束程序)");
	}

	/*显示*/
	if (ListIsEmpty(&movies))
		printf("列表为空");
	else 
	{
		printf("Here is the movie list:\n");
		Traverse(&movies, showMovies);
	}
	printf("你输入了%d个电影\n", ListItemCount(&movies));

	/*清理*/
	EmptyTheList(&movies);
	printf("再见\n");

	return 0;
}

void showMovies(Item item)
{
	printf("Movie: %s Rating: %d\n", item.title, item.rating);
}

char * s_gets(char * st, int n)
{
	char * ret_val;
	char * find;
	ret_val = fgets(st, n, stdin);
	if (ret_val)
	{
		find = strchr(st, '\n');//查找换行符
		if (find)
			*find = '\0'; //将换行符换成'\0'
		else
			while (getchar() != '\n')  //处理输入行剩余的字符
				continue;
	}
	return ret_val;
}

第17章 高级数据表示

第17章高级数据表示