C語言的指針、鏈表的原理及學(xué)生管理系統(tǒng)
指針原理：
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指針就是指向一個(gè)特定內(nèi)存地址的一個(gè)變量。簡化了的內(nèi)存空間模型是按照從0到某一個(gè)數(shù)（比如1048575=1M-1）的一維線性空間，其中的每一個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)單元，即1個(gè)字節(jié)。指針有兩個(gè)屬性：指向性和偏移性。指向性指的是指針一定要有一個(gè)確定的指向，偏移性則是體現(xiàn)指針重要應(yīng)用的方面，即指針可以按程序員的要求向前或向后偏移。
指針的應(yīng)用往往與數(shù)組聯(lián)系在一起，為了方便說明問題，不妨從數(shù)組開始解釋指針的偏移。數(shù)組就是許多的變量，它的一個(gè)重要特征就是在內(nèi)存空間中連續(xù)地存放，而且是按下標(biāo)順序存放。比如我們定義一個(gè)有100個(gè)變量的一維整型數(shù)組，它一定從內(nèi)存的某一個(gè)存儲(chǔ)單元開始按數(shù)組下標(biāo)順序存放，連續(xù)占用100*4=400字節(jié)。當(dāng)我們定義一個(gè)數(shù)組時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)為它分配一個(gè)指針，這個(gè)指針指向數(shù)組的首地址。（在本文剩余部分的論述中，不加區(qū)分地使用“指向數(shù)組的首地址”與“指向數(shù)組的第一個(gè)元素”這兩種說法，事實(shí)上這兩種說法也是一致的。）
為了讓系統(tǒng)了解每一次指針偏移的單位，也為了方便程序員進(jìn)行指針偏移（讓程序員記住一個(gè)×××變量占用4字節(jié)，一個(gè)字符型變量占用1字節(jié)等等是很麻煩的），不用每次去計(jì)算要偏移多少個(gè)字節(jié)，C語言引入了指針的基類型的概念?；愋偷淖饔镁褪亲屜到y(tǒng)了解某個(gè)指針每次偏移的字節(jié)數(shù)。比如，對(duì)于一個(gè)字符型指針，它每次偏移（比如ptr=ptr+1）所起到的作用就是讓指針偏移1字節(jié)；而對(duì)于一個(gè)整型指針，它每次偏移就應(yīng)該是4字節(jié)。這樣操作數(shù)組時(shí)就帶來了方便。比如對(duì)于一個(gè)指向某個(gè)整型數(shù)組起始存儲(chǔ)單元（稱為首地址）的指針ptr，ptr=ptr+1就表示將該指針指向這個(gè)數(shù)組的下一個(gè)元素的存儲(chǔ)單元，即向后移動(dòng)4字節(jié)，而不僅僅是移動(dòng)一個(gè)存儲(chǔ)單元（即移動(dòng)1字節(jié)）。
&()、*()、和[ ]運(yùn)算符的意義
在本文中，將&()、*()和[ ]都看成是運(yùn)算符。這樣可以方便理解這三個(gè)概念。簡單地說，&()將某個(gè)標(biāo)識(shí)符（比如變量）轉(zhuǎn)化為其在內(nèi)存空間中的地址，而*()是產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)于某個(gè)地址的標(biāo)識(shí)符，[ ]就更復(fù)雜一點(diǎn)，ptr[i]表示將ptr這個(gè)指針虛擬地按其基類型進(jìn)行i個(gè)單位的后移，再進(jìn)行*(ptr)運(yùn)算。但這是一個(gè)虛擬的后移，即ptr[i]并不改變ptr的指向，只是將其后移i個(gè)單位并取*()運(yùn)算的結(jié)果算出來了而已。要改變指針的指向，我們只能通過類似于ptr=ptr+i這樣的語句來實(shí)現(xiàn)。
實(shí)際中，我們往往不愿意經(jīng)常改變指針的指向，因?yàn)橹羔樀囊苿?dòng)雖然是自由的，但移動(dòng)后往往會(huì)“移不回來”，因?yàn)槲覀兛赡軣o法清楚地確定指針的偏移量。后面我們將看到，對(duì)于用指針來表示的數(shù)組，其元素的引用和賦值是完全可以不用改變指向這個(gè)數(shù)組的首地址的指針指向的，而一旦要改變這個(gè)指針的指向，問題就會(huì)變得復(fù)雜一些。
指針類型和系統(tǒng)自動(dòng)分配的指針
指針可以指向幾乎所有我們感興趣的程序設(shè)計(jì)要素：函數(shù)、數(shù)組、結(jié)構(gòu)體、鏈表節(jié)點(diǎn)等等。其中不同函數(shù)間往往并不存在嚴(yán)格的線性關(guān)系。鏈表節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)算法需要在邏輯上（或物理上）不按線性連續(xù)存儲(chǔ)。但數(shù)組、結(jié)構(gòu)體的共同特征就是它們?cè)谖锢砩隙际蔷€性連續(xù)存儲(chǔ)的。只要指針指向了它們的首地址，就可以通過簡單的偏移來訪問各個(gè)它們的元素。指針的偏移性在這兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。這時(shí)，我們?cè)倩叵牖愋偷亩x目的，就會(huì)有更深層次的認(rèn)識(shí)了。對(duì)于一個(gè)數(shù)組或結(jié)構(gòu)體，它的基類型長度應(yīng)當(dāng)是其元素的長度（這里的長度即指在內(nèi)存空間中占用的字節(jié)數(shù)），而不再限于定義為某種簡單數(shù)據(jù)類型的長度。
在我們定義數(shù)組和函數(shù)時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)為其自動(dòng)分配一個(gè)指向其首地址的指針。其中，指針在數(shù)組中的應(yīng)用是最頻繁的，也是最基礎(chǔ)的。對(duì)于一個(gè)數(shù)組，其名稱就是一個(gè)指針變量，亦即假如我們定義“int a[10];”的同時(shí)就定義了“int *a=a;”（這只是為了說明問題，這樣的語句顯然是不合法的）。
數(shù)組應(yīng)用中典型的二級(jí)指針
設(shè)定一個(gè)指向指針的指針，即設(shè)定一個(gè)二級(jí)指針。一般認(rèn)為，指針不宜超過二級(jí)，否則會(huì)大大增加邏輯錯(cuò)誤出現(xiàn)的可能性。
鏈表原理：
舉個(gè)例子，跳馬，依下圖將每一步跳馬之后的位置之后的位置（x，y）放到一個(gè)“結(jié)點(diǎn)”里，再用“鏈子穿起來”，形成一條鏈，相鄰兩結(jié)點(diǎn)間用一個(gè)指針將兩者連到一起。
為了表示這種既有數(shù)據(jù)又有指針的情況，引入結(jié)構(gòu)這種數(shù)據(jù)類型。
依上圖有7個(gè)結(jié)點(diǎn)。
用指針處理鏈表
鏈表是程序設(shè)計(jì)中一種重要的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是動(dòng)態(tài)地進(jìn)行存儲(chǔ)分配的一種結(jié)構(gòu)。
動(dòng)態(tài)性體現(xiàn)為：
鏈表中的元素個(gè)數(shù)可以根據(jù)需要增加和減少，不像數(shù)組，在聲明之后就固定不變；
元素的位置可以變化，即可以從某個(gè)位置刪除，然后在插入到一個(gè)新的地方；
結(jié)點(diǎn)里的指針是存放下一個(gè)結(jié)點(diǎn)的地址
鏈表中的元素稱為“結(jié)點(diǎn)”，每個(gè)結(jié)點(diǎn)包括兩個(gè)域：數(shù)據(jù)域和指針域；
單向鏈表通常由一個(gè)頭指針（head），用于指向鏈表頭；
單向鏈表有一個(gè)結(jié)尾點(diǎn)，該結(jié)點(diǎn)的指針部分指向一個(gè)空結(jié)點(diǎn)（NULL）。
學(xué)生信息管理系統(tǒng)代碼：
/*
*學(xué)生信息管理程序，
*管理學(xué)生的個(gè)人信息及各科成績；
*/
#include<stdio.h>
#include<conio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
typedef struct NodeNode;
//定義成績信息節(jié)點(diǎn)
//分別為語文、數(shù)學(xué)、英語和總成績；
struct Score
{
int chinese,math,english,sum;
};
//定義學(xué)生信息節(jié)點(diǎn)
//分別為姓名、班級(jí)、學(xué)號(hào)、成績和指向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針
//定義了4個(gè)全局變量，頭節(jié)點(diǎn)，和臨時(shí)節(jié)點(diǎn)變量；
struct Node
{
char name[20],classs[20],number[20];
struct Score score;
struct Node* next;
}*head,*u,*p,*q;
//定義多個(gè)學(xué)生的學(xué)生個(gè)數(shù)及各科平均成績優(yōu)秀率及格率；
intn,C,M,E,Cj,Cy,Mj,My,Ej,Ey;
char num[20];
//進(jìn)入菜單函數(shù)
void Welcome()
{
printf("\t\t # # # # # # # # # # # # # # # ##\n");
printf("\t\t # 歡迎您使用學(xué)生成績管理系統(tǒng) #\n");
printf("\t\t # #\n");
printf("\t\t # 1.讀取文件 #\n");
printf("\t\t # #\n");
printf("\t\t # 2.保存文件 #\n");
printf("\t\t # #\n");
printf("\t\t # 3.添加學(xué)生成績 #\n");
printf("\t\t # #\n");
printf("\t\t # 4.修改學(xué)生成績 #\n");
printf("\t\t # #\n");
printf("\t\t # 5.刪除學(xué)生成績 #\n");
printf("\t\t # #\n");
printf("\t\t # 6.查詢個(gè)人成績 #\n");
printf("\t\t # #\n");
printf("\t\t # 7.查詢本班成績 #\n");
printf("\t\t # #\n");
printf("\t\t # 8.查詢?nèi)３煽?nbsp; #\n");
printf("\t\t # #\n");
printf("\t\t # 9.退出管理系統(tǒng) #\n");
printf("\t\t # #\n");
printf("\t\t # # # # # # # # # # # # # # # ##\n\n");
printf("\t\t 請(qǐng)輸入指令:(1-9)");
}
//構(gòu)造節(jié)點(diǎn)函數(shù)
Node* new_node(Node*uu)
{
uu = (Node*)malloc(sizeof(Node));
uu->next = NULL;
return uu;
}
//添加學(xué)生信息
void Add()
{
//新建一個(gè)節(jié)點(diǎn)；
u = new_node(u);
printf("\n請(qǐng)輸入您要加入的學(xué)生的信息:\n");
printf("\n姓名: ");
scanf("%s",u->name);
printf("\n班級(jí): ");
scanf("%s",u->classs);
printf("\n學(xué)號(hào): ");
scanf("%s",u->number);
printf("\n語文、數(shù)學(xué)、英語成績: ");
scanf("%d%d%d",&u->score.chinese,&u->score.math,&u->score.english);
//計(jì)算總成績；
u->score.sum = u->score.chinese +u->score.math + u->score.english;
//采用頭插法將新節(jié)點(diǎn)的尾指針指向第二個(gè)節(jié)點(diǎn)(掰開）
u->next = head->next;
//將新節(jié)點(diǎn)放在頭節(jié)點(diǎn)后面；
head->next = u;
printf("\n--->添加成功!\n");
}
//根據(jù)學(xué)號(hào)修改信息
//和查找函數(shù)一樣，依次從第二個(gè)節(jié)點(diǎn)開始遍歷，如果找到這更新
void Mod()
{
n = 0;
printf("\n請(qǐng)輸入您要修改的學(xué)號(hào): ");
scanf("%s",num);
for(u = head; u != NULL;u =u->next)
{
if(strcmp(u->number,num) == 0)
{
n = 1;
printf("\n請(qǐng)輸入新的語文、數(shù)學(xué)、英語成績: ");
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--->沒有這個(gè)學(xué)生的信息!\n");
}
//根據(jù)學(xué)號(hào)刪除學(xué)生信息，
//從頭節(jié)點(diǎn)開始遍歷，如果找到這刪除此節(jié)點(diǎn)；
void Del()
{
n = 0;
printf("\n請(qǐng)輸入您要?jiǎng)h除的學(xué)生的學(xué)號(hào): ");
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--->刪除成功!\n");
break;
}
p = u;
}
if(!n)
printf("\n--->沒有這個(gè)學(xué)生的信息!\n");
}
void Sort()
{
int i,j;
//記錄學(xué)生總數(shù)；
n = 0;
for(u = head->next; u != NULL;u =u->next)
n++;
//采用冒泡法對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)按班級(jí)升序和總成績降序排列
for(i=1;i<=n;i++)
{
u = head;
for(j=0;j<n-i;j++)
{
p = u->next;
q = p->next;
if(strcmp(p->classs,q->classs) > 0 ||strcmp(p->classs,q->classs) == 0 && p->score.sum <q->score.sum)
{
u->next = q;
p->next = q->next;
q->next = p;
}
u = u->next;
}
}
}
//按學(xué)號(hào)查找某一學(xué)生成績；
void Que_One()
{
//標(biāo)志變量，記錄是否查找成功；
n = 0;
printf("\n請(qǐng)輸入您要查詢的學(xué)生的學(xué)號(hào): ");
scanf("%s",num);
//從第二個(gè)節(jié)點(diǎn)開始遍歷，直到最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)為止；
for(u = head->next; u != NULL;u =u->next)
{
//如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)學(xué)號(hào)與要查找學(xué)號(hào)一致這輸出此學(xué)生信息；
if(strcmp(u->number,num) == 0)
{
n = 1;
printf("\n");
puts("班級(jí) 姓名 語文 數(shù)學(xué) 英語總成績");
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--->沒有這個(gè)學(xué)生的信息!\n");
}
void Analyze_Sco(Node*uu)
{
//對(duì)查找到的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行求各科平均成績
//求優(yōu)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++;
}
//打印各科平均成績及格率優(yōu)秀率
void Print_Sco()
{
printf("語文平均成績: %-6.2f, 及格率: %%%-6.2f , 優(yōu)秀率:%%%-6.2f.\n\n",(float)C/n,(float)100*Cj/n,(float)100*Cy/n);
printf("數(shù)學(xué)平均成績: %-6.2f, 及格率: %%%-6.2f , 優(yōu)秀率:%%%-6.2f.\n\n",(float)M/n,(float)100*Mj/n,(float)100*My/n);
printf("英語平均成績: %-6.2f, 及格率: %%%-6.2f , 優(yōu)秀率:%%%-6.2f.\n\n",(float)E/n,(float)100*Ej/n,(float)100*Ey/n);
}
//查找某一班級(jí)所以學(xué)生的信息；
void Que_Cla()
{
//對(duì)鏈表節(jié)點(diǎn)排序；
Sort();
n = C = M = E = Cj = Cy = Mj = My = Ej = Ey= 0;
printf("\n請(qǐng)輸入您要查詢的班級(jí): ");
scanf("%s",num);
printf("\n");
for(u = head->next; u != NULL;u =u->next)
{
//不是該班的學(xué)生則跳過；
if(strcmp(u->classs,num))
continue;
//如果是第一個(gè)學(xué)生則打印頭信息
if(!n)
puts("學(xué)號(hào) 姓名 語文 數(shù)學(xué) 英語總成績");
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("沒有這個(gè)班級(jí)的學(xué)生信息!\n");
return ;
}
//打印該班級(jí)學(xué)生的各個(gè)成績的特征值；
printf("\n該班共有學(xué)生 %d 人.\n\n",n);
Print_Sco();
}
//打印全校所以學(xué)生的信息
//具體情況同打印班級(jí)學(xué)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("--->沒有學(xué)生信息!\n");
return ;
}
puts("班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 語文 數(shù)學(xué) 英語總成績");
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全校共有學(xué)生 %d 人.\n\n",n);
Print_Sco();
}
//保存文件；
void Save()
{
char c;
printf("\n確認(rèn)保存？(Y/N): ");
scanf("%*c%c",&c);
if(c == 'N')
return ;
FILE *fp;
if((fp=fopen("C:\\data.txt","w"))==NULL)
{
printf("\n--->無法打開文件\n");
return ;
}
//寫入數(shù)據(jù)表頭信息；
fputs("班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 語文 數(shù)學(xué) 英語總成績",fp);
if(head->next != NULL)
fputs("\n",fp);
//從頭節(jié)點(diǎn)開始依次寫入文件；
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--->成績成功存入C:\\\\data.txt中\(zhòng)n");
}
//讀取文件；
void Open()
{
printf("\n請(qǐng)把數(shù)據(jù)放到目錄C:\\\\data.txt中,按任意鍵確認(rèn).\n");
getch();
FILE *fp;
//從c盤根目錄下讀取文件；
if((fp=fopen("C:\\data.txt","r"))==NULL)
{
printf("\n--->沒有找到文件!\n");
return ;
}
char tmp[100];
//讀取65個(gè)菜單頭字符存入tem字符數(shù)組中；
fgets(tmp,66,fp);
//讀到文件結(jié)尾處跳出循環(huán)；
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);
//頭插法建立鏈表；
u->next = head->next;
head->next = u;
}
printf("\n--->成績讀入成功!\n");
fclose(fp);
}
//退出程序
void Exi()
{
char c;
printf("\n確定退出？(Y/N): ");
scanf("%*c%c",&c);
if(c == 'N')
return ;
//打印結(jié)束語；
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 謝謝使用%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()
{
//存儲(chǔ)指令的變量
int orz;
//設(shè)置系統(tǒng)文本顏色
system("color 0B");
//新建一個(gè)學(xué)生信息頭節(jié)點(diǎn)；
head = new_node(head);
while(1)
{
//顯示菜單、
Welcome();
//接收用戶命令、
scanf("%d",&orz);
//調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)清屏；
system("cls");
switch(orz)
{
//根據(jù)指令進(jìn)入相應(yīng)菜單選項(xiàng)
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--->無效的指令!\n");
}
printf("\n");
//執(zhí)行系統(tǒng)函數(shù)
system("pause");
system("cls");
}
return 0;
}
新聞名稱：C語言的指針、鏈表的原理及學(xué)生管理系統(tǒng)
文章源于：http://jinyejixie.com/article0/jjigoo.html
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