C语言的指针、链表的原理和各类操作的体会

一·对指针原理的理解
指针通常指向一片储存空间，而开辟的储存空间地址为指针的量.
1.指针与数组
数组开辟的是一段连续的内存空间，而指针则是单一特定内存地址，因此两者不可互相转换。
数组变量可以赋值给指针（即将数组第一个变量的地址赋予指针）。
2.动态内存分配与静态内存分配
（1）动态内存分配
根据程序的需要开辟空间，不需要预先分配，智能自动，可以根据需要增大或减小.
（2）静态内存分配
即预先分配好储存空间，缺点显而易见，需要预先知道数据的大小，修改数据的时候需要更改已经分配好的储存空间，浪费内存等。
（3）函数
void free(void *p)
3.单链表
next指针：指向前一个数据的地址的指针
链表中的数据是以结点来表示的，每个结点的构成：元素(数据元素的映象) + 指针(指示后继元素存储位置)，元素就是存储数据的存储单元，指针就是连接每个结点的地址数据。
头指针head和终端结点指针域的表示
单链表中每个结点的存储地址是存放在其前趋结点next域中，而开始结点无前趋，故应设头指针head指向开始结点。
需要注意的是链表由头指针唯一确定，单链表可以用头指针的名字来命名。
终端结点无后继，故终端结点的指针域为空，即NULL。
下面是学生信息管理程序的源代码

/*

*学生信息管理程序，
*管理学生的个人信息及各科成绩；
*/
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct Node Node;

//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；
int n,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<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 Thank you!\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;
}

体会：
程序通过使用指针以及链表完成了学生信息管理系统，实现了读取文件、保存文件、添加学生成绩、修改学生成绩、删除学生成绩、查询个人成绩、查询本班成绩、查询全校成绩、退出管理系统等多个功能。指针和链表的配合使用使得在使用较少的指针情况下实现了对于数据的多种处理。指针作为C语言中的难点确实不容易学习，尤其是在引用和取值方面很令人费解，如果想要完全弄清楚指针并不是一件容易的事情，需要反复的思考与理解。通过学习指针让我更加明白了地址的概念。今后在编写或者改动程序时会尝试使用指针这种方法。同时看到一个程序的严谨性，现在的我只能读懂这个程序，还无法将这个系统改成具有其他功能的完备程序。