C Primer Plus（十七）
第十七章 C预处理器和C库
17.1 研究数据表示
先来研究一个实例，假设您想要写一个程序来输入您一年中看过的所有电影。下面来一个简单实现的程序
- #include<stdio.h>
- #define TSIZE 45 /* 存放片名的数组大小 */
- #define FMAX 5 /* 最多的影片数 */
- struct film{
- char title[TSIZE];
- int rating;
- };
- int main(void)
- {
- struct film movies[FMAX];
- int i=0;
- int j;
- puts("Enter first movie title: ");
- while(i<FMAX&&gets(movies[i].title)!=NULL&&movies[i].title[0]!='\0')
- {
- scanf("%d",&movies[i++].rating);
- while(getchar()!='\n')
- continue;
- puts("Enter next movie title(empty line to stop): ");
- }
- if(i==0)
- printf("No data entered. ");
- else
- printf("Here is the movie lise:\n");
- for(j=0;j<i;j++)
- printf("Movie: %s Rating: %d\n",movies[j].title,movies[j].rating);
- printf("Bye!\n");
- return 0;
- }
程序创建了一个结构数组，然后把用户输入的数据填充到这个数组中。直到数组满，或者到达文件结尾，或者用户在行首按下回车键，输入才会终止。
但是存在一些问题：
一、程序很可能会浪费大量空间，因为大多数电影的片名并没有40个字符。
二、每年5部电影的限制太严格了。
三、movies数组可能超过默认限制的内存大小。
这里的根本问题就是数据表示方法不太灵活。可以使用以下办法进行更改
struct film *movies;
int n;
printf("Enter the maxmimum\n");
scanf("%d",&n);
movies=(struct film *)malloc(n*sizeof(struct film));
通过使用malloc()，可以将确定元素个数的时间延迟到程序运行时，进行按需分配。
17.2 从数组到链表
上述办法又导致了一个新问题，有两种情况，调用malloc()函数1次，请求保存300个film结构的空间，和调用malloc()函数300次，每次请求保存1个film结构的空间。
第一种情况将分配一个连续的内存块，用以跟踪这些内容的只是一个指向struct film的指针变量，它指向块中的第一个结构。
第二种方法的问题是不能保证连续的malloc()调用产生相邻的内存块。这意味着这些结构不一定会被连续存储。
因此，需要存储300个指针，其中每个指针指向一个独立存储的结构，而不是存储一个指向有300个结构的块的指针。
一种解决方法是创建一个大的指针数组，并在分配新的结构时逐个地对这些指针赋值。但是，无用指针占用的空间仍然会被浪费，并且仍然有500个结构的限制。
有一种更好的方法，每次使用malloc()为新结构分配空间时，也为新指针分配空间。但是就要另一个指针来跟踪新分配的指针。
简而言之，需要这样来重新定义film结构：
#define TSIZE 45
struct film{
char title[TSIZE];
int rating;
struct film *next;
};
结构本身不能含有同类型的结构，但是它可以含有指向同类型结构的指针。
这样的定义是定义链表的一个基础。链表是一个列表，其中的每一项都包含描述何处能找到下一项的信息。
一个实例
- #include<stdio.h>
- #include<stdlib.h>
- #include<string.h>
- #define TSIZE 45
- struct film{
- char title[TSIZE];
- int rating;
- struct film *next;
- };
- int main(void)
- {
- struct film *head=NULL;
- struct film *prev,*current;
- char input[TSIZE];
- while(gets(input)!=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);
- scanf("%d",¤t->rating);
- while(getchar()!='\n')
- continue;
- prev=current;
- }
- current=head;
- while(current!=NULL)
- {
- printf("%s %d\n",current->title,current->rating);
- current=current->next;
- }
- current=head;
- while(current!=NULL)
- {
- free(current);
- current=current->next;
- }
- printf("Bye!\n");
- return 0;
- }
为什么不使用head来遍历整个列表，而是创建一个新指针current？因为使用head会改变它的值，这样程序将不再找到列表的开始处。
程序在终止时会自动释放由malloc()分配的内存，但最好是养成调用free()来释放由malloc()分配内存的习惯。
该程序还能进行改进。例如添加检查malloc()的返回值是否为NULL的代码。
17.3 抽象数据类型(ADT)
一个类型指定两类信息：一个属性集和一个操作集。
加上您想定义一个新的数据类型。
首先，您需要提供存储数据的方式，可能是通过设计一个结构。
第二，需要提供操作数据的方式。
计算机科学已经研究出一种定义新类型的成功方法。
1、为类型的属性和可对类型执行的操作提供一个抽象的描述。这个描述不应受任何特定实现的约束，这样一种正式的抽象描述被成为ADT。
2、开发一个实现该ADT的编程借口。即说明如何存储数据并猫鼠用于执行所需操作的函数集合。
3、编写代码来实现这个接口。
接口的设计应和ADT的描述尽可能密切地保持一致。因此应该用某种通用的Item类型来进行表达，而不是用诸如int或struct film之类的专用类型。
这样做的方法之一是使用C的typedef工具将Item定义为所需类型例如
#define TSIZE 45
struct film{
char title[TSIZE];
int rating；
};
typedfef struct film Item;
定义了Item之后，您需要决定如何存储这种类型的项目。这一步属于实现阶段，但是提前决定可以使例子更简单一些。
typedfef struct node
{
Item item;
struct node *next;
}Node;
typedef Node * List;
在链表的实现中，每一个链接被称为一个节点。每一个节点包哈形成列表内容的信息和指向下一个节点的指针。
最后为了管理链表，需要一个指向其开始处的指针，我们通过typedef使List成为指向Node类型的指针的名称。
如果编译器不支持C99布尔类型，可以在头文件中用enum bool{false,true};替换#include<stdbool.h>
