重学C语言之结构体

概念

结构体是一种构造类型，由若干个成员组成，成员可以是基本数据类型，或是另一个结构体

声明结构体

struct 结构体名
{
    成员列表
};

结构体名表示结构的类型名。

声明一个结构体表示创建一种新的类型名（自定义数据类型），然后用类型名定义变量。

struct product
{
    char name[10];
    char shape[10];
    char color[10];
    float price;
}

使用结构体定义变量有三种方式

第一种：声明结构体类型，再定义变量

struct product p1;
struct product p2;

p1和p2是结构体变量名，这两个变量具有相同的结构

类比：

   类型名             变量名
    int                 a;
     |                  |    
struct product          p;

struct product整体表示一种数据类型

定义结构体变量后，系统会为其分配内存单元

第二种：声明结构体类型时，同时定义变量(可以定义多个变量)

struct 结构体名
{
    成员列表
} 变量名列表;

example:

struct product
{
    char name[10];
    char shape[10];
    char color[10];
    float price;
} p1, p2;

第三种：直接定义结构体类型变量（匿名结构体，没有结构体名称）

struct
{
    成员列表
} 成员变量;

example：

struct
{
    char name[10];
    char shape[10];
    char color[10];
    float price;
} p1, p2;

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类型和变量时不同的：

• 只能对变量进行赋值操作，而不能对一个类型操作
• 类型不分配空间，只对变量分配空间

结构体成员也可以时结构体类型变量：

struct date
{
    int year;
    int month;
    int day;
};

struct student
{
    char name[20];
    char gender;
    int age;
    // 结构体类型变量
    struct date birthday;
};

---

结构体变量的引用

结构体变量名.成员名

example:

p1.name = "icebox";
p2.price = 2000;

如果成员本身又属于另一个结构体类型，需要使用多个成员运算符

struct student s;
s.birthday.year = 1986;
s.birthday.month = 11;
s.birthday.day = 6;

不仅可以对结构体变量成员的地址进行引用，还可以对结构体变量的地址进行引用

scanf("%d", &p1.price);
printf("%o", &p1); // 输出p1的首地址

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结构体类型的初始化

struct student
{
    char name[10];
    char gender;
    int grade;
} student = { "felix", "m", 4 };

注意：每一个数据要与结构体的成员列表的顺序一样。

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定义结构体数组

struct 结构体名
{
    成员列表
}数组名;

example:

struct student
{
    char name[20];
    int code;
    char gender;
    int grade;
} student[5];

这种方式是声明结构体类型的同时定义结构体数组。也可以先声明结构体类型，再定义变量

struct student student[5];

或直接定义结构体数组：

struct
{
    char name[20];
    int code;
    char gender;
    int grade;
} student[5];

以上定义了一个数组，其中元素为struct student类型的数据，每个数据中又有4个成员变量。看图：

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结构体数组的初始化

struct 结构体名
{
    成员列表
} 数组名 = {初始值列表};

example:

struct student
{
    char name[20];
    int code;
    char gender;
    int grade;
} student[5] = {
    {"关羽", 192829, 'm', 3},
    {"张飞", 82873, 'm', 2},
    {"赵云", 827348, 'm', 4},
    {"黄忠", 9238347, 'm', 4},
    {"刘备", 983784, 'm', 5}
};

为数组进行初始化时，最外层的大括号列出数组的元素，因为每个元素都是结构体类型，所以每个元素也使用大括号，其中包含每一个结构体成员数据。

定义结构体数组时，也可以先声明结构体类型，再定义结构体数组。

struct student student[5] = {
    {"关羽", 192829, 'm', 3},
    {"张飞", 82873, 'm', 2},
    {"赵云", 827348, 'm', 4},
    {"黄忠", 9238347, 'm', 4},
    {"刘备", 983784, 'm', 5}
};

结构体指针

一个指向变量的指针，表示变量所占用内存中的起始地址。如果一个指针指向结构体变量，则该指针指向的时结构体变量的起始地址。

定义结构体指针：

结构体类型 *指针名;

example:

// 指向struct student结构类型的pstudent指针变量
struct student *pstudent;

使用指向结构体变量的指针访问成员有两种方法：

第一种：使用点运算符引用结构体成员

// 一定要使用括号，因为点运算符的优先级最高
(*pstudent).成员名
// example
(*pstudent).code = 9837849;

第二种：使用指向运算符引用结构体成员

pstudent->成员名;
// example
pstudent->code = 393848;

如果student是结构体变量，pstudent是指向结构体变量的指针，以下三种效果是等价的：

student.成员名;
(*pstudent).成员名;
pstudent->成员名;

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指向结构体数组的指针

结构体指针变量不但可以指向一个结构体变量，还可以指向结构体数组，此时指针变量的值就是结构体数组的首地址。

结构体指针变量可以直接指向结构体数组中的元素，这时指针变量的值就是该结构体数组元素的首地址。

// 假设：struct student student[5];
struct student *pstudent;
// 指向数组的首地址
pstudent = student;

数组不使用下标时，表示数组的第一个元素的地址，所以指针指向数组的首地址。 如果想利用指针指向第3个元素，则在数组名后附加下标，然后在数组名前使用取地址符号&

pstudent = &student[2];

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结构体作为函数参数

使用结构体作为函数参数有3种形式：

• 使用结构体变量作为函数的参数
• 使用结构体变量的成员作为函数参数
• 使用指向结构体变量的指针作为函数的参数

第一种：使用结构体变量作为函数的参数
使用结构体变量的作为函数的实参时，采取的是"值传递"，会将结构体变量所占内存单元的内容全部顺序传递给形参，形参也必须是同类型的结构体变量

void display(struct student stu);

在形参位置使用结构体变量，但是函数调用期间，形参也要占用内存单元，这种传递方式在空间和时间上开销都比较大。

根据函数参数传值方式，如果在函数内部修改了变量中成员的值，则改变的值不会返回到主调函数中。

第二种：使用结构体变量的指针作为参数
在使用结构体变量作为函数的参数时，传值过程中空间和时间开销大，可以使用结构体变量的指针作为函数的参数进行传递。

在使用结构体变量的指针时，只是将结构体变量的首地址进行传递，并没有将变量的副本进行传递。

void display(struct student *stu);

因为这里传递的变量时地址，如果在函数中改变成员中的数据，那么返回主调函数时变量会发生改变。

#include <stdio.h>

struct student {
    char name[20];
    float score[30];
} student = { "刘备", 98.39f, 89.0, 93.5f };

void display(struct student *s) {
    printf("-------------以下是学生信息-------------\n");
    printf("姓名： %s\n", s->name);
    printf("数学成绩： %.2f\n", s->score[2]);
    // 修改了数组元素的值
    s->score[2] = 90.2f;
}

int main(int argc, char const *argv[]) {
    struct student *pstudent;
    pstudent = &student;
    display(pstudent);
    // 也可以直接传递结构体变量的地址作为参数
    // display(&student);
    
    // 主调函数中，结构体成员的值发生了改变
    printf("修改后的数学成绩： %.2f\n", pstudent->score[2]);
    return 0;
}