第八章结构体和共用体

程序员文章站 2022-05-07 18:33:01

...

第一节结构体变量

第八章结构体和共用体

什么是结构体？

将多种数据类型结合构建在一起的数据类型称为结构体类型；需要多个数据类型来表示某一信息时，可以使用结构体。

例如学生李四和赵六参加比赛需要在网络上填写信息包含：存在不同的数据类型

name:lisi, age:23, sex:M, student_number:20193055;
name:zhaoliu, age:22, sex:M, student_number:20193091;

代码示例：

#include <stdio.h>
struct test
{
	char name[30];
	int age; 
	char sex;
	int student_number; 
};

int main()
{
	struct test lisi , zhaoliu;  

	printf("请输入学生的姓名 年龄 性别 学号:");
	scanf("%s %d %c %d",lisi.name,&lisi.age,&lisi.sex,&lisi.student_number);
	printf("参加比赛的学生有%s\t年龄：%d\t性别：%c\t学号：%d\n",lisi.name,lisi.age,lisi.sex,lisi.student_number);
	printf("请输入学生的姓名 年龄 性别 学号:");
	scanf("%s %d %c %d",zhaoliu.name,&zhaoliu.age,&zhaoliu.sex,&zhaoliu.student_number);
	printf("参加比赛的学生有%s\t年龄：%d\t性别：%c\t学号：%d\n",zhaoliu.name,zhaoliu.age,zhaoliu.sex,zhaoliu.student_number);
    return 0;
}

创建结构体类型：

结构体类型的创建方法：
```
struct 结构体名{
    类型名 成员表列1;
    类型名 成员表列2;
        ···
};
```
说明：
1. 创建结构体类型是指创建的数据类型；
2. 结构体名是指对应创建的数据类型名，例如之前学习的int型、float型，其中int和float是数据类型名；
3. 成员表列可以包含多个同类型及不同类型的数据，每个成员以;分隔。结构体的花括号{}之后有一个;
4. 成员也可以是另一个结构体类型。
代码示例：
```
struct score
{
	int shuxue;
	int yuwen;
	int zhengzhi;
	char tiyu;
};

struct test
{
	char name[30];
	int age; 
	char sex;
	int student_number; 
	struct score gaokao;
};
```

定义结构体变量

在没有定义结构体之前，系统不会分配存储空间。为了使用结构体变量，需要在使用之前进行定义。

先创建结构体类型，再定义。

在文件的开头创建好结构体类型，然后在函数中使用定义结构体变量。定义的方法为：

struct 结构体名 结构体变量名
//例如：
struct test lisi;

代码示例：

#include <stdio.h>
struct test
{
	char name[30];
	int age; 
	char sex;
	int student_number; 
};

int main()
{
	struct test lisi , zhaoliu;  

	printf("请输入学生的姓名 年龄 性别 学号:");
	scanf("%s %d %c %d",lisi.name,&lisi.age,&lisi.sex,&lisi.student_number);
	printf("参加比赛的学生有%s\t年龄：%d\t性别：%c\t学号：%d\n",lisi.name,lisi.age,lisi.sex,lisi.student_number);
	printf("请输入学生的姓名 年龄 性别 学号:");
	scanf("%s %d %c %d",zhaoliu.name,&zhaoliu.age,&zhaoliu.sex,&zhaoliu.student_number);
	printf("参加比赛的学生有%s\t年龄：%d\t性别：%c\t学号：%d\n",zhaoliu.name,zhaoliu.age,zhaoliu.sex,zhaoliu.student_number);
    return 0;
}

第八章结构体和共用体

在创建结构体类型的同时进行定义。

说明：结构体成员表名在结构体内唯一，但可以和其他变量名相同。

struct 结构体名 {
    类型名 成员表列1
    类型名 成员表列2
        ···
}变量名表列;

代码示例：

#include <stdio.h>
int main()
{
	struct test
	{
		char name[30];
		int age; 
		char sex;
		int student_number; 
	}lisi,zhaoliu;
	printf("请输入学生的姓名 年龄 性别 学号:");
	scanf("%s %d %c %d",lisi.name,&lisi.age,&lisi.sex,&lisi.student_number);
	printf("参加比赛的学生有%s\t年龄：%d\t性别：%c\t学号：%d\n",lisi.name,lisi.age,lisi.sex,lisi.student_number);
		
	printf("请输入学生的姓名 年龄 性别 学号:");
	scanf("%s %d %c %d",zhaoliu.name,&zhaoliu.age,&zhaoliu.sex,&zhaoliu.student_number);
	printf("参加比赛的学生有%s\t年龄：%d\t性别：%c\t学号：%d\n",zhaoliu.name,zhaoliu.age,zhaoliu.sex,zhaoliu.student_number);
    return 0;
}

不指定结构体名而直接定义。

struct {
    类型名 成员表列1
    类型名 成员表列2
        ···
}变量名表列;

代码示例：

#include <stdio.h>
int main()
{
	struct 
	{
		char name[30];
		int age; 
		char sex;
		int student_number; 
	}lisi,zhaoliu;

	printf("请输入学生的姓名 年龄 性别 学号:");
	scanf("%s %d %c %d",lisi.name,&lisi.age,&lisi.sex,&lisi.student_number);
	printf("参加比赛的学生有%s\t年龄：%d\t性别：%c\t学号：%d\n",lisi.name,lisi.age,lisi.sex,lisi.student_number);
		
	printf("请输入学生的姓名 年龄 性别 学号:");
	scanf("%s %d %c %d",zhaoliu.name,&zhaoliu.age,&zhaoliu.sex,&zhaoliu.student_number);
	printf("参加比赛的学生有%s\t年龄：%d\t性别：%c\t学号：%d\n",zhaoliu.name,zhaoliu.age,zhaoliu.sex,zhaoliu.student_number);
    return 0;
}

结构体变量的使用：
1. 使用结构体变量成员的方法：结构体变量名.成员名
2. 当成员又是一个结构体时，使用对应结构体的方法：结构体变量名.成员名.成员名
3. 当在输入.时，visual C++能自动识别出对应结构体中所包含的成员
4. 同类的结构体变量可以互相赋值，例如lisi = zhaoliu

第二节结构体数组

可以定义int、char、float等类型的数组；也可以为结构体定义数组，表示一次性开辟多个结构体空间。

结构体数组定义的方法：

创建的结构体类型之后，再定义结构体数组：结构体类型数组名[数组个数]

代码示例：

#include <stdio.h>
struct test
{
	char name[30];
	int age; 
	char sex;
	int student_number; 
};

int main()
{				
	struct test class_five[10];	//定义了一个test类型的结构体数组，数组名为class_five，包含10个结构体  
	return 0;
}

创建结构体类型的同时定义结构体数组：

struct 结构体名 {
    类型名 成员表列1
    类型名 成员表列2
        ···
}变量名表列;

代码示例：

#include <stdio.h>
int main()
{
	struct test
	{
		char name[30];
		int age; 
		char sex;
		int student_number; 
	}class_five[10]; //定义了一个test类型的结构体数组，数组名为class_five，包含10个结构体  
	return 0;
}

实例：投票系统，为无忧村选举1名村长，预备村长有张三、李四、王五，村中一共有10名村民

#include <string.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
	struct piaoshu
	{
		char name[3];
		int number; 
	}ybcz[3] = {"zs",0,"ls",0,"ww",0};  // ybcz[0].name = "zs",ybcz[0].number =0;ybcz[1].name = "ls",ybcz[0].number =0;ybcz[0].name = "ww",ybcz[0].number =0;
	int i,j ;
	char name[3];
	for(i = 0;i <10;i++)
	{
		printf("请投票：");
		scanf("%s",name);
		for(j = 0 ; j <3; j++)
			if(strcmp(ybcz[j].name, name) == 0) ybcz[j].number++;
	}
	for(i = 0;i<3;i++)
	printf("村名:%s\t的票数是:%d\n",ybcz[i].name,ybcz[i].number);
    return 0;
}

第三节结构体指针

什么是结构体指针？

一个结构体变量的起始地址就是结构体变量的指针。用一个指针变量存储结构体指针就是一个结构体指针变量。
```
struct 结构体名 {
    类型名 成员表列1;
    类型名 成员表列2;
    	···
}lisi;
```

指针指向结构体变量的使用

指向结构体成员的方法：

(*p).name
(*p).age
p -> name
p -> age
p -> student_number

其中*p表达指向对应地址的内容，(*p)加上括号是由于.的优先级高于*。

->表示指向运算符。

代码示例：

#include <string.h>
#include <stdio.h>
int main()
{	
	struct test
	{
		char name[30];
		int age; 
		char sex;
		int student_number; 
	}lisi ={"lisi",32,'M',20190305};

	struct test *p;
	p = &lisi;

	strcpy((*p).name,"caojiu");
	(*p).age = 28;
	printf("姓名：%s\t年龄：%d\t性别%d\t学号：%d\n",p->name, p->age,p->sex,p->student_number);
    return 0;
}

指针指向结构体数组

struct test {
    类型名 成员表列1;
    类型名 成员表列2;
    	···
}student[3];

第八章结构体和共用体

代码示例：

#include <stdio.h>
int main()
{	
	struct test
	{
		char name[30];
		int age; 
		char sex;
		int student_number; 
	}student[3];
	struct test *p;

	for(p = student;p< student+3; p++)
	{
		printf("请输入姓名 年龄 性别 学号:");
		scanf("%s %d %c %d",p->name,&(p->age),&(p->sex),&(p->student_number));
	}
	for(p = student;p< student+3;p++)
		printf("姓名：%s\t年龄：%d\t性别%d\t学号：%d\n",p->name, p->age,p->sex,p->student_number);
    return 0;
}

结构体与函数传递

结构体中的成员作为实参传递，和变量的使用方法一致；
结构体变量作为实参传递，由于形参接收实参时，也会在内存中开辟一个行同大小的空间，并且形参内容改变时，对应实参的内容不会被改变，因此这种传递方式不仅浪费空间，也不利于操作，一般不使用；
当结构体指针变量作为实参传递时，将指针地址赋值给形参。

代码示例:

#include <string.h>
#iunclude <stdio.h>
struct test
{
	char name[30];
	int age; 
	char sex;
	int student_number; 
};

void change_info(char name[30],struct test *q)
{
	printf("修改%s的信息\n",name);
	printf("修改为姓名 年龄 性别 学号:");
	scanf("%s %d %c %d",q->name,&(q->age),&(q->sex),&(q->student_number));
}

int main()
{
	struct test lisi, *p = &lisi;
	strcpy(lisi.name,"lisi");
	change_info(lisi.name,p );
	printf("姓名：%s\t年龄：%d\t性别%d\t学号：%d\n",p->name, p->age,p->sex,p->student_number);
    return 0;
}

第四节按需分配的空间

创建一个数据，在以前使用int、char、数组、结构体等来创建都是必须在使用之前给出固定的空间长度，但是大部分数据在使用之前是没有办法确定的，例如统计每天上网的网名，这一类的人数是一个动态的数据。

如何创建一个按需分配的空间？

链表可以实现存储空间动态分配的一种结构。它不是数据，而是通过代码人为的创建出一种空间动态分配方法。

第八章结构体和共用体

NULL表示指针的内容为空，void表示数据类型为空。

由一个“头指针”变量存放链表中的第一个表；
每一个表包含实际的数据和下一个表的地址；
每个表的存储地址都是由系统分配的不连续的存储空间。

代码示例：

struct test
{
	char name[30];
	int age; 
	int student_number;
	struct test *next;			//指向struct test类型数据的指针。
};

创建一个简单链表

第八章结构体和共用体

代码示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
struct test
{
	char name[30];
	int age; 
	int student_number;
	struct test *next;			//指向struct test类型数据的指针。
};
int main()
{
	struct test a,b,c, *head,*p;

	strcpy(a.name,"zhangsan");		//给各个结构体赋值
	a.age = 16;
	a.student_number = 1001;
	strcpy(b.name,"lisi");
	b.age = 19;
	b.student_number = 1102;
	strcpy(c.name,"wangwu");
	c.age = 18;
	c.student_number = 1009;

	head =&a;					//把3个结构体构建成链表
	a.next = &b;
	b.next = &c;
	c.next = NULL;
	p = head;
	while(p!= NULL)					//输出链表内容
	{
		printf("%d\n",p);
		printf("姓名:%s\t年龄:%d\t学号:%d\n",p->name,p->age,p->student_number);
		p = p->next;
	}
    return 0;
}

创建动态链表

第八章结构体和共用体

代码示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
struct test
{
	char name[30];
	int age; 
	int student_number;
	struct test *next;			//指向struct test类型数据的指针。
};
int main()
{
	struct test *head, *p1,*p2;
	int n = 0;
	
	p1 = p2 = malloc(sizeof(struct test));			//添加第一个表的内容
	printf("请输入姓名 年龄 学号:");
	scanf("%s %d %d",p1->name,&p1->age,&p1->student_number);
	head = NULL;
	while(p1->student_number > 0)
	{
		n = n+1;								//	n =3
		if(n == 1)	head = p1;						//创建链表
		else p2->next = p1;
		p2 = p1;
		p1 = malloc(sizeof(struct test));			//循环添加表的内容
		printf("请输入姓名 年龄 学号:");
		scanf("%s %d %d",p1->name,&p1->age,&p1->student_number);
	}
	p2->next = NULL;
													
	p1 = head;
	while(p1 != NULL)				//检查链表是否有内容，如果有内容就打印输出
	{
		printf("姓名:%s\t年龄:%d\t学号:%d\n",p1->name,p1->age,p1->student_number);
		p1 = p1->next;
	}
    return 0;
}

第五节共用体

什么是共用体？

多种不同的变量共用同一段内存的结构，称为共用体的结构。

第八章结构体和共用体

例如在内存中开辟了4个字节的空间，可以用来存储int、float、char型数据，构建一种数据类型，使得开辟的空间可以存放几种不同类型的数据，但在使用的一瞬间只能存放一个数据，而不是同时存放多个数据。

创建共用体类型：

union 共用体名 {
    类型名 成员表列1;
    类型名 成员表列2;
    	···
    类型名 成员表列n;
};

定义共用体变量的方法：

union 共用体名变量名

在定义之前已经创建好共用体类型时，结构体变量所占内存大小是成员中占内存最大的那个；

union 共用体名 {
    类型名 成员表列1;
    类型名 成员表列2;
    	···
    类型名 成员表列n;
}

代码示例：

#include <stdio.h>
union info
{
	int a;
	char b;
	float c;
};

int main()
{
	union info x;				//占内存4字节

	x.a = 100;
	printf("%d\t%c\t%f\n",x.a,x.b,x.c);
    return 0;
}

共用体变量的使用方法：

注：使用共用体之前需要定义。

例如：定义了共同体变量x

x.a 		//引用共用体变量中的整型变量a
x.b 		//引用共用体变量中的字符变量b
x.c 		//引用共用体变量中的浮点型变量c

说明：

1. 共用体初始化时，只能存储一个数据，不能同时存储多个数据；
2. 对共用体变量非同时的进行多次赋值在，则共用体变量中的数据是最近一次赋值的数据；
3. 共用体的成员都使用相同的地址；
4. 同类型的共用体变量可以相互赋值 `y = x;`

代码示例：

#include <stdio.h>
int main()
{
	union info
	{	int a;
		char b;
		float c;
	}x={100};				
	
	x.c = 3.14f;				
	x.b = 'y';										//ASCII码后部分是成员c遗留的

	printf("%d\t%c\t%f\n",x.a,x.b,x.c);
	printf("%d\t%d\t%d\n",&x.a,&x.b,&x.c);
    return 0;
}

实例：填写公司员工信息

#include <stdio.h>
struct	info		//一般配合struct，上节课的链表一般在处理大型数据的时候使用
{	char name[20];
	int age;
	char work;
	union
	{	int gzsc;
		char xueli[10];		
	}fen;
};

int main()
{
	struct info a[2];
	int i;
	for(i = 0; i <2; ++i)
	{
		printf("请填写入职信息：姓名 年龄 职务[c表示程序员，s表示设计师]\n");
		scanf("%s %d %c",a[i].name,&a[i].age,&a[i].work);
		if(a[i].work == 's')
		{	printf("请输入您工作时长：");
			scanf("%d",&a[i].fen.gzsc);		
		}
		else
		{	printf("请输入您的学历：");
			scanf("%s",a[i].fen.xueli);		
		}
	}
	for(i = 0; i <2 ; ++i)
	{
		if(a[i].work == 's') printf("姓名:%s\t年龄%d\t职务:%c\t工作时长:%d\n",a[i].name,a[i].age,a[i].work,a[i].fen.gzsc);
		else 	printf("姓名:%s\t年龄%d\t职务:%c\t学历:%s\n",a[i].name,a[i].age,a[i].work,a[i].fen.xueli);
	}
    return 0;
}

第六节枚举

如果一个变量只有几种可能的值，则可以使用枚举的方法定义数据类型。

什么是枚举

枚举是将一个变量所有可能的值一一列举出来，对应的值只能是列举出来的值中的一个，例如猜丁壳的游戏里面，只有石头剪刀布这三种。

如何构建枚举类型

enum 枚举类型名 {
    值1, 值2, ···, 值n
}
//enum cdk{shitou, jiandao, bu}

定义枚举变量
```
enum cdk a, b	//其中a和b分别为cdk类型的数据，且a,b的值只能是shitou, jiandao, bu
```
说明：枚举元素(shitou, jiandao, bu)都代表一个整数，元素值的默认顺序为0,1,2,3, ···,也可以人为修改元素值。

第七节替换类型名

可以使用typedef将已有的类型名进行替换。

typedef替换类型名的方式：按定义变量的方式，将变量名替换为需要的类型名，并在最开头写上typedef。

typedef int ii[100];			//int a[100];创建一个类型代表数组
typedef char cc[30];			//char s[30];
typedef char *zhi;			//char *p;
ii a;
cc s;
zhi p;

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第八章结构体和共用体

第一节结构体变量

第二节结构体数组

第三节结构体指针

第四节按需分配的空间

第五节共用体

第六节枚举

第七节替换类型名

数组与指针、变量、字符数组、结构体及其他总结

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C学习笔记（6）--- 共用体，位域深入

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第八章 结构体和共用体

第一节 结构体变量

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