c语言之结构

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2023-01-10 10:15 98阅读 0赞

### 目录 ###

*  1.为什么使用结构
 *  2.结构的定义
 *  3.结构变量的初始化
 *  4.使用typedef定义结构类型
 *  5.访问结构成员
 *  6.结构指针
 *  7.结构数组

# 1.为什么使用结构 #

c语言不是一种面向对象的语言，但是它也具有一些类似对象的数据类型，就是结构。例如定义学生这样的一种数据类型，对于面向对象编程可以直接定义学生的类，在c中可以用结构来定义学生，进而实现像对象一样，将一些数据元素集成组成一种结构，来存储同一类型的数据以及对他们进行管理。

数组可以存储元素类型一致的数据，对于学生这一数据类型而言，包含学号，姓名，年龄等内容，首先这些元素的数据类型可能存在不同，例如学号是char型，年龄是int型，此时若想对学生这样数据进行表示，需要分别对每个学生的属性用数组来进行表示，这就会导致这些数据在内存中的分配如下图：![在这里插入图片描述][20210123162135895.png]  
这种方式存在的问题：  
（1）内存分配不集中，局部数据的关联性不强，寻址效率不高  
（2）逻辑上紧密相关的数据（同一个学生的几个属性如学号、年龄），存储位置不相邻，结构显得比较零散，不容易管理。

所以比较好的办法就是将每个学生的信息集中到一起，然后再对所有的学生信息进行统一管理。

# 2.结构的定义 #

结构就是同一个名字下的一组相关变量的集合。这与只包含相同数据类型元素的数组不同，结构可以包含不同数据类型的变量，例如，可以用一个结构变量存储某个学生的学号，年龄等信息。

**定义结构类型和结构变量**

struct student
    { 
    	char id[16];
    	int age;
    };

**关键字**struct，**结构标识符**student用来对这个结构类型命名，**关键字struct加上结构标识符就可以作为一种新的类型**，可以用来声明具有这个类型的结构变量。  
结构内的变量名称id和age称为结构的成员，他们在结构标识符student后面的花括号内。结构类型的标准格式（结构模板）如下：

struct 结构标识符
    { 
    	数据类型 成员1;
    	数据类型 成员2;
    	...
    	数据类型 成员n;
    };

结构内的成员可以是任何类型的变量，当然也可以是结构类型的变量，也就是**一个结构可以作为另一个结构的成员**。

需要注意的是，结构模板只是声明了一种数据类型，定义了数据的组织形式，并未声明结构类型的变量，因而编译器不为其分配内存，就像编译器不会为int分配内存一样。

那定义好结构变量后，系统为其分配的内存空间具体为多少呢？是否为每个成员类型所占字节总数的“和”？答案是否定的。这是因为**系统为结构变量分配内存空间的大小，不仅与结构类型的定义有关，还与计算机系统本身有关，所以通常需要使用sizeof计算结构变量所占用空间的内存量**。因此不要通过对各成员简单求和的方式来进行计算，这会降低程序的可移植性。

例如：

#include<stdio.h>
    struct student{ 
         char id[6];
         int age;
    };
    typedef struct student stu;
    int main()
    { 
         stu stu1;
         int age;
         char id[6];
         printf("结构变量所占字节：%d\n",sizeof(stu1));
         printf("结构变量中的成员所占字节之和:%d", sizeof(age)+sizeof(char)*6);
    }

![在这里插入图片描述][20210406083914712.png]

# 3.结构变量的初始化 #

struct student{ 
         char id[6];
         int age;
    };
    struct student xiaoming = { "201616", 12};

# 4.使用typedef定义结构类型 #

可以使用typedef关键字为结构定义一个更方便引用的名字，例如为struct student类型定义stu，后面直接可以使用stu定义struct student结构类型的变量。

typedef struct student Stu;
    Stu xiaoming;

另外可以在定义结构变量的同时，使用typedef定义结构类型。

typedef struct student{ 
         char id[6];
         int age;
    }Stu;
    Stu xiaoming；

# 5.访问结构成员 #

C中，**结构变量不能整体进行输入和输出，只能对结构中的成员进行输入和输出操作**。  
引用结构成员，通过在结构变量名称的后面加一个圆点（也称成员选择运算符），再加上成员的名称。

typedef struct student Stu;
    struct student{ 
         char id[6];
         int age;
    };
    Stu xiaoming;
    xiaoming.age = 12;
    strcpy(stu.id, "12434");
    printf("%s", sut.id);

上面也提到过可以将一个结构作为另一个结构的成员，对于此种情况，需要以级联的方式访问结构成员

struct date{ 
         int year;
         int month;
         int day;
    };
    struct student{ 
         char id[6];
         int age;
         struct date birth;
    };
    typedef struct student Stu;
    
    Stu xiaoming;
    xiaoming.birth.year = 1997;
    xiaoming.birth.month = 1;
    xiaoming.birth.day = 22;
    printf("%d", xiaoming.birth.year);

# 6.结构指针 #

先来看一个例子

#include<stdio.h>
    struct date{ 
         int year;
         int month;
         int day;
    };
    void setDate(struct date d)
    { 
         d.year = 1997;
         d.month = 1;
         d.day = 22;
    }
    int main()
    { 
         struct date birth;
         setDate(birth);
         printf("%d-%d-%d", birth.year, birth.month, birth.day);
    }

![在这里插入图片描述][20210406095454769.png]  
很明显，可以看出，输出的是垃圾值，并不是我们想要的，可以看出被调函数对形参的修改，不会影响主调函数的值，所以，对于此种以及类似情况需要使用结构指针。

**结构指针的声明：**

struct date *p；

当然如果使用typedef为结构类型定义了新的引用名称，可以直接使用新的引用名称：

typedef struct date date； //为struct date类型定义了date的引用名称，后面date就表示struct date结构类型。
    date *p；

**结构指针变量的初始化**

struct date birth = { 1997, 1, 22};
    struct date *p;
    p = &birth;

对于**结构指针访问结构成员**和结构变量访问结构成员的方式不同，结构指针使用指向运算符"->"（也称箭头运算符）访问结构成员，通过在结构变量名称的后面加一个指向运算符，再加上成员的名称。

struct date birth ;
    struct date *p;
    p = &birth;
    p->year = 1997;
    p->month = 1;
    p->day = 22;

当然对于结构指针，也可以通过下面这种方式访问结构成员

struct date birth ;
    struct date *p;
    p = &birth;
    (*p).year = 1997;
    (*p).month = 1;
    (*p).day = 22;

此时有了结构指针的了解，对于上面的例子改写一下：

#include<stdio.h>
    struct date{ 
         int year;
         int month;
         int day;
    };
    void setDate(struct date *d)
    { 
         d->year = 1997;
         d->month = 1;
         d->day = 22;
    }
    int main()
    { 
         struct date birth;
         setDate(&birth);
         printf("%d-%d-%d", birth.year, birth.month, birth.day);
    
    }

![在这里插入图片描述][20210406101755171.png]

# 7.结构数组 #

元素为结构类型的数组为结构数组，其定义的方式与普通数组相同。  
**结构数组的定义**

typedef struct student{ 
         char id[6];
         int age;
    }Stu;
    Stu stu[30];

这条语句定义了含30个元素的结构数组  
**结构数组的初始化**

typedef struct student{ 
         char id[6];
         int age;
    }Stu;
    Stu stu[30] = { 
    	{ "201222", 10},
    	{ "201220", 12}
    }

上面只对数组的前两个元素进行了，其余的没有显使赋值，系统自动赋值。

**结构数组的访问**  
其访问方式和普通数组访问方式相同，例如访问第一个学生的学号stu\[0\].id，使用指针访问结构数组，与指针访问普通数组的方式相同。

#include<stdio.h>
    typedef struct student{ 
         char id[6];
         int age;
    }Stu;
    int main()
    { 
         Stu stu[30] = { 
              { "201222", 14},
              { "201220", 12},
         };
         Stu *p = stu;
         printf("%s-%d ", stu[0].id, stu[0].age);
         printf("%s-%d\n", p->id, p->age);
         printf("%s-%d ", stu[1].id, stu[1].age);
         p++; //p+1就指向了数组中的下一个元素
         printf("%s-%d\n", p->id, p->age);
         printf("%s-%d ", stu[2].id, stu[2].age);
         p++;
         printf("%s-%d\n", p->id, p->age);
    }

![在这里插入图片描述][2021040610480646.png]

[20210123162135895.png]: /images/20221119/50c8f16e9a2a4fe3bb2a5863a9e40db6.png
[20210406083914712.png]: /images/20221119/fe2a01ba53344a3ba9f9ad4c568323ee.png
[20210406095454769.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210406095454769.png
[20210406101755171.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20210406101755171.png
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