1.结构体的定义与使用

  • 结构体是一种构造数据类型
  • 把不同类型的数据组合成一个整体

结构体的定义形式：

struct 结构体名{
    结构体所包含的变量或数组
};

结构体是一种集合，它里面包含了多个变量或数组，它们的类型可以相同，也可以不同，每个这样的变量或数组都称为结构体的成员（Member）。请看下面的一个例子：

struct stu{
    char name[];  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在学习小组
    float score;  //成绩
};

注意：大括号后面的分号;不能少，这是一条完整的语句。

stu 为结构体名，它包含了 5 个成员，分别是 name、num、age、group、score。结构体成员的定义方式与变量和数组的定义方式相同，只是不能初始化。

结构体也是一种数据类型，它由程序员自己定义，可以包含多个其他类型的数据。
像 int、float、char 等是由C语言本身提供的数据类型，不能再进行分拆，我们称之为基本数据类型；而结构体可以包含多个基本类型的数据，也可以包含其他的结构体，我们将它称为复杂数据类型或构造数据类型。

  • 先定义结构体类型，再定义结构体变量
 struct   student 
{       
 int num;
 char  name[20];
 char sex;
 int age; 
 float score;
 char addr[30];
 };
 struct student stu1,stu2;
  • 定义结构体类型的同时定义结构体变量
 struct   data
 {      
  int day int month;
  int year
 }time1,time2;
  • 直接定义结构体变量
 struct 
{
 char name[20];
 char sex; 
 int num; 
 float score[3]
 }person1,person2;

2.结构体变量的初始化

和其它类型变量一样，对结构体变量可以在定义时指定初始值。

#include <stdio.h>
 
struct Books
{
   char  title[50];
   char  author[50];
   char  subject[100];
   int   book_id;
} book = {"C 语言", "RUNOOB", "编程语言", 123456};
 
int main()
{
    printf("title : %s\nauthor: %s\nsubject: %s\nbook_id: %d\n", book.title, book.author, book.subject, book.book_id);
}

输出结果：

title : C 语言
author: RUNOOB
subject: 编程语言
book_id: 123456

3.访问结构成员

为了访问结构的成员，我们使用成员访问运算符（.）。

引用形式：<结构体类型变量名>.<成员名>

注意：结构体变量不能整体引用，只能引用变量成员

成员访问运算符是结构变量名称和我们要访问的结构成员之间的一个句号。可以使用 struct 关键字来定义结构类型的变量。下面的实例演示了结构的用法：

#include <stdio.h>
int main(){
    struct{
        char *name;  //姓名
        int num;  //学号
        int age;  //年龄
        char group;  //所在小组
        float score;  //成绩
    } stu1;

    //给结构体成员赋值
    stu1.name = "Tom";
    stu1.num = 12;
    stu1.age = 18;
    stu1.group = 'A';
    stu1.score = 136.5;

    //读取结构体成员的值
    printf("%s的学号是%d，年龄是%d，在%c组，今年的成绩是%.1f！\n", stu1.name, stu1.num, stu1.age, stu1.group, stu1.score);

    return 0;
}

运行结果：
Tom的学号是12，年龄是18，在A组，今年的成绩是136.5！

除了可以对成员进行逐一赋值，也可以在定义时整体赋值，例如： 

struct{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
} stu1, stu2 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 };

不过整体赋值仅限于定义结构体变量的时候，在使用过程中只能对成员逐一赋值，这和数组的赋值非常类似。

需要注意的是，结构体是一种自定义的数据类型，是创建变量的模板，不占用内存空间；结构体变量才包含了实实在在的数据，需要内存空间来存储。

4.结构作为函数参数

可以把结构作为函数参数，传参方式与其他类型的变量或指针类似。例如：

#include <stdio.h>
#include<string.h>

struct Books
{
	char title[50];
	char author[50];
	char subject[100];
	int book_id;
};

void printBook(struct Books book);//函数声明

int main()
{
	struct Books Book1;//声明Book1,类型为Books
	struct Books Book2;

	/* Book1 详述 */
	strcpy(Book1.title, "C Programming");
	strcpy(Book1.author, "Nuha Ali");
	strcpy(Book1.subject, "C Programming Tutorial");
	Book1.book_id = 6495407;
	printBook(Book1);
	return 0;
}
void printBook(struct Books book)
{
	printf("Book title:%s\n", book.title);
	printf("Book author:%s\n", book.author);
	printf("Book subject:%s\n", book.subject);
	printf("Book book_id:%d\n", book.book_id);
}

运行结果：

Book title:C Programming
Book author:Nuha Ali
Book subject:C Programming Tutorial
Book book_id:6495407

5.结构体数组

所谓结构体数组，是指数组中的每个元素都是一个结构体。在实际应用中，结构体数组常被用来表示一个拥有相同数据结构的群体，比如一个班的学生、一个车间的职工等。

定义结构体数组和定义结构体变量的方式类似，请看下面的例子：

struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组 
    float score;  //成绩
}class[5];
//表示一个班有5个人

结构体数组在定义的同时也可以初始化，例如：

struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组 
    float score;  //成绩
}class[5] = {
    {"Li ping", 5, 18, 'C', 145.0},
    {"Zhang ping", 4, 19, 'A', 130.5},
    {"He fang", 1, 18, 'A', 148.5},
    {"Cheng ling", 2, 17, 'F', 139.0},
    {"Wang ming", 3, 17, 'B', 144.5}
};

当对数组中全部元素赋值时，也可以不给出数组长度，如：

struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组 
    float score;  //成绩
}class[] = {
    {"Li ping", 5, 18, 'C', 145.0},
    {"Zhang ping", 4, 19, 'A', 130.5},
    {"He fang", 1, 18, 'A', 148.5},
    {"Cheng ling", 2, 17, 'F', 139.0},
    {"Wang ming", 3, 17, 'B', 144.5}
};

结构体数组的使用也很简单。例如，计算全班学生的总成绩、平均成绩和140分一下的人数：

#include <stdio.h>

struct{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
}class[] = {
    {"Li ping", 5, 18, 'C', 145.0},
    {"Zhang ping", 4, 19, 'A', 130.5},
    {"He fang", 1, 18, 'A', 148.5},
    {"Cheng ling", 2, 17, 'F', 139.0},
    {"Wang ming", 3, 17, 'B', 144.5}
};

int main(){
    int i, num_140 = 0;
    float sum = 0;
    for(i=0; i<5; i++){
        sum += class[i].score;
        if(class[i].score < 140) num_140++;
    }
    printf("sum=%.2f\naverage=%.2f\nnum_140=%d\n", sum, sum/5, num_140);
    return 0;
}

运行结果：

sum=707.50
average=141.50
num_140=2

6.指向结构的指针

可以定义指向结构的指针，方式与定义指向奇特类型变量的指针类似，

定义形式：struct 结构体名 *结构体指针名;

struct Books *struct_pointer;

定义之后可以在上述定义的指针变量中存储结构变量的地址。例：

struct_pointer = &Book1;

为了使用指向该结构的指针访问结构的成员，必须使用->运算符，如下所示：

struct_pointer->title;

定义结构体指针的实例：

struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
} stu1 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 };
//结构体指针
struct stu *pstu = &stu1;

也可以在定义结构体的同时定义结构体指针：

struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
} stu1 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 }, *pstu = &stu1;

注意：结构体变量名和数组名不同，数组名在表达式中会被转换为数组指针，而结构体变量名不会，无论在任何表达式中它表示的都是整个集合本身，要想取得结构体变量的地址，必须在前面加&符号，所以给p赋值只能写成

struct stu *p=&stu1;

而不能写成：

struct stu *p=stu1;

注意：结构体和结构体变量是两个不同的概念：结构体是一种数据类型，是一种创建变量的模板，编译器不会为它分配内存空间，就像 int、float、char 这些关键字本身不占用内存一样；结构体变量才包含实实在在的数据，才需要内存来存储。下面的写法是错误的，不可能去取一个结构体名的地址，也不能将它赋值给其他变量：

struct stu *pstu = &stu;
struct stu *p=stu;

7.获取结构体成员

通过结构体指针可以获取结构体成员，一般形式为:

(*pointer).memberName

或者：

pointer->memberName

第一种写法中，.的优先级高于*，(*pointer)两边的括号不能少，如果去掉括号写成*pointer.memberName,那么就等效于*(pointer.memberName),这样意义就不对了。

第二种写法中，->是一个新的运算符，习惯称它为“箭头”，有了它，可以通过结构体指针直接取得结构体成员，这也是->在C语言中的唯一用途。

上面两种写法是等效的，我们通常采用第二种写法，这样更加直观。

实例：结构体指针的使用

#include <stdio.h>
int main(){
    struct{
        char *name;  //姓名
        int num;  //学号
        int age;  //年龄
        char group;  //所在小组
        float score;  //成绩
    } stu1 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 }, *pstu = &stu1;

    //读取结构体成员的值
    printf("%s的学号是%d，年龄是%d，在%c组，今年的成绩是%.1f！\n", (*pstu).name, (*pstu).num, (*pstu).age, (*pstu).group, (*pstu).score);
    printf("%s的学号是%d，年龄是%d，在%c组，今年的成绩是%.1f！\n", pstu->name, pstu->num, pstu->age, pstu->group, pstu->score);

    return 0;
}

运行结果：

Tom的学号是12，年龄是18，在A组，今年的成绩是136.5！
Tom的学号是12，年龄是18，在A组，今年的成绩是136.5！

示例：结构体数组指针的使用

#include <stdio.h>

struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
}stus[] = {
    {"Zhou ping", 5, 18, 'C', 145.0},
    {"Zhang ping", 4, 19, 'A', 130.5},
    {"Liu fang", 1, 18, 'A', 148.5},
    {"Cheng ling", 2, 17, 'F', 139.0},
    {"Wang ming", 3, 17, 'B', 144.5}
}, *ps;

int main(){
    //求数组长度
    int len = sizeof(stus) / sizeof(struct stu);
    printf("Name\t\tNum\tAge\tGroup\tScore\t\n");
    for(ps=stus; ps<stus+len; ps++){
        printf("%s\t%d\t%d\t%c\t%.1f\n", ps->name, ps->num, ps->age, ps->group, ps->score);
    }

    return 0;
}

运行结果：

Name            Num     Age     Group   Score
Zhou ping       5       18      C       145.0
Zhang ping      4       19      A       130.5
Liu fang        1       18      A       148.5
Cheng ling      2       17      F       139.0
Wang ming       3       17      B       144.5

参考资料：

C语言结构体和指针

C语言结构体数组

C结构体

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