C语言基础(结构体)

news/2024/12/17 8:24:44/

文章目录

    • 构造类型
      • 数据类型
      • 结构体
        • 结构体的定义
        • 结构体变量的定义
        • 结构体变量的使用
        • 结构体数组
      • 构造体类型
        • 构造体数组
          • 案例
        • 构造体指针
        • 构造体成员访问
        • 构造体类型求大小
        • 共用体/联合体类型

构造类型

数据类型

1.基本类型/基础类型

  • 整数类型
    • 短整型：short/short int(2字节)
    • 整型(默认)：int(4字节)
    • 长整型:long/long int(8字节(64位系统))
    • 长长整型:long long/long long int(16字节)
  • 浮点类型
    • 单精度:float(4字节)
    • 双精度:double(8字节)
    • 长双精度:long double(16字节(64位系统))
  • 字符型:char(1字节)

2.指针类型

​ ①数据类型:int*,char*,float*等(8字节)

​ ②void*:任意数据类型的指针(万能指针)(8字节)

3.空类型

  • void:没有返回值或没有形参(不能定义变量)

4.自定义类型/构造类型

  • 结构体类型:struct
  • 共用体/联合体类型:union
  • 枚举类型:enum

注意：整数型和字符型分有符号和无符号，默认是有符号，有符号可以省略关键字signed

结构体

结构体的定义

  • 定义：自定义数据类型的一种，关键字struct，结构体类型的变量可以存储多个不同数据类型的数据

  • 定义格式:

struct 结构体名
{数据类型1 成员名称1;//结构体中的变量叫做成员数据类型2 成员名称2;...
}

注意：结构体中定义的变量，我们称之为成员变量

  • 格式说明

    • 结构体名：合法的标识符，建议单词的首字母大写(所谓的结构体名，就是自定义类型的类型名称)
      • 数据类型n:C语言支持的所有类型(包括函数，函数在这里用函数指针表示)
      • 成员名称:合法的标识符，就是合法的标识符，变量的命名标准
      • 数据类型n成员名称n:类型于定义变量，定义了结构体中的成员

  • 注意:

    • 结构体在定义的时候，成员不能赋值

举例：

struct Cat
{int age = 5;//错误，结构体定义的时候，成员不能赋值double height;//正确void (*run)(void);//正确
}
  • 常见的定义格式
    • 方式1:常规定义(命名结构体，只定义类型)–推荐写法
struct Student
{int num;//学号char name[20];//姓名char sex;//姓名int age;//年龄char address[100];//家庭住址void (*info)(void);//信息输出(函数指针)
}
  • 方式2：定义匿名结构体(常用于作为其他结构体的成员使用)
struct Dog
{char *name;//姓名int age;//年龄struct //结构体中嵌套的结构体不能有名字，故被称作匿名结构体{int year;//年int month;//月int day;//日}
}

注意:定义匿名结构体的同时必须定义结构体变量，否则编译报错，结构体可以作为另一个结构体的成员

总结：

  • 结构体可以定义在局部位置，也可以定义在全局位置(用的较多)

  • 全局位置的结构体名和局部位置的结构体名可以相同，就近原则(和普通变量的定义同理)

  • 结构体类型的使用:

利用结构体类型定义变量，定义数组;结构体类型的使用与基本数据类型的使用类似

结构体变量的定义
  • 三种形式定义结构体变量

结构体变量也称为结构体的实例

  • 第1种

①先定义结构体(自定义数据类型)

②然后使用

struct 结构体名 变量名(实例);

举例：

//先定义结构体(自定义数据类型)
struct A
{int a;char b;
};
//后定义结构体变量(使用自定义数据类型)
struct A x;
struct A y;
  • 第2种

在定义结构体的同时，定义结构体变量

struct 结构体名
{数据类型1 数据成员1：...
}变量列表

举例：

struct A
{int a;char b;
}x,y;struct A z;//也可以

此时定义了一个结构体A，x和y是这个结构体类型的变量

  • 第3种(不推荐)

定义匿名结构体的同时，定义结构体变量

struct 
{int a;char b;
}x,y;struct
{int a;char b;
}z;

此时定义了一个没有名字的结构体(叫做匿名结构体);x,y是这个结构体类型的变量

  • 匿名结构体:–弊大于利(尽量少用)
    • 优点:少写一个结构体名称
    • 缺点:只能使用一次，定义结构体类型的同时必须定义变量
    • 应用场景：
      • 当结构体类型只需要使用一次，并且定义类型的同时定义变量
      • 作为其他结构体的成员使用
  • 定义结构体的同时，定义结构体变量初始化
struct Cat
{int age;char color[20];
}cat;
  • 结构体成员部分初始化时，大括号{}不能省略
  • 结构体成员，没有默认值，是不确定的数
结构体变量的使用
  • 结构体变量访问结构体成员
    • 格式:
结构体变量名.成员名字;

可以通过访问给成员赋值(存数据)

可以通过访问获取成员的值(取数据)

  • 结构体变量未初始化，结构体的成员值随机(不确定)

  • 结构体变量在定义时，可以初始化

    • 建议用大括号标明数据的范围
    • 结构体成员初始化，可以部分初始化，部分初始化时一定要带大括号标明数据的范围

  • 案例：

#include <stdio.h>/**全局结构体(数据类型)
*/struct Dog 
{char* name;//姓名int age;//年龄char sex;//M：公，W：母void (*eat)(void);//吃饭
};void eat()
{printf("狗狗在吃狗粮\n");
}/**先定义再初始化*/
void fun1()
{//定义结构体变量struct Dog dog;//给结构体变量赋值,其实就是给其成员赋值dog.name = "旺财";dog.age = 5;dog.eat = eat;//访问结构体变量，其实就是访问其成员printf("%s,%d,%c\n",dog.name,dog.age,dog.sex);//访问函数dog.eat();
}/*定义同时初始化*/
void fun2()
{//定义结构体变量并初始化struct Dog dog = {"招财",23,'M'};//初始化时，保留大括号//修改成员的值dog.name = "金宝";printf("%s,%d,%c\n",dog.name,dog.age,dog.sex);
}int main(int argc,char *argv[])
{fun1();fun2();return 0;
}

在这里插入图片描述

结构体数组
  • 什么时候需要结构体数组

比如：我们需要管理一个学生对象，只需要定义一个struct Student july

假如：我们需要管理多个学生对象，此时就需要一个结构体数组struct Student student[29];

  • 四种形式定义结构体数组
    • 第1种：先定义结构体类型，然后定义结构体变量，最后将变量存储到结构体数组
//定义一个学生类型的结构体(定义数据类型)
struct Student
{char *name;//学生姓名int age;	//学生年龄float scores[3];//三门课程的成绩
}//定义结构体对象(实例)(使用结构体定义变量)
struct Student zhangsan = {"张三",21,{89,99,78}};
struct Student Lisi = {"李四",22,{56,89,54}}; //定义结构体数组
struct Student students[3] = {zhangsan,Lisi}
  • 第2种：定义结构体类型，然后定义结构体数组并初始化
//定义一个学生类型的结构体
struct Student
{int id;	//学生编号char *name; //名字int age;	//年龄float scores[3];//成绩
};//定义结构体数组并初始化
struct Student student[3] = {{1,"张三",21,{89,23,45}},//注意：这里赋值的顺序需要跟成员在结构体中的顺序一致{2,"李四",20,{56,23,78}},
};

第3种:定义结构体类型的同时定义结构体并完成初始化

//定义一个学生类型的结构体
struct Student
{int id;	//学生编号char *name; //名字int age;	//年龄float scores[3];//成绩
} students[3] = {{1,"张三",21,{89,23,45}},//注意：这里赋值的顺序需要跟成员在结构体种的顺序一致{2,"李四",20,{56,23,78}},
};
  • 第4种：定义结构体类型的同时定义结构体数组，通过索引给结构体成员赋值
//定义一个学生类型的结构体
struct Student
{int id;	//学生编号char *name; //名字int age;	//年龄float scores[3];//成绩
} stus[3] ;//赋值
stus[0].id = 1;
stus[0].name = "张胜男";
stus[0].age = 21;
stus[0].scores[0] = 98;

小贴士：

结构体数组名访问结构体成员：

格式：结构体数组名->成员名(一般针对函数)

案例：

#include <stdio.h>/*
*全局结构体(数据类型)
*/struct Dog 
{char* name;//姓名int age;//年龄char sex;//M：公，W：母void (*eat)(void);//吃饭
};void eat()
{printf("狗狗在吃狗粮\n");
}/**先定义再初始化*/
void fun1()
{//定义结构体变量struct Dog dog;//给结构体变量赋值,其实就是给其成员赋值dog.name = "旺财";dog.age = 5;dog.eat = eat;//访问结构体变量，其实就是访问其成员printf("%s,%d,%c\n",dog.name,dog.age,dog.sex);//访问函数dog.eat();
}/*定义同时初始化*/
void fun2()
{//定义结构体变量并初始化struct Dog dog = {"招财",23,'M'};//初始化时，保留大括号//修改成员的值dog.name = "金宝";printf("%s,%d,%c\n",dog.name,dog.age,dog.sex);
}void info(char *str)
{printf("%s\n",str);
}void fun3()
{//定义学生类型的结构体struct Student{int id;char *name;int age;float scores[3];void (*info)(char*);};//定义结构体数组并初始化struct Student stu1 = {1,"张三",21,{56,89,45}};struct  Student stu2 = {2,"李四",20,{60,79,65}};stu1.info = info;stu2.info = info;//定义结构体数组并初始化struct  Student stus[] = {stu1,stu2};//遍历结构体数组//计算结构体数组的大小int len = sizeof(stus)/sizeof(stus[0]);struct Student *p = stus;//遍历for(;p < stus+len;p++){printf("%d,%s,%d ",p->id,p->name,p->age);float* scs = p->scores;for(;scs< p->scores+3;scs++)printf("%.2f ",*scs);printf("\n");p->info(p->name);}printf("\n");
}int main(int argc,char *argv[])
{fun1();fun2();fun3();return 0;
}

在这里插入图片描述

构造体类型

构造体数组
案例

需求：对候选人得票的统计程序。设有3个候选人，每次输入一个得票的候选人名字，要求最后输出个人的得票结果

#include <stdio.h>
#include <string.h>/***定义一个候选人类型的构造体(对象)
*/struct Person
{char name[20];//候选人名字int count; //候选人票数
};/**定义候选人数组，并初始化
*/struct Person persons[3] = {{"钢铁侠",0},{"蜘蛛侠",0},{"金刚狼",0}
};int main(int argc,char *argv[])
{//定义循环变量int i = 0;int j = 0;//创建一个char数组，用来存储控制台输入的候选人名字char leadername[20];//使用一个循环完成10次投票(模拟投票)for(int i = 0;i < 10;i++){printf("请输入您要投票的候选人姓名:\n");scanf("%s",leadername);//给被投票的候选人+1票for(int j = 0;j < 3;j++){//判断两个字符串的结果是否相同if(strcmp(leadername,persons[j].name)==0){persons[j].count++;}}}printf("\n投票结果: \n");//数组法for(int i = 0;i < 3;i++){printf("%s:%d\n",persons[i].name,persons[i].count);}//指针法/* struct Person *p = persons;for(int i = 0; i< 3;i++){printf("%s:%d\n",(persons+i)->name,(persons+i)->count);}*/return 0;
}

在这里插入图片描述

构造体指针
  • 定义：结构体类型的指针变量指向结构体变量或者数组的起始地址
  • 语法：
struct 结构体名 *指针变量列表；
  • 案例：
struct Dog
{char name[20];int age;
}
struct Dog dog = {"富贵",5};
struct Dog *p = &dog;
构造体成员访问
  • 结构体成员的访问
    • 结构体数组名访问结构体成员
      • 格式：结构体数组名->成员名字;

举例：

printf("%s:%d\n",persons->name,persons->count);

  • 结构体成员访问符号

    • .:左侧是结构体变量(结构体对象/结构体实例)，也可以叫做结构体对象访问成员符，右侧是结构体成员
    • ->:左侧是一个指针，也可以叫做结构体指针访问成员符，右侧是结构体成员

  • 访问结构体成员有两种类型，三种方式:

  • 1.类型1：通过结构体对象访问成员

struct Stu
{int id;char name[20];
}stu;//结构体变量stu.name;
  • 第2种:指针解引用间接访问成员
struct Stu
{int id;char name[20];
}stu;//结构体变量
struct Stu *p = &stu;
p->name;
  • 结构体数组中元素的访问
struct Stu
{int id;char name[20];float scores[3];
} stus[3] = {{1,"张三",{67,77,88}},{2,"李四",{90,89,45}},{3,"王五",{65,12,47}}
};//取数据--下标法
printf("%s,%f",stus[1].name,stus[1].scores[1]);//取数据--指针法
printf("%s,%f",stus->name,stus->scores[2]);//张三，88
printf("%s,%f",(stus+1)->name,(stus+1)->scores[1]);//李四，89
printf("%s,%f",(*(stus+1)).name,(*(stus+1)).scores[1]);//李四，89

小贴士：

结构体是自定义数据类型，它是数据类型，用法类似于基本类型的int；

结构体数组它是存放结构体对象的数组，类似于int数组存放int数据；

基本类型数组怎么用，结构体数组就怎么用—>可以遍历，可以作为形式参数，也可以做指针等；

  • 结构体类型的使用案例

结构体可以作为函数的返回类型、形式参数

#include <stdio.h>
// 定义结构体
struct Cat
{
char *name;// 姓名
int age;// 年龄
char color[20];// 颜色
}
// 1.结构体类型作为形式参数void test1(struct Cat c);
// 2.结构体类型作为形式参数，结构体类型作为返回值类型
struct Cat test2(struct Cat c);
// 3.结构体数组作为形式参数
void test3(struct Cat cats[],int len);
// 4.结构体数组作为形式参数，结构体指针作为返回值数据类型
struct Cat *test4(struct Cat cats[],int len);
构造体类型求大小
  • 规则：字节对齐(默认，数据在内存中存储在其类型大小的整数倍上)
    • 首先保证结构体中的成员存储在自身的对齐边界(类型大小的整数倍)
    • 在满足1的条件下，最终大小要满足最大成员类型所占存储单元的整数倍
  • 为什么要使用字节对齐

节省内存，提高访问效率

  • 在GNU标准中，可以在定义结构体时，指定对齐规则:
_attribute_((packed));//结构体所占内存大小是所有成员所占内存大小之和
--attribute_((aligned(n)));//设置结构体占n个字节，如果n比默认值小，n不起作用；n必须是2的次方
  • 柔性数组
struct St
{char arr[0];
}

柔性数组不占有结构体的大小

案例：

#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
{struct Cat{int id;char name[20];char arr[0];//柔性数组不占用结构体的大小char sex __attribute((aligned(2)));//1--2//设置结构体占n个字节，}__attribute__((packed));//结构体所占内存大小是所有成员所占内存大小之和printf("%ld",sizeof(struct Cat));//默认字节对齐(28) / 使用packed后(25)return 0;
}
  • 快速计算结构体大小

https://blog.csdn.net/weixin_72357342/article/details/131135555 https://blog.csdn

共用体/联合体类型
  • 定义：使几个不同的变量占用同一段内存的结构。共用体按定义中需要存储空间最大的成员来分配存储单元，其他成员也是用该空间，它们的首地址是相同的
  • 定义格式：
union 共用体名称
{数据类型 变量名;---共用体成员数据类型 变量名;....
};
  • 共用体定义和结构体类似：
    • 可以有名字，也可以匿名
    • 共用体在定义时也可以定义共用体变量
    • 共用体在定义时也可以初始化成员
    • 共用体也可以作为形参和返回值类型使用
    • 共用体也可以定义共用体变量

也就是说，结构体的语法，共用体都支持

  • 注意：
    • 共用体弊大于利，尽量少用
    • 共用体变量在某一时刻只能存一个数据，并且也只能取出一个数
    • 共用体和结构体都是自定义数据类型，用法类似于基本数据类型
      • 共用体可以是共用体的成员，也可以是结构体的成员

http://www.ppmy.cn/news/1555813.html

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