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一篇文章带你用C语言玩转结构体

2024-04-02 19:55

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前言

C语言提供了不同的数据类型,比如说int、float、double、char等,不同的类型决定了一个变量在内存中应该占据的空间以及表现形式。

但是,当我们定义一个人的时候,人的不同属性就比较难用同一个数据类型来定义了,因为人的身高、年龄、体重等属性往往需要不同数据类型,在这个时候,我们便引入结构体这个概念。

一、结构体的声明与定义

1.结构体的声明

结构是一些值的集合,这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量

当我们面对的事物有多个不同的数据类型的时候,我们就可以使用结构体来组织了。

比如说,一本书有书名、作者、售价、出版日期等等不同的数据类型,这时候我们可以创建结构体来包含书的不同数据类型。

而结构体声明是描述结构体组合的主要方法,语法格式为:

struct 结构体名称
{
结构体成员1;
结构体成员2;
结构体成员3;

};//分号不能丢

【注意】

结构体成员既可以是任何一种基本的数据类型,也可以是另一种结构体,如果是后者就相当于结构体的嵌套。(俗称套娃)

例如:


struct Book//描述一本书的相关属性,其中Book是这个框架的名称
{
	char name[20];//书名
	char author[20];//作者
	float price;//价格
};//分号一定不能丢

这样就相当于描述了一本书的框架。

2.结构成员的类型

结构成员的类型可以是标量、数组、指针、甚至是其他结构体。

3.结构体的定义

结构体的声明只是进行一个简单的描述,实际上在没有定义结构体类型变量之前,它是不会在内存中分配空间的。

也就是说,它还没有被真正使用,虚拟存在,只有定义了结构体类型变量,才真实存在。

举个例子,上面定义了书的框架


struct Book//描述一本书的相关属性,其中Book是这个框架的名称
{
	char name[20];//书名
	char author[20];//作者
	float price;//价格
};//分号一定不能丢

这里在编译器中,并不会分配内存空间,它仅仅是虚拟存在。而一旦我们定义了结构体类型变量,它就可以被分配空间了。

比如:


struct Book//描述一本书的相关属性,其中Book是这个框架的名称
{
	char name[20];//书名
	char author[20];//作者
	float price;//价格
};//分号一定不能丢
int main()
{
	struct Book book;//局部变量--放在栈区
	return 0;
}

我们在上面例子中也可以注意到,定义结构体变量的语法是:

struct 结构体名称 结构体变量名

此外,还可以在结构体声明的时候定义结构体变量


struct Book//描述一本书的相关属性
{
	char name[20];
	char author[20];
	float price;
}b1,b2;//b1,b2是全局变量。放在静态区
int main()
{
	struct Book book;//局部变量--放在栈区
	return 0;
}

b1、b2结构体变量是一个全局变量,在其他函数中也可以对它进行访问。

二、初始化结构体

我们在定义一个变量或数组的时候可以对其进行初始化,

例如:


int a=10;
int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};

同理,定义结构体变量的时候,我们也可以同时为其初始化


struct Book//描述一本书的相关属性
{
	char name[20];
	char author[20];
	float price;
}b1,b2;//b1,b2是全局变量。放在静态区
int main()
{
	struct Book book=
	{
	"《笑傲江湖》","金庸",30
	};//这样的话,就将结构体变量初始化了,也就是定义变量的同时赋初值
	return 0;
}

三、访问结构体成员

结构体变量访问成员 结构变量的成员是通过点操作符(.)访问的。点操作符接受两个操作数。

比如,book.name就是引用book结构体变量的name成员,它是一个字符数组。


#include <stdio.h>
struct Book//描述一本书的相关属性
{
	char name[20];
	char author[20];
	float price;
}b1, b2;//b1,b2是全局变量。放在静态区
int main()
{
	struct Book book=
	{
		"《笑傲江湖》", "金庸", 30
	};//这样的话,就将结构体变量初始化了,也就是定义变量的同时赋初值
	printf("%s %s %f\n", book.name, book.author, book.price);
//用. 来访问
	return 0;
}

在这里插入图片描述

四、结构体嵌套

如果访问嵌套的结构体成员的话,就需要使用多层点号运算符来进行操作。因为C语言的结构体只能对最底层的成员进行访问,如果存在多级结构体嵌套的话,就需要一级一级地深入,直到找到最底层的成员才行


struct S
{
	int a;
	char c;
	double d;
};
struct T
{
	struct S s;//结构体嵌套
	char name[20];
	int num;
};
int main()
{
	struct T t = { {100,'c',3.14},"里斯",30 };
	printf("%d %c %f %s %d\n", t.s.a, t.s.c, t.s.d, t.name, t.num);//使用了两层点号运算符寻找成员
	return 0;
}

在这里插入图片描述

五、结构体指针

在开头的时候说过,结构的成员可以是标量、数组、指针。

在这里,我们来认识一下结构体指针。

struct Book *pt;

这里声明了一个指向Book结构体类型的指针变量pt


struct S
{
	int a;
	char c;
	double d;
};
struct T
{
	struct S s;
	char name[20];
	int num;
};
int main()
{
	struct T t = { {100,'c',3.14},"里斯",30 };
	printf("%d %c %f %s %d\n", t.s.a, t.s.c, t.s.d, t.name, t.num);
	struct T*pt = &t;//拿到地址的方式
	printf("%d %c %f %s %d\n", (*pt).s.a, (*pt).s.c, (*pt).s.d, (*pt).name, (*pt).num);
	printf("%d %c %f %s %d\n",pt->s.a,pt->s.c,pt->s.d,pt->name,pt->num);
	return 0;
}

【注意】数组名指向的是第一个元素的地址,所以可以直接将数组名赋值给指针变量。但是结构体变量的变量名并不是指向该结构体的地址,所以要使用取地址运算符(&)才能获取其地址。

如上面的:

struct T*pt = &t;//拿到地址的方式

通过上面的例子我们也可以发现,通过结构体指针访问结构体成员有以下两种方法:

(1)(*结构体指针).成员名
(2)结构体指针->成员名

第一种由于点号运算符(.)比指针的取值运算符(*)优先级高,所以要使用小口号先对指针进行解引用,让它变成该结构体变量,再用点运算符取访问其成员。

以上两种方法在实现的时候完全等价。但是,切记,点号(.)只能用于结构体,而箭头(->)只能用于结构体指针。

【打印结果一样】

在这里插入图片描述

当二者皆可用的时候,优先采用第二种方法,因为箭头具有指向性,很直观的就可以把它与指针联系起来了。

六、结构体传参

函数调用的时候,参数的传递就是值传递的过程,也就是将实参传给形参的过程。所以,结构体变量可以作为函数的参数传递,两个相同结构体类型的结构体变量也支持直接赋值。


struct S
{
	int arr[100];
	int num;
	char ch;
	double d;
};
//结构体传参
void print1(struct S ss)
{
	printf("%d %d %d %c %1f", ss.arr[0],ss.arr[2],ss.num,ss.ch,ss.d);
}
//结构体地址传参
void print2(struct S*ps)
{
	printf("%d %d %d %c %1f", ps->arr[0], ps->arr[2], ps->num, ps->ch, ps->d);
}
int main()
{
	struct S s = { {1,2,3,4,5}, 100, 'w',3.14  };
	print1(s);//传结构体
	print2(&s);//传地址
	return 0;
}

在这里插入图片描述

可以看到,确实把参数传递过去了。

那么,上面的 print1 和 print2 函数哪个好些?

答案是:首选print2函数。 原因:

函数传参的时候,参数是需要压栈的。 如果传递一个结构体对象的时候,结构体过大,参数压栈的的系统开销比较大,所以会导致性能的下降。

因此,结构体传参的时候,要传结构体的地址。

总结

本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注编程网的更多内容!

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