C语言中结构体的应用-创新互联

文章目录
  • 结构体是什么？？
    • （一）结构体的写法
      • 1. 声明一个结构体类型
      • 2. 声明结构体变量
      • 3. 结构体类型的初始化
      • 4. 结构体的调用
    • （二）结构体字节对齐
    • （三）结构体数组
    • （四）结构体指针
    • （五）指向结构体数组的指针
    • （六）结构体变量和结构体指针变量作为函数参数
      • 何时传入地址？何时传入值？

大一且C语言，连续两天一鼓作气把拖了一个月的结构体学完了（果然考试能激发人的潜力），学完了之后再看，也没有之前想的那么难嘛…下面是学习过程中总结出来的一些要点，还是很完整的，就当笔记看了>-<
——言归正传——

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结构体结构体，到底什么是结构体？顾名思义，它是一个结构，换句话说，是一个框架，里面存放着各种各样不同类型的变量，而这些变量又存在着某种内在联系，合在一起反映了一个结构的某种性质。
例如：
现在有三个橱柜：（把我自己说饿了）
第一个是装水果的橱柜，里面放着一个苹果，两个橘子，三个香蕉。
第二个是装蔬菜的橱柜，里面放着一个白菜，两根葱，三根茄子，四个番茄。
第三个是装肉的橱柜，里面放着一块猪肉，两块牛肉，三块鸡肉
其中，橱柜——结构体，存的东西——变量。而每一个橱柜里的东西都有着各自的内在联系，合在一起就反应了一个橱柜的特性。
说的官方一点，创建一个结构体，就是把多个数据按照需求进行封装，其中类型和大小都可以由用户指定。

（一）结构体的写法

我们现在知道了结构体到底是什么，接下来就需要来使用它。很多教材都会用 “包含一个学生的信息的结构体” 举例子，为了普适性，我们也创建一个包含了学生信息的结构体。

1. 声明一个结构体类型

一般来说，会在所有函数前声明结构体的类型。

struct STUDENT//声明了一个STUDENT的结构体类型，注意：为了规范，要用大写字母。
{char name[20];
   int age;
   char num[10];//学生的学号
} ; //分号一定不能省略

到此为止，我们只是声明了一个结构体类型，并没有声明结构体类型变量！此时系统还没有为他分配内存空间！！即，此时还不能进行初始化（落脚的地方都还没有），类似于int ，而不是int a.

2. 声明结构体变量

第一步我们声明了一个STUDENT类型的结构体，但是只是创建了一个类型，没有为这个类型开辟一个内存空间。

前面提到过，一般会在所有函数前声明结构体的类型，再在某个函数中声明他的结构体变量。

  • 第一种声明变量的方式：在主函数里声明
#includestruct STUDENT
{char name[20];
    int age;
    char num[10];
};
int main()
{struct STUDENT stu1;//定义了一个STUDENT类型的结构体变量stu1，stu1具有STUDENT的结构
 }
  • 第二种声明变量的方式：紧随结构体类型后面声明
#includestruct STUDENT
{char name[20];
    int age;
    char num[10];
} stu1;//声明一个STUDENT类型的结构体变量stu1,注意！！！分号不要忘了！
3. 结构体类型的初始化

注意：

  • 一般在定义的时候就对其初始化。
  • 两个结构体变量名不可以重名！！但是他们分别的内部成员名可以重名。

初始化的方式：

  1. 利用scanf进行初始化
scanf(“%s,%d,%s”,stu1.name,&stu1.age,stu1.num);
  1. 直接对成员进行一次性赋值
int main()
{struct STUDENT stu1 = {"小明",12,k12345};
}
  1. 分别对每一个成员赋值
int main()
{struct STUDENT stu1;
	strcpy(stu1.name,"小明");//如果是中文字符就必须要用strcpy!
	stu1.age = 12;
	stu1.num = "k12345";
}
4. 结构体的调用

首先引进一个概念，“成员运算符”，即目的是调用某结构体中的成员。一般用到的是 " . “和” ->"，他们的优先级非常高，高于其他所有的运算符。
当我们要调用一个结构体里的某一个成员，可以这样做
第一种方式：

stu1.name;

第二种方式

struct STUDENT *p;
p = &stu1;
(*p).name;

第三种方式

struct STUDENT *p;
p = &stu1;
p->name;

后两种方式需要用到指向结构体的指针的知识，后面会有详细的介绍，这里了解即可。然而！只有当使用指向结构体的指针p时，才可以使用->运算符！！

下面是一个完整的例子，包含两个结构体的使用

#includestruct AGE
{int year;
	int month;
	int day;
};
struct STUDENT
{char name[20];
	int age;
	char num[10];
	struct AGE birthday;//结构体嵌套结构体
	//birthday是STUDENT类型的一个成员，同时是AGE类型的结构体变量，因此，STUDENT类型包含了AGE类型的所有成员。
};
int main()
{struct STUDENT stu1={"小明",12,"k12345",{2010,6,25}};
	printf("%s今年%d岁，学号是%s，生日是%d.%d.%d\n",stu1.name,stu1.age,stu1.num,stu1.birthday.year,stu1.birthday.month,stu1.birthday.day);//结构体的调用，需要用成员运算符“.”（他的优先级最高）调用某一结构体的内部成员。
	return 0;
}
（二）结构体字节对齐

”结构体字节对齐“也可以称为“内存对齐”，它不仅仅存在于结构体当中，更是计算机系统本身所具备的一种能力，存在于方方面面。

在这里，可以用来解释不同的结构体类型所占的字节数。由于一个结构体里面有不同类型的成员，那么一个结构体类型究竟占多少字节呢？
根据字节对齐理论，我们以占字节最长（n）的类型为准分配一个长为n的内存空间。
例如

struct this
{//先观察全局，发现int占4个字节，char占1个字节，int所占字节数最多，于是系统便分配了一个长度为4个字节的内存空间。
char a;
char b;
char c;
char d;
char e;//填充后如果后面还有空位就空着，下一个int另起一行
int f;//分配一个四个字节的长方形
}

为了清楚地说明，建立了以下图表表示内存空间——

abcd
e
ffff

abcd一个一个往后填充，等 e 填充完后，由于 f 是int类型，需要占据4个字节，因此需要另起一行，那么e后面没有能够填充的元素，便需要空出来，为 f 另起一行。
通过数格子数目，不难看出，以上定义的this类型的结构体所占字节为12。

那么，内存对齐的目的是什么？
既然要节约内存，为什么不依次按顺序地把变量放进内存空间，而要在遇到占更多字节数的变量时，要另起一行呢？是为了便于计算机寻址，提高运行速度。

注意：

  1. 因为 f 的到来，f 无法填充e 所剩下的空格，系统不得不为 f 另起一行，由此可以看出，所书写的不同类型的顺序会影响系统对内存分配的大小。
    当然，如果要保证内存分配的字节数最少，就要按照规律（占字节数从小到大或从大到小）来书写。
    但是，有时为了逻辑的严密，又需要根据成员的先后逻辑来书写。
    因此，是遵循逻辑，还是节约内存，这需要根据实际情况来考虑。
  2. &stu1（表示的是该结构体的地址），它和stu1.name表示同一个地址空间。但是他们的类型不同，前者是struct STUDENT*型，后者char *型。
  3. 如果要对字符数组赋汉字，要么在定义时一次性直接赋值，要么只能用strcpy，反正不能stu1.name= “小明”;
    如果不是汉字当我没说。
（三）结构体数组

基本结构如下：

struct STUDENT stu[10];

表示：定义了一个STUDENT类型的结构体数组stu，stu中有10 个元素，每一个元素都是STUDENT类型的结构体。

结构体数组和普通数组其实差不多，只不过结构体数组里面的元素是结构体，普通数组里面的元素是数。

（四）结构体指针

之前提到过，定义一个指针p，他指向某个结构体变量，这个指针p就叫做结构体指针。
基本结构如下：

struct STUDENT *p;

表示：定义了一个指向STUDENT结构体类型的指针。注意！这里只声明了p指向STUDENT类型，但它并没有明确指向哪一个变量！

于是需要对其进行初始化

struct STUDENT *p = NULL;

调用(三个等价)

(*p).name;
p->name;//非常重要！！！
stu1.name;

如果要调用结构体内部成员，以下三种方式等价

  1. 结构体变量.成员名
  2. （*指针变量）.成员名
  3. 指针变量->成员名

注意！第三种方式只能有指针变量能用！！！！
（->是成员运算符，优先级和.相同）

（五）指向结构体数组的指针

前面对结构体数组、结构体指针有所了解之后，现引出一个概念—— “指向结构体数组的指针”

现有一结构体数组

struct STUDENT stu[10];（有10个元素，每一个元素都是一个STUDENT类型的结构体）

创建一个指向该STUDENT类型结构体的指针

struct STUDENT *p=NULL;
p = stu;//(实际上指向的是该结构体数组的第一个元素，指向数组中的第一个结构体)

调用该指针
P是数组中第一个结构体的首地址。

现在调用第一个结构体中的第一个成员。
方式一：(*p).name;
方式二：p->name;

现在依次调用该数组中的每一个元素的第一个成员，直到stu+n截止(*p++).name;
(可以写作：p++注：
指针的加减，即地址位置的前后变化

（六）结构体变量和结构体指针变量作为函数参数
何时传入地址？何时传入值？

答：
对于输入函数：
如果要对传入函数的值进行修改，就一定要传入它的地址，从它的根本上去修改它。
如果只是要使用它的值，就只需要传入它的值就行，相当于复制了一个值，对原来的值没有任何影响。
对于输出函数
只需要对传入的值进行输出，那么直接调用它的值就行。
然而，从节约内存的角度分析，如果传入的是一个指针变量，形参就只占据了4个字节，如果传入的是一个结构体变量的值，那么该结构体占多少字节，形参就占多少字节，这可能会使用更多的内存空间。
然而
当你只是想调用变量的值，却传入的是变量的地址，你所定义的函数就能对该变量进行修改了！！这无疑是非常危险的，也会成为你的程序当中的一个漏洞。
因此
从综合角度来分析，当要对一个值进行修改，传入变量的地址。当只是对一个变量的值进行调用，或者单纯地想要输出它，也传入变量的地址，但是，在前面加上一个const，这样一来，就无法修改它的值了。

举一个小栗子来结束这篇文章

#include#includestruct STUDENT
{char name[20];
	int age;
	char num[10];
};
void inputstudent ( struct STUDENT *p)//定义了一个需要你输入一个指向结构体的指针的函数，即，输入一个地址，该函数对输入的地址上的数据进行操作。
{(*p).num=k123456;
	strcpy((*p).name,"小明");
	(*p).age=12;
	return;//如果没有返回值可以就写作return;
}
void outputstudent(struct STUDENT *p)//作为输出，其实传递值也是可以的，但是为了节省内存空间，常常写作只有4个字节的指针
{printf("名字是%s，年龄是%d，学号是%s",(*p).name,(*p).age,(*p).num);
	return;
}
int main()
{struct STUDENT stu1;
	inputstudent(&stu1);
	outputstudent(&stu1);
	return 0;
}

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