【C语言笔记】结构体

我们都知道C语言中变量的类型决定了变量存储占用的空间。当我们要使用一个变量保存年龄时可以将其声明为int类型，当我们要使用一个变量保存某一科目的考试成绩时可以将其声明为float。

那么，当我们要做一个学生信息管理系统时，需要保存学生的姓名、学号、年龄等信息，该怎么做呢？

如当要保存三个学生的信息时，

方法一是：

char *name1,*name2,*name3;  // 三个学生的姓名
int num1,num2,num3;         // 三个学生的学号
int age1,age2,age3;         // 三个学生的年龄

方法二是：

// 创建结构体模板
struct student
{
   char *name;  // 学生名字
   int num;     // 学生学号
   int age;     // 学生年龄
};

// 使用该结构体模板创建三个变量stu1, stu2, stu3
struct student stu1, stu2, stu3;

显然，方法二跟更清晰，因为它把name、num、age都集成在一个模板，要用的时候只要套用模板进行创建即可。这就是结构体。

什么是结构体

结构体(struct)是由一系列具有相同类型或不同类型的数据项构成的数据集合，这些数据项称为结构体的成员。如上面的student结构体包含三个成员，分别是name、num、age。

结构体是C语言中的一种构造类型。C语言的数据类型如下图：

结构体变量的定义方法

1方法一

// 创建结构体模板struct student
struct student
{
 char *name;  // 学生名字
 int num;     // 学生学号
 int age;     // 学生年龄
};

// 使用该结构体模板创建三个变量stu1, stu2, stu3
struct student stu1, stu2, stu3;

此处，student是结构体名，该名字是由任意定义的，但是尽量起个有意义的名称。其相当于一个模板，可以使用这个模板去定义变量stu1，stu2，stu3。定义的时候不要忘了struct。

2方法二

// 定义三个结构体变量stu1, stu2, stu3
struct
{
 char *name;  // 学生名字
 int num;     // 学生学号
 int age;     // 学生年龄
}stu1, stu2, stu3;

相对于方法一，此处省略了结构体名。虽然更简洁了，但是因为没有了名字，后面就不能用该结构定义新的变量。

3方法三

// 给结构体模板struct student重新命名为student
typedef struct student
{
 char *name;  // 学生名字
 int num;     // 学生学号
 int age;     // 学生年龄
}student;

// 使用student创建三个结构体变量stu1, stu2, stu3
student stu1, stu2, stu3;

此处使用typedef为结构体模板struct student定义一个别名student，关于typedef的介绍移步至#define与typedef的区别？进行查看。使用typedef给结构体创建一个别名，这在实际编程用使用非常广泛，如STM32单片机固件库中，使用得很多，如下图：

初始化结构

初始化变量和数组如下：

int count = 0;
int arr[7] = {0,1,2,3,4,5,6};

结构体变量是否也可以这样初始化？是的，可以。与初始化数组的语法类似：

struct student stu1 = 
{
   "ZhengNianJun", // 名字：正念君
   520,            // 学号：520
   23              // 年龄：23
};

简而言之，我们使用在一对花括号中括起来的初始化列表进行初始化，各初始化项用逗号分隔。

为了让初始化项与结构中各成员的关联更加明显，我们让每个成员的初始化项独占一行。这样做只是为了提高代码的可读性，对编译器而言，只需要用逗号分隔各成员的初始化项即可。

C99和C11为结构提供了指定初始化器（designated initializer）。其初始化器使用点运算符和成员名。例如，只初始化student结构中的name成员，可以这样做：

struct student stu1 =
{
    .name = "ZhengNianJun"
};

也可以按照任意顺序使用指定初始化器：

struct student stu1 =
{
    .age = 24,
    .num = 520,
    .name = "ZhengNianJun"
};

另外，对特定成员的最后一次赋值才是它实际获得的值。例如，考虑如下代码：

struct student stu1 =
{
   .num = 520,
   .name = "ZhengNianJun"，
    1314
};

此时，赋给num的值应该是1314，因为它在结构声明中紧跟在name成员之后。新值1314取代了之前的520。

指定初始化器在实际编程中也很常用到。如在linux2.6.32.2源码的usb驱动中（路径为：linux-2.6.32.2\drivers\usb\storage\usb.c），有如下代码：

访问结构体成员

结构体成员的访问需要借助结构体成员运算符——点（.）。如：

student stu1; // 定义一个结构体变量stu1
stu1.name = "ZhengNianJun"; // 给stu1的成员name赋值
stu1.num = 520;             // 给stu1的成员num赋值
stu1.age = 23;              // 给stu1的成员age赋值

实例

#include <stdio.h>

typedef struct student
{
  char *name;  // 学生名字
  int num;     // 学生学号
  int age;     // 学生年龄
}student;

int main(void)
{
  student stu1;  // 定义一个结构体变量stu1
  
  /* 给结构体变量stu1的成员进行赋值 */
  stu1.name = "ZhengNianJun";
  stu1.num = 520;
  stu1.age = 23;
  
  printf("\n============================================\n");
  printf("My name is %s\n", stu1.name);
  printf("My num is %d\n", stu1.num);
  printf("My age is %d\n", stu1.age);
  printf("欢迎关注正念君编程学习笔记！\n", stu1.age);
  printf("============================================\n");

  return 0;
}

程序运行结果为：

结构体是一块很重要的内容，用得很多。关于结构体的内存对齐可查看往期笔记：【易错】C语言结构体内存对齐问题

以上就是关于结构体的一些笔记，如有错误欢迎指出。谢谢！

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