【C语言】初阶结构体

简介: 书接上回,上一章将初识指针讲完了,相信只要你将该章节读完,肯定对大部分的指针有了一定的了解,并且你肯定对指针这一重要的知识点有了个基础的认识,本章将写的内容时初阶的结构体,当你将本认真的读完,相信你肯定也会对什么是结构体、以及结构体的使用,有更深的了解。所以系好安全带,发出啦!

【前言】

书接上回,上一章将初识指针讲完了,相信只要你将该章节读完,肯定对大部分的指针有了一定的了解,并且你肯定对指针这一重要的知识点有了个基础的认识,本章将写的内容时初阶的结构体,当你将本认真的读完,相信你肯定也会对什么是结构体、以及结构体的使用,有更深的了解。所以系好安全带,发出啦!


一、结构体的声明、定义和初始化

1.结构的基本知识

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。


说到集合,我们之前学习过的数组也是一种相同类型元素的集合,但是结构体的值的类型可以是不同的。


我们知道,在C语言中有一些基本的数据类型,如:


char  int  float  long  double 等等类型。


他们可以表示一些事物的基本属性,但是当我们想表达一个事物的全部或部分属性时,这时候再用单一的基本数据类型明显就无法满足需求了,这时候C提供了一种自定义数据类型,他可以封装多个基本数据类型,这种数据类型叫结构体。


英文名称struct,可以使用struct关键词声明结构体。


规则:

1、数据成员对齐规则:结构(struct)(或联合(union))的数据成员,第一个数据成员放在offset为0的地方,以后每个数据成员的对齐按照#pragmapack指定的数值和这个数据成员自身长度中,比较小的那个进行。


2、结构(或联合)的整体对齐规则:在数据成员完成各自对齐之后,结构(或联合)本身也要进行对齐,对齐将按照#pragmapack指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中,比较小的那个进行。


3、结合1、2可推断:当#pragmapack的n值等于或超过所有数据成员长度的时候,这个n值的大小将不产生任何效果。


在C语言中,可以定义结构体类型,将多个相关的变量包装成为一个整体使用。在结构体中的变量,可以是相同、部分相同,或完全不同的数据类型。在C语言中,结构体不能包含函数。在面向对象的程序设计中,对象具有状态(属性)和行为,状态保存在成员变量中,行为通过成员方法(函数)来实现。C语言中的结构体只能描述一个对象的状态,不能描述一个对象的行为。


2.如何声明一个结构体类型

首先,要使用结构体就必须声明(创建) 一个结构体类型,就必须用到结构体关键字:struct


其中tag为结构体标签,用来区分不同的结构体类型。struct tag表示结构体类型,声明完结构体后就可以用该类型来创建变量了。member-list:为成员列表,它是结构体所包含的基本的结构类型。variable-list:表示变量列表,这个列表可写可不写,写了就代表你用上面所创建的结构体类型定义了一个该类型的变量,没写则表示你仅仅只创建了一个结构体类型。

struct tag
{
  member-list;
}variable-list;

描述一个学生


代码示例:

typedef struct Stu
{
    char name[20];//名字
    int age;//年龄
    char sex[5];//性别
    char id[20];//学号
}Stu;//分号不能丢

这段代码表示声明了一个结构体类型名为struct stu,成员就是不同类型的成员变量。


注意:

1.若结构体声明是在mian函数之外的,那么列表后创建的结构体变量是一个全局变量。

2.结构体成员变量也可以是另一个结构体类型,这种用法被称为:嵌套结构体。

3.在结构体声明结束的时候,千万不要忘记{}后面是有一个;的。


3.结构成员的类型


结构的成员可以是标量、数组、指针,甚至其他是结构体。


小知识:

在C语言中,枚举类型、字符型和各种整数的表示形式统一叫做标量类型。

当在C表达式中使用标量类型的值时,编译器就会自动将这些标识符转换为整数保存。

这种机制的作用是,在这些标量类型上执行的操作与整型上执行的操作完全一样。


4. 结构体变量的定义和初始化

声明完结构体类型,就可以用它来定义和初始化结构体变量了。


注意:

结构体初始化与数组一样需要用{}


代码示例:

#include<stdio.h>
struct grade
{
  double math;
  double english;
};
struct student
{
  char name[20];//姓名
  int age;//年龄
  char sex[5];//性别
  char id[20];//学号
  struct grade;//成绩(这是一个嵌套结构体类型)
};
int main()
{
  //定义、初始化结构体类型
  struct student ly = {"王二", 23, "男", "2117305789", {98.5, 66.0}};
  return 0;
}


不知道大家在用结构体类型定义一个变量时,有没有觉得结构体的类型名太长了。其实可以通过typedef来重定义结构体的类型名,如下所示:

typedef struct student
{
  char name[20];//姓名
  int age;//年龄
  char sex[5];//性别
  char id[20];//学号
  struct grade;//成绩(这是一个嵌套结构体类型)
}stu;

注意这里的stu并不是创建的变量,而是对于struct student的重命名。之后我们既可以用stu来创建变量也可以用struct student来创建。


二、结构体成员的访问

1.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。


例如:

ba88a08a00eb4838871f03d156074b67.png

我们可以看到 s 有成员 name 和 age ;


那我们如何访问s的成员?


代码示例:

struct S s;
strcpy(s.name, "zhangsan");//使用.访问name成员
s.age = 20;//使用.访问age成员

2.结构体指针访问指向变量的成员

有时候我们得到的不是一个结构体变量,而是指向一个结构体的指针。


那该如何访问成员?


代码示例:

#include<stdio.h>
struct Stu
{
    char name[20];
    int age;
};
void print(struct Stu* ps)
{
    printf("name = %s  age = %d\n", (*ps).name, (*ps).age);
    //使用结构体指针访问指向对象的成员
    printf("name = %s  age = %d\n", ps->name, ps->age);
}
int main()
{
    struct Stu s = {"zhangsan", 20};
    print(&s);//结构体地址传参
    return 0;
}


三、结构体传参

结构体做函数参数有传递结构体和传地址


代码示例:

struct S
{
    int data[1000];
    int num;
};
struct S s = {{1,2,3,4}, 1000};
//结构体传参
void print1(struct S s)
{
    printf("%d\n", s.num);
}
//结构体地址传参
void print2(struct S* ps)
{
    printf("%d\n", ps->num);
}
int main()
{
    print1(s);  //传结构体
    print2(&s); //传地址
    return 0;
}

你觉得上面的 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。


结论:

结构体传参的时候,要传结构体的地址。


今天的初阶结构体就分享到这里啦,期待博主下一篇文章吧!😘

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