C语言--结构体(内容超级详细)

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 一.前言

       通过数据类型来定义一个一个的变量,当需要很多相同类型的变量时有数组。基本数据类型在使用时 很方便,但是利用它们来描述现实世界就显得捉襟见肘。例如需要保存一个班学生的信息”姓名,年龄,分 数”,按照前面的学习需要单独定义三个数组,一个保存姓名,一个保存年龄,一个保存分数。这样定义对于后面的维护,修改,删除会带来麻烦。好比你用三个记事本一个记录学生姓名,一个记录年龄,一个记录分数,如 果删除姓名记事本中的第十个学生,而在年龄,分数记事本中却删除了第十一个,这是很容易发生的。实际 中并不会这么做,我们会利用一个Excel表来记录学生的信息,一行就是一个学生的所有信息,修改,添加,删除 都非常清晰。这就是要介绍的自定义数据类型之一——结构体。

自定义数据类型：根据自己的需要定义新的数据类型。

自定义数据类型包括结构体：位段,共用体和枚举。当然最重要的就是今天介绍的结构体。

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二.结构体的定义及初始化

• 结构体的定义

struct 结构体类型名称
{
    结构体成员1;
    结构体成员2;
    ......
    结构体成员n;
};

 例如:定义一个学生结构体,包含姓名和年龄。

struct Student//定义学生结构体
{
	char name[20]; //姓名
	int age; //年龄
}; //类型定义完成

这个类型定义好了之后就和基本类型一样使用,可以用来定义单个变量,数组,指针或者作为另一个结 构体的成员。 

• 定义单个变量

类似基本数据类型,可以用来定义单个变量。

struct Student//定义学生结构体
{
	char name[20]; //姓名
	int age; //年龄
}; //类型定义完成
int main()
{
	struct Student stu1;//未初始化，默认是随机值
	struct Student stu2 = { "小红"};//初始化一部分，剩余部分为0，即小红的年龄为0
	struct Student stu3 = { "小刚",20 };//全部初始化
 
	return 0;
}

图解： 

 ​​​​​​

• 访问结构体成员

结构体变量定义好之后该如何访问它的成员呢?如何输出 stu3 中的信息呢?

结构体普通变量通过”.” 号访问其成员。

printf("%s,%d\n", stu3.name, stu3.age); //stu3.name,stu3.age

输出 stu3 信息的代码如下:

 修改结构体变量的数据代码如下:

比如，stu1中的内容是：小新，18

再比如，想把stu3中的小刚改为小斌，年龄改为17

#include
#include
struct Student//定义学生结构体
{
	char name[20]; //姓名
	int age; //年龄
}; //类型定义完成
 
 
int main()
{
	struct Student stu1;//未初始化，默认是随机值
	struct Student stu2 = { "小红" };//初始化一部分，剩余部分为0，即小红的年龄为0
	struct Student stu3 = { "小刚",20 };//全部初始化
 
	//普通变量通过 .号访问成员，例如:请打印stu3中的内容
 
	printf("%s,%d\n", stu3.name, stu3.age); //stu3.name 
 
 
	//如何修改结构体中的数据呢？
	
	
	//比如，stu1中的内容是：小新，18
	strcpy(stu1.name, "小新"); //由于姓名是字符串,所以不能直接赋值 stu1.name="小新"是错误的
	stu1.age = 18;
	printf("%s,%d\n", stu1.name, stu1.age);
 
	
	//再比如，想把stu3中的小刚改为小斌，年龄改为17
	strcpy(stu3.name, "小斌");
	stu3.age = 17;
	printf("%s,%d\n", stu3.name, stu3.age);
 
 
	return 0;
}

 运行结果：

•  结构体作为其它结构体成员

结构体定义完成后,其作用和基本类型一样,那当然是可以作为其它结构体的成员变量。例如:

#include
#include
struct Date
{
	int year;
	int month;
	int day;
};
 
 
//一个结构体作为另一个结构体的成员
struct Person
{
	char name[20];  //姓名
	int age;		//年龄
	char sex[20];		//性别
	struct Date birthday;	//出生年月日
};
 
 
int main()
{
	struct Person per = { "小小苏",20,"男",2003,10,11 }; //初始化
	
	//打印结构体的内容
 
    intf("姓名：%s\n年龄：%d\n性别：%s\n出生日期：%d年,%d月,%d日", per.name, per.age, per.sex,
		per.birthday.year, per.birthday.month, per.birthday.day);
 
	
 
 
	return 0;
}

运行结果：

图解:

• 结构体指针访问其成员

结构体指针ps如何访问结构体的成员呢?一个笨办法就是(*ps).age这种形式。注意一定要加”()”,因为” *”的优先级低于”.”,这个办法不仅容易出错,写起来也繁琐,C语言有一种更简洁的表达形式。 结构体指针通过”->”访问其成员。 例如下面代码。

繁琐代码：

struct Student
{
	char name[20];
	int age;
};
 
int main()
{
	struct Student stu = { "小小苏",20 };
	
	//定义结构体Student 变量stu 初始化
	//struct Student地位相当于int，是一个类型  
	
	struct Student* ps = &stu;
 
	//定义一个结构体指针变量 ps 用于保存stu的地址
 
	printf("%s,%d", (*ps).name, (*ps).age);//要注意优先级问题
 
	
	return 0;
}

 运行结果：

简介版本：一般都用这种

struct Student
{
	char name[20];
	int age;
};
 
int main()
{
	struct Student stu = { "小小苏",20 };
	
	//定义结构体Student 变量stu 初始化
	//struct Student地位相当于int，是一个类型  
	
	struct Student* ps = &stu;
 
	//定义一个结构体指针变量 ps 用于保存stu的地址
 
	//printf("%s,%d", (*ps).name, (*ps).age);//这个方法繁琐,易错
 
	printf("%s,%d\n", ps->name, ps->age);
 
	
	return 0;
}

运行结果： 

我们可以发现，两种写法都可以，第二种更加简洁。另外提一嘴：人都是想要偷懒的，不论做什么事情，写代码也是一样，发明c语言的老头发现，每次都要写括号，注意优先级的问题，很容易写错，因此他们就发明了一种不要写的方法，直接用箭头指向，没办法，就是这么任性，谁让c语言是他发明的呢。要是我们也是一种语言的发明人，那我们也可以自己任性地定义。 

总结:结构体普通变量通过”.”访问其成员,结构体指针变量通过”->”访问其成员。

三.结构体数组定义及使用

• 结构体数组定义

   结构体定义完成后和内置类型一样使用,能定义变量,指针当然也可以定义数组。

struct Student
{
	char name[20];
	int age;
};
 
 
int main()
{
	//内置类型，定义指针，变量，数组
	int a = 10;
	int* p = &a;
	int arr[10] = {};
 
	//结构体类型，定义指针，变量，数组
 
	struct Student stu = { "小小苏",20 }; 
	//结构体类型定义普通变量
 
	struct Student* ps = &stu;
	//结构体类型定义指针变量
 
	struct Student brr[3] = {};
	struct Student crr[3] = { {"曹操",23},{"刘备",25},{"孙权",18} };
	struct Student drr[3] = { "曹操",23,"刘备",25,"孙权",18 };
	struct Student err[] = { "曹操",23,"刘备",25,"孙权",18 };
	//结构体类型定义数组
 
 
	return 0;
}

 图解：

  

四.结构体数组的使用 

          例如上图中的crr,该如何访问其每个元素呢?

方法一：通过下标遍历数组

方法二：通过指针遍历数组

#include
struct Student
{
	char name[20];
	int age;
};
 
int main()
{
	struct Student crr[3] = { {"曹操",18},{"刘备",19},{"孙权",20} };
 
	//方法一:通过下标遍历数组
	//for (int i = 0;i < sizeof(crr) / sizeof(crr[0]);i++)
	//{
	//	printf("%s,%d\n", crr[i].name, crr[i].age);
	//}
 
	//方法二:通过指针遍历数组
	struct Student* ps = &crr[0];
	while (ps <= &crr[2])
	{
		printf("%s,%d\n", ps->name, ps->age);
		ps++;
	}
	
	
	return 0;
}

  类似数组的访问形式,可以通过下标访问,也可以通过指针遍历。 如果要将上面的输出语句改成一个函数,那么结构体该如何通过参数传递呢?当然也是类似数组的传 递形式,一个指针,一个长度。如下:

void Show(struct Student* arr, int len) //数组首地址和数组长度
{
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		printf("%s,%d\n", arr[i].name, arr[i].age);
	}
}
int main()
{
	
	struct Student crr[3] = { {"曹操",23},{"刘备",25},{"孙权",18} };
	
	Show(crr, sizeof(crr) / sizeof(crr[0]));//传数组的首元素地址和数组长度
 
	//也可以这样
	 
	//Show(&crr[0], sizeof(crr) / sizeof(crr[0])); //这种写法与上面的写法是一样的
	
	return 0;
}

 五.结构体的应用

例.有3个候选人，每个选民只能投票选一人，要求编一个统计选票的程序，先后输入被选人的名 字，最后输出各人得票结果。 解题思路： 设一个结构体数组，数组中包含3个元素; 每个元素中的信息应包括候选人的姓名和得票数; 输入被选人的姓名，然后与数组元素中的“姓名”成员比较，如果相同，就给这个元素中的“得票数”成 员的值加1; 输出所有元素的信息。

struct Person //定义候选人
{
	char name[20];//姓名
	int count; //票数
};
void Ticket(struct Person* p, int len)//计票程序
{
	char name[20]; //保存投票的数据
	for (int i = 0; i < 5; i++)//模拟5个选民
	{
		scanf("%s", name); //读取选票
		for (int j = 0; j < len; j++)//和候选人比较
		{
			if (strcmp(name, p[j].name) == 0)
			{
				p[j].count++;//选票加1
				break;//匹配成功,不需要再和后面的候选人匹配
			}
		}
	}
}
void Show(const struct Person* p, int len)//输出程序
{
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		printf("姓名:%s,票数:%d\n", (p + i)->name, (p + i)->count);
	}
}
int main()
{
	struct Person leader[3] = { "曹操",0,"刘备",0,"孙权",0 };
	Ticket(leader, sizeof(leader) / sizeof(leader[0]));
	Show(leader, sizeof(leader) / sizeof(leader[0]));
 
	return 0;
}

运行结果：

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