C语言学习–结构体

结构体

1. 结构体

在C语言中,可以使用结构体(Struct)来存放一组不同类型的数据。结构体的定义形式为:

struct 结构体名{
    结构体所包含的变量或数组
};

结构体是一种集合,它里面包含了多个变量或数组,它们的类型可以相同,也可以不同,每个这样的变量或数组都称为结构体的成员(Member).
例如:

struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在学习小组
    float score;  //成绩
};//注意:大括号后面的分号;不能少,这是一条完整的语句。

 //stu 为结构体名,它包含了 5 个成员,分别是 name、num、age、group、score。
//结构体成员的定义方式与变量和数组的定义方式相同,只是不能初始化。

2.结构体变量

结构体是一种数据类型,那么就可以用它来定义变量。例如:
1.定义结构体的同时定义结构体变量

//格式:
struct 结构体名{
    //定义结构体内部变量
}结构体变量1,结构体变量2;

struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在学习小组
    float score;  //成绩
} stu1, stu2;//stu1,stu2是结构体变量的名称

2.先定义结构体,然后再定义结构体变量

struct Student{
    char name[21];//学生姓名
    int age;      //学生年龄
};
struct Student stu1; 
//这句话表示定义一个Student结构体类型的变量,变量名称是stu1;
//stu1 因为是Student 类型,stu1可以存放学生的姓名、年龄
struct Student stu2,stu3,stu4; 
// 可以定义多个结构体变量 其中每个结构体变量都是可以存放学生的姓名、年龄

3.使用匿名结构体定义结构体变量

//格式
struct {
    //定义结构体内部变量
}结构体变量1,结构体变量2....;

//举例
struct {
    char name[21];//学生姓名
    int age;      //学生年龄
}stu1,stu2;
注意:若要定义指向结构的指针则
struct Student* stu_ptr;//不要忘了关键字struct

3. 成员的获取和赋值

结构体和数组类似,也是一组数据的集合,整体使用没有太大的意义。数组使用下标[]获取单个元素,结构体使用点号.获取单个成员。获取结构体成员的一般格式为:

结构体变量名.成员名;
赋值(1.一个一个赋值)
#include <stdio.h>
int main()
{
    struct{
            char *name;  //姓名
            int num;  //学号
            int age;  //年龄
            char group;  //所在小组
            float score;  //成绩
           } stu1;
    //给结构体成员赋值
    stu1.name = "Tom";
    stu1.num = 12;
    stu1.age = 18;
    stu1.group = 'A';
    stu1.score = 136.5;
    //读取结构体成员的值
    printf("%s的学号是%d,年龄是%d,在%c组,今年的成绩是%.1f!\n", stu1.name, stu1.num, stu1.age, stu1.group, stu1.score);
     return 0;
}

赋值(2.一起赋值)
struct{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
} stu1, stu2 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 };

注意:

  1. 不过整体赋值仅限于定义结构体变量的时候,在使用过程中只能对成员逐一赋值,这和数组的赋值非常类似。
  2. 需要注意的是,结构体是一种自定义的数据类型,是创建变量的模板,不占用内存空间;结构体变量才包含了实实在在的数据,需要内存空间来存储。

4.结构体数组

所谓结构体数组,是指数组中的每个元素都是一个结构体。在实际应用中,C语言结构体数组常被用来表示一个拥有相同数据结构的群体,比如一个班的学生、一个车间的职工等。

结构体数组的定义:

  1. 定义结构体数组和定义结构体变量的方式类似。
struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组 
    float score;  //成绩
}class[5];
//表示5个学生,结构体里面包括学生的身份信息资料

2. 结构体数组在定义的同时也可以初始化。
struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组 
    float score;  //成绩
}class[5] = {
    {"Li ping", 5, 18, 'C', 145.0},
    {"Zhang ping", 4, 19, 'A', 130.5},
    {"He fang", 1, 18, 'A', 148.5},
    {"Cheng ling", 2, 17, 'F', 139.0},
    {"Wang ming", 3, 17, 'B', 144.5}
};//里面一一对应//

3. 当对数组中全部元素赋值时,也可不给出数组长度。
struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组 
    float score;  //成绩
}class[] = {
    {"Li ping", 5, 18, 'C', 145.0},
    {"Zhang ping", 4, 19, 'A', 130.5},
    {"He fang", 1, 18, 'A', 148.5},
    {"Cheng ling", 2, 17, 'F', 139.0},
    {"Wang ming", 3, 17, 'B', 144.5}
};

注意:

  1. class[5]是数组索引下标是0-1-2-3-4,没有5。
  2. class是结构体数组的名称。
  3. 引用结构体数组成员的方式 结构体数组名.成员名(与结构体变量引用成员相同)
  4. 结构体数组的使用:
    例如,获取 Wang ming 的成绩:
    class[4].score;
    修改 Li ping 的学习小组:
    class[0].group = ‘B’;

案例

C语言程序设计案例:计算全班学生的总成绩、平均成绩和以及 140 分以下的人数。

#include <stdio.h>
struct{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
}class[] = {
    {"Li ping", 5, 18, 'C', 145.0},
    {"Zhang ping", 4, 19, 'A', 130.5},
    {"He fang", 1, 18, 'A', 148.5},
    {"Cheng ling", 2, 17, 'F', 139.0},
    {"Wang ming", 3, 17, 'B', 144.5}
};//定义了5个学生结构体数组并初始化了数据
//主函数
int main()
{
    int i, num_140 = 0;//计数变量(是否超过140的人数)
    float sum = 0;//总成绩
    for(i=0; i<5; i++)
    {
        sum += class[i].score;//引用结构体数组成员的成绩
        if(class[i].score < 140)//判断条件
            {
                num_140++;
            } 
    }
    printf("sum=%.2f\naverage=%.2f\nnum_140=%d\n", sum, sum/5, num_140);
    return 0;
}

运行结果
sum=707.50
average=141.50
num_140=2
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C语言结构体指针

当一个指针变量指向结构体时,我们就称它为结构体指针。C语言结构体指针的定义形式一般为:

struct 结构体名 *变量名;

1.结构体指针的定义
//结构体
struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
} stu1 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 };
//结构体指针
struct stu *pstu = &stu1;

2.也可以在定义结构体的同时定义结构体指针
struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
} stu1 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 }, *pstu = &stu1;

注意:

1.结构体变量名和数组名不同,数组名在表达式中会被转换为数组指针,而结构体变量名不会,无论在任何表达式中它表示的都是整个集合本身,要想取得结构体变量的地址,必须在前面加&,所以给 pstu 赋值只能写作:
struct stu *pstu = &stu1;
//不能写成下面的形式
struct stu *pstu = stu1;(X)

2.还应该注意,结构体和结构体变量是两个不同的概念:结构体是一种数据类型,是一种创建变量的模板,编译器不会为它分配内存空间,就像 int、float、char 这些关键字本身不占用内存一样;结构体变量才包含实实在在的数据,才需要内存来存储。下面的写法是错误的,不可能去取一个结构体名的地址,也不能将它赋值给其他变量:
struct stu *pstu = &stu;
struct stu *pstu = stu;

获取结构体成员

(*pointer).memberName
 pointer->memberName
 //(*结构体指针变量名).成员名
 // 结构体指针变量名->成员名
// 案例:
 //结构体
struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
} stu1 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 };
//结构体指针
struct stu *pstu = &stu1;
 
 //其中pstu是结构体指针名
 *pstu //表取结构构体指针的地址
 *pstu = &stu1;//表示一个叫pstu的指针变量指向了一个结构体变量stu1
 //例如获取结构体成员的值
 //如果需要获取结构体指针里面的成绩和年龄的方法
 {
     1. (*pstu).age    (*pstu).score  //(*结构体指针变量名).成员名
     2. pstu->age       pstu->score   //结构体指针变量名->成员名
     3. stu1.age        stu1.score   //结构体变量名.成员名
 }

结构体指针的使用案例

#include <stdio.h>
int main()
{
    struct{
        char *name;  //姓名
        int num;  //学号
        int age;  //年龄
        char group;  //所在小组
        float score;  //成绩
    } stu1 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 }, *pstu = &stu1;

    //读取结构体成员的值
    printf("%s的学号是%d,年龄是%d,在%c组,今年的成绩是%.1f!\n", (*pstu).name, (*pstu).num, (*pstu).age, (*pstu).group, (*pstu).score);
    printf("%s的学号是%d,年龄是%d,在%c组,今年的成绩是%.1f!\n", pstu->name, pstu->num, pstu->age, pstu->group, pstu->score);

    return 0;
}


运行结果:
Tom的学号是12,年龄是18,在A组,今年的成绩是136.5!
Tom的学号是12,年龄是18,在A组,今年的成绩是136.5!

结构体数组指针的使用案例

#include <stdio.h>
struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
}stus[] = {
    {"Zhou ping", 5, 18, 'C', 145.0},
    {"Zhang ping", 4, 19, 'A', 130.5},
    {"Liu fang", 1, 18, 'A', 148.5},
    {"Cheng ling", 2, 17, 'F', 139.0},
    {"Wang ming", 3, 17, 'B', 144.5}
}, *ps;
int main()
{
    //求数组长度
    int len = sizeof(stus) / sizeof(struct stu);
    printf("Name\t\tNum\tAge\tGroup\tScore\t\n");
    for(ps=stus; ps<stus+len; ps++)
    {
        printf("%s\t%d\t%d\t%c\t%.1f\n", ps->name, ps->num, ps->age, ps->group, ps->score);
    }
    return 0;
}



运行结果:
Name            Num     Age     Group   Score
Zhou ping       5       18      C       145.0
Zhang ping      4       19      A       130.5
Liu fang        1       18      A       148.5
Cheng ling      2       17      F       139.0
Wang ming       3       17      B       144.5

结构体指针作为函数参数:

结构体变量名代表的是整个集合本身,作为函数参数时传递的整个集合,也就是所有成员,而不是像数组一样被编译器转换成一个指针。如果结构体成员较多,尤其是成员为数组时,传送的时间和空间开销会很大,影响程序的运行效率。所以最好的办法就是使用结构体指针,这时由实参传向形参的只是一个地址,非常快速。

案例

#include <stdio.h>
struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
}stus[] = {
    {"Li ping", 5, 18, 'C', 145.0},
    {"Zhang ping", 4, 19, 'A', 130.5},
    {"He fang", 1, 18, 'A', 148.5},
    {"Cheng ling", 2, 17, 'F', 139.0},
    {"Wang ming", 3, 17, 'B', 144.5}
};
void average(struct stu *ps, int len);//函数声明
int main()
{
    int len = sizeof(stus) / sizeof(struct stu);//计算数组长度
    average(stus, len);
    return 0;
}
void average(struct stu *ps, int len){
    int i, num_140 = 0;
    float average, sum = 0;
    for(i=0; i<len; i++){
        sum += (ps + i) -> score;
        if((ps + i)->score < 140) num_140++;
    }
    printf("sum=%.2f\naverage=%.2f\nnum_140=%d\n", sum, sum/5, num_140);
}


运行结果:
sum=707.50
average=141.50
num_140=2