结构体
在C语言中,数组是一组具有相同类型的数据的集合。相较于数组,使用结构体(Struct)用来存放一组不同类型的数据,结构体也是一种数据类型。
结构体包含了多个变量或数组(称为结构体的成员),它们的类型可以不同,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
};
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类似,只是不能初始化。
注意大括号后面的分号
;
不能少,这是一条完整的语句。
复杂数据类型:像 int、float、char 等是由C语言本身提供的数据类型,不能再进行分拆,我们称之为基本数据类型;而结构体可以包含多个基本类型的数据,也可以包含其他的结构体,我们将它称为复杂数据类型或构造数据类型。
结构体变量
既然结构体是一种数据类型,那么就可以用它来定义变量,注意关键字struct
不能少:
struct stu stu1, stu2; // 定义了两个 stu 类型的变量 stu1 和 stu2
定义结构体的同时定义结构体变量,将变量放在结构体定义的最后即可:
struct stu{
char *name;
int num;
int age;
char group;
float score;
} stu1, stu2; // 同时定义结构体变量
如果只需要 stu1、stu2 两个变量,后面无需再使用结构体名定义其他变量,简便起见,定义时可以不给出结构体名:
struct{ //没有写结构体名 stu
char *name;
int num;
int age;
char group;
float score;
} stu1, stu2;
这样做书写简单,但是因为没有结构体名,后面就没法用该结构体定义新的变量。
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.
获取单个成员或者给成员赋值:
struct{
char *name;
int num;
} stu1;
//赋值
stu1.name = "Tom";
stu1.num = 12;
//获取
printf("%s的学号是%d,年龄是%d!\n", stu1.name, stu1.num);
也可以在定义结构体时对结构体变量整体赋值:
struct{
char *name;
int num;
} stu1, stu2 = { "Tom", 12 };
但是不可以在定义结构体之外的地方进行整体赋值,只能对结构体变量的单个成员赋值
stu1 = { "Max", 14 }; // 错误
需要注意的是,结构体是一种自定义的数据类型,是模板,不占用内存空间,结构体变量才需要内存空间来存储
结构体数组
结构体数组即结构体作为元素构成的数组。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。
定义结构体数组和定义结构体变量的方式类似,请看下面的例子:
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];
表示一个班级有5个学生。
结构体数组在定义的同时也可以初始化,例如:
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}
};
当对数组中全部元素赋值时,也可不给出数组长度,例如:
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}
};
结构体数组的使用也很简单,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';
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
下面是一个定义结构体指针的实例:
//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;
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c
float score; //成绩
} stu1 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 }, *pstu = &stu1;
注意,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;
而不能写作:
struct stu *pstu = stu1; // 错误
获取结构体成员(->)
通过结构体指针可以获取结构体成员,一般形式为:
(*pointer).memberName
或者:
pointer->memberName
第一种写法中,.
的优先级高于*
,(*pointer)
两边的括号不能少
第二种写法中,->
习惯称为“箭头”,指针变量通过使用箭头直接取得结构体成员,这是->
在C语言中的唯一用途
上面的两种写法是等效的,通常采用第二种写法,更加直观。
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。
【示例】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 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);
int main(){
int len = sizeof(stus) / sizeof(struct stu);
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