前面的教程中我們講解了數組(Array),它是一組具有相同類型的數據的集合。但在實際的編程過程中,我們往往還需要一組類型不同的數據,例如對于學生信息登記表,姓名為字符串,學號為整數,年齡為整數,所在的學習小組為字符,成績為小數,因為數據類型不同,顯然不能用一個數組來存放。
在C語言中,可以使用結構體(Struct)來存放一組不同類型的數據。結構體的定義形式為:
struct 結構體名{
結構體所包含的變量或數組
};
結構體是一種集合,它里面包含了多個變量或數組,它們的類型可以相同,也可以不同,每個這樣的變量或數組都稱為結構體的成員(Member)。請看下面的一個例子:
struct stu{ char *name; //姓名 int num; //學號 int age; //年齡 char group; //所在學習小組 float score; //成績};
stu 為結構體名,它包含了 5 個成員,分別是 name、num、age、group、score。結構體成員的定義方式與變量和數組的定義方式相同,只是不能初始化。
注意大括號后面的分號;不能少,這是一條完整的語句。
結構體也是一種數據類型,它由程序員自己定義,可以包含多個其他類型的數據。
像 int、float、char 等是由C語言本身提供的數據類型,不能再進行分拆,我們稱之為基本數據類型;而結構體可以包含多個基本類型的數據,也可以包含其他的結構體,我們將它稱為復雜數據類型或構造數據類型。
結構體變量
既然結構體是一種數據類型,那么就可以用它來定義變量。例如:
struct stu stu1, stu2;
定義了兩個變量 stu1 和 stu2,它們都是 stu 類型,都由 5 個成員組成。注意關鍵字struct不能少。
stu 就像一個“模板”,定義出來的變量都具有相同的性質。也可以將結構體比作“圖紙”,將結構體變量比作“零件”,根據同一張圖紙生產出來的零件的特性都是一樣的。
你也可以在定義結構體的同時定義結構體變量:
將變量放在結構體定義的最后即可。
struct stu{ char *name; //姓名 int num; //學號 int age; //年齡 char group; //所在學習小組 float score; //成績} stu1, stu2;
如果只需要 stu1、stu2 兩個變量,后面不需要再使用結構體名定義其他變量,那么在定義時也可以不給出結構體名,如下所示:
struct{ //沒有寫 stu char *name; //姓名 int num; //學號 int age; //年齡 char group; //所在學習小組 float score; //成績} stu1, stu2;
這樣做書寫簡單,但是因為沒有結構體名,后面就沒法用該結構體定義新的變量。
理論上講結構體的各個成員在內存中是連續存儲的,和數組非常類似,例如上面的結構體變量 stu1、stu2 的內存分布如下圖所示,共占用 4+4+4+1+4 = 17 個字節。
但是在編譯器的具體實現中,各個成員之間可能會存在縫隙,對于 stu1、stu2,成員變量 group 和 score 之間就存在 3 個字節的空白填充(見下圖)。這樣算來,stu1、stu2 其實占用了 17 + 3 = 20 個字節。
關于成員變量之間存在“裂縫”的原因,我們將在《C語言和內存》專題中的《C語言內存對齊,提高尋址效率》一節中詳細講解。
成員的獲取和賦值
結構體和數組類似,也是一組數據的集合,整體使用沒有太大的意義。數組使用下標[ ]獲取單個元素,結構體使用點號.獲取單個成員。獲取結構體成員的一般格式為:
結構體變量名.成員名;
通過這種方式可以獲取成員的值,也可以給成員賦值:
#include <stdio.h>int main(){ struct{ char *name; //姓名 int num; //學號 int age; //年齡 char group; //所在小組 float score; //成績 } stu1; //給結構體成員賦值 stu1.name = "Tom"; stu1.num = 12; stu1.age = 18; stu1.group = 'A'; stu1.score = 136.5; //讀取結構體成員的值 printf("%s的學號是%d,年齡是%d,在%c組,今年的成績是%.1f!/n", stu1.name, stu1.num, stu1.age, stu1.group, stu1.score); return 0;}
運行結果:
Tom的學號是12,年齡是18,在A組,今年的成績是136.5!
除了可以對成員進行逐一賦值,也可以在定義時整體賦值,例如:
struct{ char *name; //姓名 int num; //學號 int age; //年齡 char group; //所在小組 float score; //成績} stu1, stu2 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 };
不過整體賦值僅限于定義結構體變量的時候,在使用過程中只能對成員逐一賦值,這和數組的賦值非常類似。
需要注意的是,結構體是一種自定義的數據類型,是創建變量的模板,不占用內存空間;結構體變量才包含了實實在在的數據,需要內存空間來存儲。
以上就是對 C語言結構體資料的整理,后續繼續補充相關資料,謝謝大家對本站的支持!
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