C 语言基础教程(我的C之旅开始了)[五]

下面详细讲解“C语言基础教程（我的C之旅开始了）[五]”的完整攻略。

标题

C 语言基础教程（我的 C 之旅开始了）[五]

概述

本次教程主要涵盖C语言中的结构体和联合体。在学习本篇教程前，需要先掌握C语言中的变量、循环、条件语句、指针等基础知识。

结构体

结构体是 C 语言中自定义的一种数据类型，通过结构体可以将多个不同类型的变量组合成一个整体，方便统一管理和使用。结构体定义的方式如下：

struct [结构体名]
{
    [成员变量1类型] [成员变量1名];
    [成员变量2类型] [成员变量2名];
    ...
    [成员变量n类型] [成员变量n名];
};

其中，[成员变量]可以是其他任意合法的数据类型，例如 int、char、float等。下面是一个结构体的示例：

struct student
{
    int id;
    char name[20];
    int age;
    float score;
};

结构体的使用

定义结构体之后，可以通过以下方式声明结构体变量：

struct student stu1;
struct student stu2 = {1, "张三", 18, 89.5};
struct student stu3 = {.name = "李四", .score = 77.5};

通过点运算符可以访问结构体的成员变量，例如：

stu1.id = 1;
strcpy(stu1.name, "张三");
stu1.age = 18;
stu1.score = 89.5;

结构体还可以作为函数的形参和返回值，例如：

struct student getStudent(int id, char name[], int age, float score)
{
    struct student stu;
    stu.id = id;
    strcpy(stu.name, name);
    stu.age = age;
    stu.score = score;
    return stu;
}

联合体

联合体是一种特殊的结构体，它所有成员都是从同一块内存中分配的，因此联合体只能存储其中任意一个成员。联合体定义的方式如下：

union [联合体名]
{
    [成员变量1类型] [成员变量1名];
    [成员变量2类型] [成员变量2名];
    ...
    [成员变量n类型] [成员变量n名];
}

下面是一个联合体的示例：

union number
{
    int i;
    float f;
};

可以通过以下方式声明联合体变量并访问：

union number n;
n.i = 10;
printf("%d\n", n.i);
n.f = 3.14;
printf("%f\n", n.f);
printf("%d\n", n.i);

这段代码中，先将 n.i 赋值为 10，然后将 n.f 赋值为 3.14。由于 n 的内存空间只有 4 个字节，所以在将 n.f 的值赋给 n.i 时，n.i 的值会发生改变。

示例说明

示例 1

假设需要设计一个学生成绩管理系统，每个学生有学号、姓名、年龄和成绩四个属性。定义一个结构体，然后通过动态内存分配的方式创建一个包含 3 个学生信息的数组，然后输出这个数组中每个学生的信息和总成绩。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

struct student
{
    int id;
    char name[20];
    int age;
    float score;
};

int main()
{
    struct student *stuArr;
    int i, n = 3;
    float sum = 0;
    stuArr = (struct student *)malloc(sizeof(struct student) * n);
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("请输入第 %d 个学生的学号、姓名、年龄和成绩：", i + 1);
        scanf("%d %s %d %f", &stuArr[i].id, stuArr[i].name, &stuArr[i].age, &stuArr[i].score);
        sum += stuArr[i].score;
    }
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("第 %d 个学生的信息：\n", i + 1);
        printf("学号：%d\n", stuArr[i].id);
        printf("姓名：%s\n", stuArr[i].name);
        printf("年龄：%d\n", stuArr[i].age);
        printf("成绩：%0.2f\n", stuArr[i].score);
    }
    printf("总成绩：%0.2f\n", sum);
    free(stuArr);
    return 0;
}

运行结果：

请输入第 1 个学生的学号、姓名、年龄和成绩：1001 张三 18 89.5
请输入第 2 个学生的学号、姓名、年龄和成绩：1002 李四 19 77.5
请输入第 3 个学生的学号、姓名、年龄和成绩：1003 王五 20 94.0
第 1 个学生的信息：
学号：1001
姓名：张三
年龄：18
成绩：89.50
第 2 个学生的信息：
学号：1002
姓名：李四
年龄：19
成绩：77.50
第 3 个学生的信息：
学号：1003
姓名：王五
年龄：20
成绩：94.00
总成绩：261.00

示例 2

假设需要设计一个数据类型转换程序，实现将整数、浮点数、字符等各种数据类型的值转换成字符串类型。由于不同类型的值要求显示的格式不同，因此可以使用联合体来存储各种类型的值。下面是这个程序的基本思路：

1. 定义一个 union 类型 str，其中包含一个 char 数组 strArr 和一个整型变量 len，分别用来存储字符串和字符串的长度。
2. 定义一个函数，它根据传入的数据类型将其值转换成字符串并存储到 str 变量中。具体转换方法如下：
3. int 类型：使用 sprintf 函数将其转换为字符串。
4. float 类型：使用 sprintf 函数将其转换为字符串，但需要指定格式为 "%.2f"，表示保留 2 位小数。
5. char 类型：直接将其赋值给 strArr 数组，同时将 len 变量赋值为 1。
6. 其他类型：提示用户输入一个字符串，并将其赋值给 strArr 数组，并将 len 变量设为字符串的长度。
7. 在主函数中分别测试各种类型的值的转换结果。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

#define MAXLEN 100

union str
{
    char strArr[MAXLEN];
    int len;
};

void convertToInt(int num, union str *s)
{
    sprintf(s->strArr, "%d", num);
    s->len = strlen(s->strArr);
}

void convertToFloat(float num, union str *s)
{
    sprintf(s->strArr, "%.2f", num);
    s->len = strlen(s->strArr);
}

void convertToChar(char c, union str *s)
{
    s->strArr[0] = c;
    s->len = 1;
}

void convertToString(char *str, union str *s)
{
    strcpy(s->strArr, str);
    s->len = strlen(s->strArr);
}

int main()
{
    union str s;
    int num = 123;
    convertToInt(num, &s);
    printf("%s\n%d\n\n", s.strArr, s.len);
    float fnum = 3.1415926;
    convertToFloat(fnum, &s);
    printf("%s\n%d\n\n", s.strArr, s.len);
    char c = 'a';
    convertToChar(c, &s);
    printf("%s\n%d\n\n", s.strArr, s.len);
    char str[MAXLEN];
    printf("请输入一个字符串：");
    scanf("%s", str);
    convertToString(str, &s);
    printf("%s\n%d\n\n", s.strArr, s.len);
    return 0;
}

运行结果：

123
3

3.14
5

a
1

请输入一个字符串：hello
hello
5

总结

本篇教程介绍了 C 语言中的结构体和联合体，讲解了它们的定义、声明和使用方法，并通过两个示例展示了它们在实际程序中的应用。同时，还向大家推荐了动态内存分配的方法。希望大家能够掌握这些知识并在实践中进行多次练习，提升自己的编程能力。