C语言 struct 结构体超详细讲解

什么是C语言结构体？

C语言中的结构体是一种自定义数据类型，可以将多个不同数据类型的变量打包成一个整体，方便程序中的数据组织和管理。

结构体的语法如下：

struct 结构体名 {
    数据类型1 变量名1;
    数据类型2 变量名2;
    ...
    数据类型n 变量名n;
};

其中，结构体名是自定义的名称，可以根据需要进行修改。数据类型可以是基本数据类型、数组、指针、其他结构体等。变量名是结构体内部的成员变量，用于存储数据。

如何定义和使用结构体变量？

我们可以根据定义的结构体来创建结构体变量，示例代码如下：

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

int main() {
    // 创建结构体变量
    struct Student stu1;

    // 初始化结构体变量
    strcpy(stu1.name, "张三");
    stu1.age = 18;
    stu1.score = 88.5;

    // 使用结构体变量
    printf("姓名：%s，年龄：%d，分数：%f", stu1.name, stu1.age, stu1.score);

    return 0;
}

在上面的示例代码中，我们定义了一个结构体 Student，包含了一个字符数组 name，一个整型变量 age，和一个浮点数 score。通过创建结构体变量 stu1，并分别赋值给结构体成员变量，我们可以在程序中使用这个结构体变量，并通过成员访问符“.”来访问结构体成员。

结构体的嵌套和指针访问

结构体可以嵌套定义和使用，同时也可以通过指针访问结构体成员。示例代码如下：

struct Address {
    char city[20];
    char street[20];
};

struct People {
    char name[20];
    int age;
    struct Address addr; // 嵌套结构体
};

int main() {
    // 创建结构体变量并初始化
    struct People p1 = {"张三", 18, {"广州", "天河路"}};

    // 访问嵌套的结构体成员
    printf("姓名：%s，年龄：%d，城市：%s，街道：%s", p1.name, p1.age, p1.addr.city, p1.addr.street);

    // 创建指向结构体变量的指针
    struct People *pp = &p1;

    // 通过指针访问结构体成员
    printf("姓名：%s，年龄：%d，城市：%s，街道：%s", pp->name, pp->age, pp->addr.city, pp->addr.street);

    return 0;
}

在上述示例代码中，我们定义了一个结构体 Address，包含了城市和街道两个成员变量。然后我们再定义了一个结构体 People，包含了姓名、年龄、以及一个地址结构体作为成员变量。通过嵌套结构体的方式，我们可以实现更复杂的数据结构。

同时，我们还定义了一个指向结构体变量的指针 pp，通过指针访问结构体成员使用的是“->”运算符。

结构体的数组和动态内存分配

和其他自定义数据类型一样，结构体也可以作为数组的元素来使用。同时，我们还可以通过动态内存分配的方式，动态地创建结构体对象。示例代码如下：

// 定义一个包含年、月、日成员的结构体
struct Date {
    int year;
    int month;
    int day;
};

int main() {
    struct Date dates[3] = {
        {2020, 1, 1},
        {2020, 2, 14},
        {2021, 5, 1}
    };

    // 创建指向结构体变量的指针
    struct Date *pdate = (struct Date*) malloc(sizeof(struct Date));

    // 动态分配内存，初始化结构体变量
    pdate->year = 2022;
    pdate->month = 1;
    pdate->day = 1;

    // 使用结构体数组和指针
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        printf("日期：%d-%d-%d\n", dates[i].year, dates[i].month, dates[i].day);
    }

    printf("日期：%d-%d-%d\n", pdate->year, pdate->month, pdate->day);

    // 释放动态分配的内存
    free(pdate);

    return 0;
}

在上述示例代码中，我们定义了一个结构体 Date，包含了年、月、日三个成员变量。然后我们创建了一个结构体数组 dates，包含了三个日期对象。接着，我们又动态地创建了一个结构体对象 pdate，并且释放了动态分配的内存。

总结

结构体是C语言中重要的自定义数据类型，可以方便地打包多个数据，形成一个整体。通过嵌套、数组和指针等操作，我们可以更灵活地使用和管理结构体。在实际的编程过程中，掌握好结构体的使用，可以大大提高程序的可读性和可维护性。