C语言结构体
C语言中关于结构体的关键知识点总结：
1. 结构体定义
基本语法：使用struct关键字定义结构体类型，结构体内可以包含多个不同类型的成员。
示例：struct Person { char name[50]; int age; };
2. 结构体变量声明
单独声明：在结构体类型定义后，可以声明该类型的变量。
示例：struct Person person1;
同时声明和定义：在定义结构体的同时声明变量。
示例：struct Person { char name[50]; int age; } person1;
3. 结构体成员访问
通过结构体变量：使用.操作符访问结构体成员。
示例：person1.name = “Alice”;
通过结构体指针：使用->操作符访问结构体成员。
示例：struct Person *p = &person1; p->name = “Bob”;
4. 结构体数组与指针
结构体数组：可以声明结构体类型的数组，用于存储多个结构体实例。
示例：struct Person people[10];
结构体指针数组：数组元素为指向结构体的指针。
示例：struct Person *peoplePtr[10];
5. 嵌套结构体
结构体中可以包含其他结构体作为成员。
示例：struct Address { char street[100]; char city[50]; }; struct Employee { char name[50]; int id; struct Address addr; };
6. 结构体作为函数参数与返回值
作为参数：可以将结构体变量或结构体指针作为函数参数传递。
作为返回值：函数可以返回结构体类型或结构体指针类型的值。
7. 结构体内存布局与对齐
内存布局：结构体成员在内存中的排列顺序与定义顺序一致。
对齐：编译器可能会根据平台要求对结构体成员进行对齐，以提高访问效率。
#pragma pack：可以使用编译器特定的指令（如#pragma pack）来控制对齐方式。
8. 位字段（Bit-fields）
结构体中可以定义位字段，用于紧凑地存储数据。
示例：struct PackedData { unsigned int a : 1; unsigned int b : 3; unsigned int c : 4; };
9. 结构体与联合体的区别
结构体：所有成员在内存中占用独立的空间。
联合体（Union）：所有成员共享同一块内存空间，同一时间只能存储一个成员的值。
10. 结构体与枚举的结合使用
枚举类型可以作为结构体的成员，用于表示有限数量的选项或状态。
示例：enum Color { RED, GREEN, BLUE }; struct Pixel { enum Color color; int intensity; };
11. 结构体初始化与赋值
初始化：可以在声明结构体变量时直接初始化其成员。
赋值：可以使用赋值语句对结构体成员进行赋值，也可以将一个结构体变量的值赋给另一个同类型的变量。
12. 动态分配结构体内存
可以使用malloc、calloc等函数动态分配结构体所需的内存空间。
使用完动态分配的内存后，应使用free函数释放。
这些知识点涵盖了C语言中结构体的大部分内容，是理解和使用结构体的基础。在实际编程中，结构体的应用非常广泛，特别是在需要组织复杂数据时。
示例1：基本结构体声明和使用
#include <stdio.h>
struct Person {
char name[50];
int age;
};
int main() {
struct Person p1;
p1.name = "Alice";
p1.age = 30;
printf("Name: %s, Age: %d\n", p1.name, p1.age);
return 0;
}
注意：此示例中的字符串赋值可能在某些编译器上导致警告或错误，因为name数组是通过逐个字符赋值或strcpy函数来初始化的。为了简化，这里直接赋值，但在实际代码中应使用strcpy。
在您的C语言代码中，尝试直接将字符串赋值给字符数组 p1.name 的方式是错误的。在C语言中，数组名（如 p1.name）是一个常量指针，指向数组的首元素，您不能直接使用赋值运算符（=）将一个字符串字面量（如 “Alice”）赋给整个数组。字符串字面量通常存储在只读内存段中，而数组 p1.name 是可写的。
要正确地将字符串复制到字符数组中，您应该使用 strcpy 函数（需要包含头文件
#include <stdio.h>
#include <string.h> // 包含strcpy函数所需的头文件
struct Person {
char name[50];
int age;
};
int main() {
struct Person p1;
strcpy(p1.name, "Alice"); // 使用strcpy函数复制字符串
p1.age = 30;
printf("Name: %s, Age: %d\n", p1.name, p1.age);
return 0;
}
现在，这段代码应该可以正确编译并运行，输出：
Name: Alice, Age: 30
请注意，使用 strcpy 函数时要确保目标数组有足够的空间来存储源字符串，包括结尾的空字符（\0）。在您的例子中，p1.name 数组的大小为50个字符，足够存储 “Alice” 字符串及其结尾的空字符。
示例2：结构体数组
#include <stdio.h>
struct Book {
char title[100];
char author[50];
float price;
};
int main() {
struct Book library[3];
// 初始化
strcpy(library[0].title, "Book1");
strcpy(library[0].author, "Author1");
library[0].price = 29.99;
// 类似地初始化其他书籍
// 输出
for (int i = 0; i < 3; i++) {
printf("Book %d: %s by %s, Price: $%.2f\n", i+1, library[i].title, library[i].author, library[i].price);
}
return 0;
}
注意：这里使用了strcpy来复制字符串到结构体数组的元素中。
示例3：结构体指针
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
struct Student {
char name[50];
int id;
};
int main() {
struct Student *s1;
s1 = (struct Student*)malloc(sizeof(struct Student));
strcpy(s1->name, "Bob");
s1->id = 12345;
printf("Name: %s, ID: %d\n", s1->name, s1->id);
free(s1);
return 0;
}
注意：此示例使用了动态内存分配，因此需要包含stdlib.h头文件，并在使用完结构体后释放内存。
示例4：嵌套结构体
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct Address {
char street[100];
char city[50];
};
struct Employee {
char name[50];
int id;
struct Address addr;
};
int main() {
struct Employee emp;
strcpy(emp.name, "Charlie");
emp.id = 67890;
strcpy(emp.addr.street, "123 Main St");
strcpy(emp.addr.city, "Anytown");
printf("Employee: %s, ID: %d, Address: %s, %s\n", emp.name, emp.id, emp.addr.street, emp.addr.city);
return 0;
}
示例5：结构体作为函数参数
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct Car {
char make[50];
char model[50];
int year;
};
void printCar(struct Car c) {
printf("Car: %s %s (%d)\n", c.make, c.model, c.year);
}
int main() {
struct Car myCar;
strcpy(myCar.make, "Toyota");
strcpy(myCar.model, "Camry");
myCar.year = 2020;
printCar(myCar);
return 0;
}
示例6：结构体作为函数返回类型
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct Date {
int day;
int month;
int year;
};
struct Date getCurrentDate() {
struct Date today;
today.day = 15;
today.month = 8;
today.year = 2023;
return today;
}
int main() {
struct Date today = getCurrentDate();
printf("Today's date: %d-%d-%d\n", today.day, today.month, today.year);
return 0;
}
示例7：结构体比较
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct Product {
char name[50];
float price;
};
int compareProducts(struct Product p1, struct Product p2) {
return strcmp(p1.name, p2.name);
}
int main() {
struct Product apple, banana;
strcpy(apple.name, "Apple");
apple.price = 0.99;
strcpy(banana.name, "Banana");
banana.price = 0.59;
if (compareProducts(apple, banana) < 0) {
printf("Apple comes before Banana alphabetically.\n");
} else {
printf("Banana comes before or is the same as Apple alphabetically.\n");
}
return 0;
}
示例8：结构体中的位字段
#include <stdio.h>
struct PackedData {
unsigned int a : 1;
unsigned int b : 3;
unsigned int c : 4;
};
int main() {
struct PackedData pd;
pd.a = 1;
pd.b = 6;
pd.c = 15;
printf("Packed Data: a=%u, b=%u, c=%u\n", pd.a, pd.b, pd.c);
return 0;
}
示例9：结构体与联合体（共用体）的区别
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct Data1 {
int i;
float f;
};
union Data2 {
int i;
float f;
};
int main() {
struct Data1 d1;
union Data2 d2;
d1.i = 10;
d1.f = 9.75;
printf("Struct: int=%d, float=%f\n", d1.i, d1.f); // 输出两个值
d2.i = 10;
d2.f = 9.75;
printf("Union: int=%d, float=%f\n", d2.i, d2.f); // 只有一个值有效，取决于最后赋值的类型
return 0;
}
示例10：结构体与枚举结合使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
enum Color { RED, GREEN, BLUE };
struct Pixel {
enum Color color;
int intensity;
};
int main() {
struct Pixel p;
p.color = GREEN;
p.intensity = 255;
printf("Pixel color: %d, Intensity: %d\n", p.color, p.intensity);
return 0;
}