在本教程中，您將學(xué)習(xí)C語(yǔ)言編程中的結(jié)構(gòu)類(lèi)型。您將借助示例學(xué)習(xí)定義和使用結(jié)構(gòu)。
在C語(yǔ)言編程中，有時(shí)需要存儲(chǔ)實(shí)體的多個(gè)屬性。 實(shí)體不必僅具有一種類(lèi)型的所有信息。 它可以具有不同數(shù)據(jù)類(lèi)型的不同屬性。
C 數(shù)組允許定義可存儲(chǔ)相同類(lèi)型數(shù)據(jù)項(xiàng)的變量，結(jié)構(gòu)是 C 編程中另一種用戶(hù)自定義的可用的數(shù)據(jù)類(lèi)型，它允許您存儲(chǔ)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)項(xiàng)。
結(jié)構(gòu)用于表示一條記錄，假設(shè)您想要跟蹤圖書(shū)館中書(shū)本的動(dòng)態(tài)，您可能需要跟蹤每本書(shū)的下列屬性：
Title
Author
Subject
Book ID
為了定義結(jié)構(gòu)，您必須使用 struct 關(guān)鍵詞。struct 語(yǔ)句定義了一個(gè)包含多個(gè)成員的新的數(shù)據(jù)類(lèi)型，struct 語(yǔ)句的格式如下：
struct tag {
member-list
member-list
member-list
...
} variable-list ;tag 是結(jié)構(gòu)體標(biāo)簽。
member-list 是標(biāo)準(zhǔn)的變量定義，比如 int i; 或者 float f，或者其他有效的變量定義。
variable-list 結(jié)構(gòu)變量，定義在結(jié)構(gòu)的末尾，最后一個(gè)分號(hào)之前，您可以指定一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)變量。下面是聲明 Book 結(jié)構(gòu)的方式：
struct Books
{
char title[50];
char author[50];
char subject[100];
int book_id;
} book;在一般情況下，tag、member-list、variable-list 這 3 部分至少要出現(xiàn) 2 個(gè)。以下為示例：
//此聲明聲明了擁有3個(gè)成員的結(jié)構(gòu)體，分別為整型的a，字符型的b和雙精度的c
//同時(shí)又聲明了結(jié)構(gòu)體變量s1
//這個(gè)結(jié)構(gòu)體并沒(méi)有標(biāo)明其標(biāo)簽
struct
{
int a;
char b;
double c;
} s1;
//此聲明聲明了擁有3個(gè)成員的結(jié)構(gòu)體，分別為整型的a，字符型的b和雙精度的c
//結(jié)構(gòu)體的標(biāo)簽被命名為SIMPLE,沒(méi)有聲明變量
struct SIMPLE
{
int a;
char b;
double c;
};
//用SIMPLE標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)體，另外聲明了變量t1、t2、t3
struct SIMPLE t1, t2[20], *t3;
//也可以用typedef創(chuàng)建新類(lèi)型
typedef struct
{
int a;
char b;
double c;
} Simple2;
//現(xiàn)在可以用Simple2作為類(lèi)型聲明新的結(jié)構(gòu)體變量
Simple2 u1, u2[20], *u3;在上面的聲明中，第一個(gè)和第二聲明被編譯器當(dāng)作兩個(gè)完全不同的類(lèi)型，即使他們的成員列表是一樣的，如果令 t3=&s1，則是非法的。
結(jié)構(gòu)體的成員可以包含其他結(jié)構(gòu)體，也可以包含指向自己結(jié)構(gòu)體類(lèi)型的指針，而通常這種指針的應(yīng)用是為了實(shí)現(xiàn)一些更高級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如鏈表和樹(shù)等。
//此結(jié)構(gòu)體的聲明包含了其他的結(jié)構(gòu)體
struct COMPLEX
{
char string[100];
struct SIMPLE a;
};
//此結(jié)構(gòu)體的聲明包含了指向自己類(lèi)型的指針
struct NODE
{
char string[100];
struct NODE *next_node;
};如果兩個(gè)結(jié)構(gòu)體互相包含，則需要對(duì)其中一個(gè)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行不完整聲明，如下所示：
struct B; //對(duì)結(jié)構(gòu)體B進(jìn)行不完整聲明
//結(jié)構(gòu)體A中包含指向結(jié)構(gòu)體B的指針
struct A
{
struct B *partner;
//other members;
};
//結(jié)構(gòu)體B中包含指向結(jié)構(gòu)體A的指針，在A聲明完后，B也隨之進(jìn)行聲明
struct B
{
struct A *partner;
//other members;
};和其它類(lèi)型變量一樣，對(duì)結(jié)構(gòu)體變量可以在定義時(shí)指定初始值。
#include <stdio.h>
struct Books
{
char title[50];
char author[50];
char subject[100];
int book_id;
} book = {"C 語(yǔ)言", "nhooo", "編程語(yǔ)言", 123456};
int main()
{
printf("書(shū)名： %s\n作者： %s\n主題： %s\nBookID %d\n", book.title, book.author, book.subject, book.book_id);
}執(zhí)行輸出結(jié)果為：
書(shū)名： C 語(yǔ)言 作者： nhooo 主題： 編程語(yǔ)言 BookID 123456
為了訪問(wèn)結(jié)構(gòu)的成員，我們使用成員訪問(wèn)運(yùn)算符（.）。成員訪問(wèn)運(yùn)算符是結(jié)構(gòu)變量名稱(chēng)和我們要訪問(wèn)的結(jié)構(gòu)成員之間的一個(gè)句號(hào)。您可以使用 struct 關(guān)鍵字來(lái)定義結(jié)構(gòu)類(lèi)型的變量。下面的示例演示了結(jié)構(gòu)的用法：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct Books
{
char title[50];
char author[50];
char subject[100];
int book_id;
};
int main( )
{
struct Books Book1; /* 聲明 Book1，類(lèi)型為 Books */
struct Books Book2; /* 聲明 Book2，類(lèi)型為 Books */
/* Book1 詳述 */
strcpy( Book1.title, "C 編程語(yǔ)言");
strcpy( Book1.author, "Nuha Ali");
strcpy( Book1.subject, "C 編程語(yǔ)言教程");
Book1.book_id = 6495407;
/* Book2 詳述 */
strcpy( Book2.title, "JAVA編程語(yǔ)言");
strcpy( Book2.author, "Seagull Ali");
strcpy( Book2.subject, "JAVA編程語(yǔ)言教程");
Book2.book_id = 6495700;
/* 輸出 Book1 信息 */
printf( "Book 1 書(shū)名： %s\n", Book1.title);
printf( "Book 1 作者： %s\n", Book1.author);
printf( "Book 1 主題： %s\n", Book1.subject);
printf( "Book 1 編號(hào)： %d\n", Book1.book_id);
/* 輸出 Book2 信息 */
printf( "Book 2 書(shū)名： %s\n", Book2.title);
printf( "Book 2 作者： %s\n", Book2.author);
printf( "Book 2 主題： %s\n", Book2.subject);
printf( "Book 2 編號(hào)： %d\n", Book2.book_id);
return 0;
}當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：
Book 1 書(shū)名： C 編程語(yǔ)言 Book 1 作者： Nuha Ali Book 1 主題： C 編程語(yǔ)言教程 Book 1 編號(hào)： 6495407 Book 2 書(shū)名： JAVA編程語(yǔ)言 Book 2 作者： Seagull Ali Book 2 主題： JAVA編程語(yǔ)言教程 Book 2 編號(hào)： 6495700
您可以把結(jié)構(gòu)作為函數(shù)參數(shù)，傳參方式與其他類(lèi)型的變量或指針類(lèi)似。您可以使用上面示例中的方式來(lái)訪問(wèn)結(jié)構(gòu)變量：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct Books
{
char title[50];
char author[50];
char subject[100];
int book_id;
};
/* 函數(shù)聲明 */
void printBook( struct Books book );
int main( )
{
struct Books Book1; /* 聲明 Book1，類(lèi)型為 Books */
struct Books Book2; /* 聲明 Book2，類(lèi)型為 Books */
/* Book1 詳述 */
strcpy( Book1.title, "C 編程語(yǔ)言");
strcpy( Book1.author, "Nuha Ali");
strcpy( Book1.subject, "C 編程語(yǔ)言教程");
Book1.book_id = 6495407;
/* Book2 詳述 */
strcpy( Book2.title, "JAVA編程語(yǔ)言");
strcpy( Book2.author, "Seagull Ali");
strcpy( Book2.subject, "JAVA編程語(yǔ)言教程");
Book2.book_id = 6495700;
/* 輸出 Book1 信息 */
printBook( Book1 );
/* 輸出 Book2 信息 */
printBook( Book2 );
return 0;
}
void printBook( struct Books book )
{
printf( "Book 書(shū)名： %s\n", book.title);
printf( "Book 作者： %s\n", book.author);
printf( "Book 主題： %s\n", book.subject);
printf( "Book 編號(hào)： %d\n", book.book_id);
}當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：
Book 書(shū)名： C 編程語(yǔ)言 Book 作者： Nuha Ali Book 主題： C 編程語(yǔ)言教程 Book 編號(hào)： 6495407 Book 書(shū)名： JAVA編程語(yǔ)言 Book 作者： Seagull Ali Book 主題： JAVA編程語(yǔ)言教程 Book 編號(hào)： 6495700
您可以定義指向結(jié)構(gòu)的指針，方式與定義指向其他類(lèi)型變量的指針相似，如下所示：
struct Books *struct_pointer;
現(xiàn)在，您可以在上述定義的指針變量中存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)變量的地址。為了查找結(jié)構(gòu)變量的地址，請(qǐng)把 & 運(yùn)算符放在結(jié)構(gòu)名稱(chēng)的前面，如下所示：
struct_pointer = &Book1;
為了使用指向該結(jié)構(gòu)的指針訪問(wèn)結(jié)構(gòu)的成員，您必須使用 -> 運(yùn)算符，如下所示：
struct_pointer->title;
讓我們使用結(jié)構(gòu)指針來(lái)重寫(xiě)上面的示例，這將有助于您理解結(jié)構(gòu)指針的概念：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct Books
{
char title[50];
char author[50];
char subject[100];
int book_id;
};
/* 函數(shù)聲明 */
void printBook( struct Books *book );
int main( )
{
struct Books Book1; /* 聲明 Book1，類(lèi)型為 Books */
struct Books Book2; /* 聲明 Book2，類(lèi)型為 Books */
/* Book1 詳述 */
strcpy( Book1.title, "C 編程語(yǔ)言");
strcpy( Book1.author, "Nuha Ali");
strcpy( Book1.subject, "C 編程語(yǔ)言教程");
Book1.book_id = 6495407;
/* Book2 詳述 */
strcpy( Book2.title, "JAVA編程語(yǔ)言");
strcpy( Book2.author, "Seagull Ali");
strcpy( Book2.subject, "JAVA編程語(yǔ)言教程");
Book2.book_id = 6495700;
/* 通過(guò)傳 Book1 的地址來(lái)輸出 Book1 信息 */
printBook( &Book1 );
/* 通過(guò)傳 Book2 的地址來(lái)輸出 Book2 信息 */
printBook( &Book2 );
return 0;
}
void printBook( struct Books *book )
{
printf( "Book 書(shū)名： %s\n", book->title);
printf( "Book 作者： %s\n", book->author);
printf( "Book 主題： %s\n", book->subject);
printf( "Book 編號(hào)： %d\n", book->book_id);
}當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：
Book 書(shū)名： C 編程語(yǔ)言 Book 作者： Nuha Ali Book 主題： C 編程語(yǔ)言教程 Book 編號(hào)： 6495407 Book 書(shū)名： JAVA編程語(yǔ)言 Book 作者： Seagull Ali Book 主題： JAVA編程語(yǔ)言教程 Book 編號(hào)： 6495700
有些信息在存儲(chǔ)時(shí)，并不需要占用一個(gè)完整的字節(jié)，而只需占幾個(gè)或一個(gè)二進(jìn)制位。例如在存放一個(gè)開(kāi)關(guān)量時(shí)，只有 0 和 1 兩種狀態(tài)，用 1 位二進(jìn)位即可。為了節(jié)省存儲(chǔ)空間，并使處理簡(jiǎn)便，C 語(yǔ)言又提供了一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為"位域"或"位段"。
所謂"位域"是把一個(gè)字節(jié)中的二進(jìn)位劃分為幾個(gè)不同的區(qū)域，并說(shuō)明每個(gè)區(qū)域的位數(shù)。每個(gè)域有一個(gè)域名，允許在程序中按域名進(jìn)行操作。這樣就可以把幾個(gè)不同的對(duì)象用一個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制位域來(lái)表示。
典型的示例：
用 1 位二進(jìn)位存放一個(gè)開(kāi)關(guān)量時(shí)，只有 0 和 1 兩種狀態(tài)。
讀取外部文件格式——可以讀取非標(biāo)準(zhǔn)的文件格式。例如：9 位的整數(shù)。
位域定義與結(jié)構(gòu)定義相仿，其形式為：
struct 位域結(jié)構(gòu)名
{
位域列表
};其中位域列表的形式為：
類(lèi)型說(shuō)明符 位域名: 位域長(zhǎng)度
例如：
struct bs{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
}data;說(shuō)明 data 為 bs 變量，共占兩個(gè)字節(jié)。其中位域 a 占 8 位，位域 b 占 2 位，位域 c 占 6 位。
讓我們?cè)賮?lái)看一個(gè)示例：
struct packed_struct {
unsigned int f1:1;
unsigned int f2:1;
unsigned int f3:1;
unsigned int f4:1;
unsigned int type:4;
unsigned int my_int:9;
} pack;在這里，packed_struct 包含了 6 個(gè)成員：四個(gè) 1 位的標(biāo)識(shí)符 f1..f4、一個(gè) 4 位的 type 和一個(gè) 9 位的 my_int。
對(duì)于位域的定義尚有以下幾點(diǎn)說(shuō)明：
一個(gè)位域存儲(chǔ)在同一個(gè)字節(jié)中，如一個(gè)字節(jié)所剩空間不夠存放另一位域時(shí)，則會(huì)從下一單元起存放該位域。也可以有意使某位域從下一單元開(kāi)始。例如：
struct bs{
unsigned a:4;
unsigned :4; /* 空域 */
unsigned b:4; /* 從下一單元開(kāi)始存放 */
unsigned c:4
}在這個(gè)位域定義中，a 占第一字節(jié)的 4 位，后 4 位填 0 表示不使用，b 從第二字節(jié)開(kāi)始，占用 4 位，c 占用 4 位。
由于位域不允許跨兩個(gè)字節(jié)，因此位域的長(zhǎng)度不能大于一個(gè)字節(jié)的長(zhǎng)度，也就是說(shuō)不能超過(guò)8位二進(jìn)位。如果最大長(zhǎng)度大于計(jì)算機(jī)的整數(shù)字長(zhǎng)，一些編譯器可能會(huì)允許域的內(nèi)存重疊，另外一些編譯器可能會(huì)把大于一個(gè)域的部分存儲(chǔ)在下一個(gè)字中。
位域可以是無(wú)名位域，這時(shí)它只用來(lái)作填充或調(diào)整位置。無(wú)名的位域是不能使用的。例如：
struct k{
int a:1;
int :2; /* 該 2 位不能使用 */
int b:3;
int c:2;
};從以上分析可以看出，位域在本質(zhì)上就是一種結(jié)構(gòu)類(lèi)型，不過(guò)其成員是按二進(jìn)位分配的。
位域的使用和結(jié)構(gòu)成員的使用相同，其一般形式為：
位域變量名.位域名 位域變量名->位域名
位域允許用各種格式輸出。
請(qǐng)看下面的示例：
main(){
struct bs{
unsigned a:1;
unsigned b:3;
unsigned c:4;
} bit,*pbit;
bit.a=1; /* 給位域賦值（應(yīng)注意賦值不能超過(guò)該位域的允許范圍） */
bit.b=7; /* 給位域賦值（應(yīng)注意賦值不能超過(guò)該位域的允許范圍） */
bit.c=15; /* 給位域賦值（應(yīng)注意賦值不能超過(guò)該位域的允許范圍） */
printf("%d,%d,%d\n",bit.a,bit.b,bit.c); /* 以整型量格式輸出三個(gè)域的內(nèi)容 */
pbit=&bit; /* 把位域變量 bit 的地址送給指針變量 pbit */
pbit->a=0; /* 用指針?lè)绞浇o位域 a 重新賦值，賦為 0 */
pbit->b&=3; /* 使用了復(fù)合的位運(yùn)算符 "&="，相當(dāng)于：pbit->b=pbit->b&3，位域 b 中原有值為 7，與 3 作按位與運(yùn)算的結(jié)果為 3（111&011=011，十進(jìn)制值為 3） */
pbit->c|=1; /* 使用了復(fù)合位運(yùn)算符"|="，相當(dāng)于：pbit->c=pbit->c|1，其結(jié)果為 15 */
printf("%d,%d,%d\n",pbit->a,pbit->b,pbit->c); /* 用指針?lè)绞捷敵隽诉@三個(gè)域的值 */
}上例程序中定義了位域結(jié)構(gòu) bs，三個(gè)位域?yàn)?a、b、c。說(shuō)明了 bs 類(lèi)型的變量 bit 和指向 bs 類(lèi)型的指針變量 pbit。這表示位域也是可以使用指針的。
我們使用typedef關(guān)鍵字為數(shù)據(jù)類(lèi)型創(chuàng)建別名。它通常與結(jié)構(gòu)一起使用，以簡(jiǎn)化聲明變量的語(yǔ)法。
此代碼
struct Distance{
int feet;
float inch;
};
int main() {
struct Distance d1, d2;
}等同于
typedef struct Distance{
int feet;
float inch;
} distances;
int main() {
distances d1, d2;
}您可以在C語(yǔ)言編程中的結(jié)構(gòu)內(nèi)創(chuàng)建結(jié)構(gòu)。例如，
struct complex
{
int imag;
float real;
};
struct number
{
struct complex comp;
int integers;
} num1, num2;假設(shè)，你要設(shè)置num2的變量imag值為11，怎么做呢？看下面示例：
num2.comp.imag = 11;
假設(shè)您要存儲(chǔ)有關(guān)一個(gè)人的信息：他/她的姓名，身份證號(hào)和薪水。您可以創(chuàng)建不同的變量name，citNo和salary存儲(chǔ)此信息。
如果您需要存儲(chǔ)多個(gè)人的信息怎么辦？現(xiàn)在，你需要為每個(gè)人每個(gè)信息創(chuàng)建不同的變量：name1，citNo1，salary1，name2，citNo2，salary2, 等。
更好的方法是在單個(gè)名稱(chēng)Person結(jié)構(gòu)下收集所有相關(guān)信息，并將其用于每個(gè)人。