C语言结构体(struct)常见使用方法

基本定义:结构体,通俗讲就像是打包封装,把一些有共同特征(比如同属于某一类事物的属性,往往是某种业务相关属性的聚合)的变量封装在内部,通过一定方法访问修改内部变量。

结构体定义:

第一种:只有结构体定义

struct stuff{
   char job[20];
   int age;
   float height;
};

第二种:附加该结构体类型的“结构体变量”的初始化的结构体定义

//直接带变量名DongEasy

struct stuff{
   char job[20];
   int age;
   float height;
}DongEasy;

也许初期看不习惯容易困惑,其实这就相当于:

struct stuff{
   char job[20];
   int age;
   float height; 
}; 
struct stuff DongEasy;

第三种:如果该结构体你只用一个变量DongEasy,而不再需要用

struct stuff yourname;

去定义第二个变量。

那么,附加变量初始化的结构体定义还可进一步简化出第三种:

struct{
   char job[20];
   int age;
   float height; 
}DongEasy;

把结构体名称去掉,这样更简洁,不过也不能定义其他同结构体变量了——至少我现在没掌握这种方法。
结构体变量及其内部成员变量的定义及访问:

绕口吧?要分清结构体变量和结构体内部成员变量的概念。

就像刚才的第二种提到的,结构体变量的声明可以用:

struct stuff yourname;

其成员变量的定义可以随声明进行:

struct stuff DongEasy = {"manager",30,185};

也可以考虑结构体之间的赋值:

struct stuff faker = DongEasy; //或    struct stuff faker2; //      faker2 = faker;

打印,可见结构体的每一个成员变量一模一样

如果不使用上边两种方法,那么成员数组的操作会稍微麻烦(用for循环可能好点)

DongEasy.job[0] = 'M';
DongEasy.job[1] = 'a'; 
DongEasy.age = 27; 
DongEasy.height = 185;

结构体成员变量的访问除了可以借助符号".",还可以用"->"访问(下边会提)。

引用(C++)、指针和数组:

首先是引用和指针:

int main() {
    struct stuff DongEasy; 
    struct stuff &ref = DongEasy; 
    ref.age = 100;
    printf("DongEasy.age is %d\n",DongEasy.age); 
    printf("ref.age is %d\n",ref.age);
    struct stuff *ptr = &DongEasy;
    ptr->age = 200; 
    printf("DongEasy.age is %d\n",DongEasy.age);
    printf("ptr->age is %d\n",DongEasy.age); //既然都写了,把指针引用也加上吧 
    struct stuff *&refToPtr = ptr; 
    refToPtr->age = 300; 
    printf("DongEasy.age is %d\n",DongEasy.age); 
    printf("refToPtr->age is %d\n",refToPtr->age);
 }

更正:之前给引用的初始化语句写错了,而且没注明引用是纯C中没有的东西(在这么个以C为幌子的博客中)。

引用是C++特有的一个机制,必须靠编译器支撑,至于引用转换到C中本质是什么,我有个帖子写过

结构体也不能免俗,必须有数组:

struct test{

int a[3];

int b;

};

//对于数组和变量同时存在的情况,有如下定义方法:

struct test student[3] =      {{{66,77,55},0},

{{44,65,33},0},

{{46,99,77},0}};

//特别的,可以简化成:

struct test student[3] = {{66,77,55,0},

{44,65,33,0},

{46,99,77,0}};

变长结构体

可以变长的数组

#include <stdio.h>

#include <malloc.h>

#include <string.h>

typedef struct changeable{

int iCnt;

char pc[0];

}schangeable;

main(){

printf("size of struct changeable : %d\n",sizeof(schangeable));

schangeable *pchangeable = (schangeable *)malloc(sizeof(schangeable) + 10*sizeof(char));

printf("size of pchangeable : %d\n",sizeof(pchangeable));

schangeable *pchangeable2 = (schangeable *)malloc(sizeof(schangeable) + 20*sizeof(char));

pchangeable2->iCnt = 20;

printf("pchangeable2->iCnt : %d\n",pchangeable2->iCnt);

strncpy(pchangeable2->pc,"hello world",11);

printf("%s\n",pchangeable2->pc);

printf("size of pchangeable2 : %d\n",sizeof(pchangeable2));

}

运行结果

size of struct changeable : 4

size of pchangeable : 4

pchangeable2->iCnt : 20

hello world

size of pchangeable2 : 4

结构体本身长度就是一个int长度(这个int值通常只为了表示后边的数组长度),后边的数组长度不计算在内,但是该数组可以直接使用。

(说后边是个指针吧?指针也占长度!这个是不占的!原理很简单,这个东西完全是数组后边的尾巴,malloc开辟的是一片连续空间。其实这不应该算一个机制,感觉应该更像一个技巧吧)

20160405补充:

非弹性数组不能用"char a[]"这种形式定义弹性(flexible)变量,必须明确大小。

弹性数组在结构体中,下面的形式是唯一允许的:

struct s

{

int a;

char b[] ;

};

顺序颠倒会让b和a数据重合,会在编译时不通过。

char b[] = "hell";也不行(C和C++都不行)
少了整型变量a又会让整个结构体长度为0,compiler不允许编译通过!不同的是,其实C++形式上是允许空结构体的,本质上是通过机制避免了纯空结构体和类对象,自动给空结构体对象分配一个字节(sizeof()返回1)方便区分对象,避免地址重合!所以呢,C如果有空结构体,定义两个(或一打,或干脆一个数组)该结构体的变量(对象),地址是完全一样的!·!!!!!!!!调试看程序运行,这些语句其实都被当屁放了,根本没有运行,没有实际意义,C压根不支持空结构体这种东西(或者说我也没想好什么场合有用)

struct s2

{

//      char a[]  = "hasd" ;

//      int c;

};

int main()

{

struct s2 s22;

struct s2 s23;

struct s2 s24;

struct s2 s25;

}

例外的是,C++唯独不给带弹性数组的结构体分配空间(可能怕和变长结构体机制产生某种冲突,比如大小怎么算):

struct  s

{

char b[] ;

};

struct s
{

//        char b[] ;

};

C++中两者是不一样的,空的结构体反而“大”(sizeof()返回1)

补充:这个机制利用了一个非常重要的特性——数组和指针的区别!数组和指针在很多操作上是一样的,但是本质不一样。最直观的,指针可以改指向,数组不可以,因为数组占用的每一个内存地址都用来保存变量或者对象,而指针占用的内存地址保存的是一个地址,数组没有单独的保存指向地址的这样一个结构。数组的位置是固定的,正如指针变量自身的位置也是固定的,改的是指针的值,是指向的目标地址,而因为数组不存储目标地址,所以改不了指向。企图把地址强制赋值给数组的话,也只是说把指针赋值给数组,类型不兼容。

结构体嵌套:

结构体嵌套其实没有太意外的东西,只要遵循一定规律即可:

//对于“一锤子买卖”,只对最终的结构体变量感兴趣,其中A、B也可删,不过最好带着

struct A{

struct B{

int c;

}

b;

}

a;

//使用如下方式访问:

a.b.c = 10;

特别的,可以一边定义结构体B,一边就使用上:

struct  A{

 

struct B{

int c;

}b;

struct B sb;

}a;

使用方法与测试:

a.b.c = 11;

printf("%d\n",a.b.c);

a.sb.c = 22;

printf("%d\n",a.sb.c);

结果无误。

但是如果嵌套的结构体B是在A内部才声明的,并且没定义一个对应的对象实体b,这个结构体B的大小还是不算进结构体A中。

结构体与函数:

关于传参,首先:

void func(int);

func(a.b.c);

把结构体中的int成员变量当做和普通int变量一样的东西来使用,是不用脑子就想到的一种方法。

另外两种就是传递副本和指针了 :

//struct A定义同上

//设立了两个函数,分别传递struct A结构体和其指针。

void func1(struct A a){

printf("%d\n",a.b.c);

}

void func2(struct A* a){

printf("%d\n",a->b.c);

}

main(){

a.b.c = 112;

struct A * pa;

pa = &a;

func1(a);

func2(&a);

func2(pa);

}

占用内存空间:

struct结构体,在结构体定义的时候不能申请内存空间,不过如果是结构体变量,声明的时候就可以分配——两者关系就像C++的类与对象,对象才分配内存(不过严格讲,作为代码段,结构体定义部分“.text”真的就不占空间了么?当然,这是另外一个范畴的话题)。

结构体的大小通常(只是通常)是结构体所含变量大小的总和,下面打印输出上述结构体的size:

printf("size of struct man:%d\n",sizeof(struct man));

printf("size:%d\n",sizeof(DongEasy));

结果毫无悬念,都是28:分别是char数组20,int变量4,浮点变量4.

下边说说不通常:

对于结构体中比较小的成员,可能会被强行对齐,造成空间的空置,这和读取内存的机制有关,为了效率。通常32位机按4字节对齐,小于的都当4字节,有连续小于4字节的,可以不着急对齐,等到凑够了整,加上下一个元素超出一个对齐位置,才开始调整,比如3+2或者1+4,后者都需要另起(下边的结构体大小是8bytes),相关例子就多了,不赘述。

struct s

{

    char a;

    short b;

    int c;

}

相应的,64位机按8字节对齐。不过对齐不是绝对的,用#pragma pack()可以修改对齐,如果改成1,结构体大小就是实实在在的成员变量大小的总和了。

和C++的类不一样,结构体不可以给结构体内部变量初始化,。

如下,为错误示范:

#include<stdio.h>

//直接带变量名DongEasy

struct stuff{

      char job[20] = "Programmer";

      char job[];

      int age = 27;

      float height = 185;

}DongEasy;
  1. PS:结构体的声明也要注意位置的,作用域不一样。
  2. C++的结构体变量的声明定义和C有略微不同,说白了就是更“面向对象”风格化,要求更低。