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结构体
结构体的定义和使用
结构体数组的使用
结构体指针的使用
结构体大小的计算
共用体
共用体的定义和使用
typedef用法详解
enum枚举类型 结构体
结构体的定义和使用
C语言的结构体#xff08;Struct#xff09;是一种自定义的数据类型#xff0c;它允许…目录
结构体
结构体的定义和使用
结构体数组的使用
结构体指针的使用
结构体大小的计算
共用体
共用体的定义和使用
typedef用法详解
enum枚举类型 结构体
结构体的定义和使用
C语言的结构体Struct是一种自定义的数据类型它允许我们将不同类型的数据组合在一起形成一个新的复合数据类型。结构体可以包含多个成员变量每个成员变量可以有不同的数据类型这使得结构体能够表示更复杂的数据结构。
以下是关于C语言结构体的详细说明
1、结构体的定义 结构体的定义使用关键字 struct后面跟着结构体的名称和一对大括号 {}。在大括号内部我们可以定义多个成员变量每个成员变量由类型和名称组成用分号 ; 分隔。
定义一般形式如下
struct 结构类型名
{ 数据类型 成员名 1; 数据类型 成员名 2; ...... 数据类型 成员名 n;
};
例如struct Person { char name[20]; int age; float height; }; 定义了一个名为 Person 的结构体它包含了一个字符数组 name、一个整型变量 age 和一个浮点型变量 height。
2、结构体的声明和初始化 在定义结构体之后我们可以通过声明结构体变量来使用它。结构体变量的声明方式与普通变量类似需要指定结构体的类型和变量名。例如struct Person person1; 声明了一个名为 person1 的结构体变量。我们也可以在声明结构体变量的同时进行初始化使用一对大括号 {} 将初始化的值括起来按照成员变量的顺序进行赋值。
结构初始化的一般形式如下
struct 结构类型名 结构变量 { 初始化数据 1, ...... 初始化数据 n };
例如struct Person person2 { Alice, 25, 1.65 }; 将结构体变量 person2 的成员变量分别初始化为 Alice、25 和 1.65。
3、结构体成员的访问 结构体的成员变量可以使用点运算符 . 来访问。
例如person1.age 30; 将结构体变量 person1 的 age 成员变量赋值为 30。我们也可以通过结构体指针来访问结构体的成员变量使用箭头运算符 -。
例如struct Person *ptr person1; ptr-age 30; 使用结构体指针 ptr 访问 person1 的 age 成员变量并赋值为 30。
4、结构体作为函数参数和返回值 我们可以将结构体作为函数的参数传递以便在函数内部操作结构体的成员变量。可以通过值传递或指针传递结构体参数。如果结构体较大建议使用指针传递以避免复制整个结构体。同样函数也可以返回结构体类型的值或指针。
下面是一个简单的示例代码演示了结构体的使用
#include stdio.h
#include string.h
struct Person {char name[20];int age;float height;
};void printPerson(struct Person p) {printf(Name: %s\n, p.name);printf(Age: %d\n, p.age);printf(Height: %.2f\n, p.height);
}int main() {struct Person person1 { Alice, 25, 1.65 };printPerson(person1);struct Person person2;strcpy(person2.name, Bob);person2.age 30;person2.height 1.75;printPerson(person2);return 0;
}在上述示例中我们定义了一个名为 Person 的结构体它包含了三个成员变量 name、age 和 height。然后我们定义了一个名为 printPerson 的函数它接受一个结构体类型的参数 p并在函数内部打印结构体的成员变量。
在 main 函数中我们声明了两个结构体变量 person1 和 person2并分别对它们的成员变量进行赋值。然后我们调用 printPerson 函数来打印结构体的内容。
输出结果
Name: Alice
Age: 25
Height: 1.65
Name: Bob
Age: 30
Height: 1.75这个示例展示了结构体的基本用法。结构体允许我们将不同类型的数据组合在一起形成一个新的复合数据类型从而更好地表示和操作复杂的数据结构。
结构体数组的使用
C语言的结构体数组Struct Array是一种将多个结构体对象组合在一起的数据类型。它允许我们定义一个包含多个结构体对象的数组每个结构体对象都可以包含多个成员变量这使得结构体数组能够表示更复杂的数据结构。
以下是关于C语言结构体数组的详细说明
1、结构体数组的定义 结构体数组的定义与普通数组类似需要指定数组的类型、名称和长度。
例如struct Person people[3]; 定义了一个名为 people 的结构体数组它包含了三个元素每个元素都是一个 Person 结构体对象。
2、结构体数组的初始化 结构体数组的初始化方式与普通数组类似可以使用一对大括号 {} 将初始化的值括起来按照数组元素的顺序进行赋值。每个元素的初始化值也可以使用一对大括号 {}按照结构体成员变量的顺序进行赋值。
例如struct Person people[3] { {Alice, 25, 1.65}, {Bob, 30, 1.75}, {Charlie, 35, 1.80} }; 初始化了一个包含三个 Person 结构体对象的结构体数组 people。
3、结构体数组的访问 结构体数组的元素可以使用下标运算符 [] 来访问。例如people[0].age 26; 将结构体数组 people 的第一个元素的 age 成员变量赋值为 26。我们也可以通过结构体指针来访问结构体数组的元素使用箭头运算符 -。
例如struct Person *ptr people[1]; ptr-age 31; 使用结构体指针 ptr 访问 people 的第二个元素的 age 成员变量并赋值为 31。
4、结构体数组作为函数参数和返回值 我们可以将结构体数组作为函数的参数传递以便在函数内部操作结构体数组的元素。可以通过值传递或指针传递结构体数组参数。如果结构体数组较大建议使用指针传递以避免复制整个结构体数组。同样函数也可以返回结构体数组类型的值或指针。
下面是一个简单的示例代码演示了结构体数组的使用
#include stdio.hstruct Person {char name[20];int age;float height;
};void printPeople(struct Person people[], int n) {for (int i 0; i n; i) {printf(Name: %s\n, people[i].name);printf(Age: %d\n, people[i].age);printf(Height: %.2f\n, people[i].height);}
}int main() {struct Person people[3] { {Alice, 25, 1.65}, {Bob, 30, 1.75}, {Charlie, 35, 1.80} };printPeople(people, 3);return 0;
}在上述示例中我们定义了一个名为 Person 的结构体它包含了三个成员变量 name、age 和 height。然后我们定义了一个名为 printPeople 的函数它接受一个结构体数组类型的参数 people 和一个整型变量 n并在函数内部打印结构体数组的内容。
在 main 函数中我们声明了一个包含三个 Person 结构体对象的结构体数组 people并对它们的成员变量进行赋值。然后我们调用 printPeople 函数来打印结构体数组的内容。
输出结果
Name: Alice
Age: 25
Height: 1.65
Name: Bob
Age: 30
Height: 1.75
Name: Charlie
Age: 35
Height: 1.80这个示例展示了结构体数组的基本用法。结构体数组允许我们将多个结构体对象组合在一起形成一个新的复合数据类型从而更好地表示和操作复杂的数据结构。
结构体指针的使用
C语言的结构体指针Struct Pointer是一种指向结构体对象的指针变量。使用结构体指针可以方便地操作和访问结构体的成员变量同时也可以减少内存开销和提高程序的效率。以下是关于C语言结构体指针的详细说明
1、结构体指针的定义 结构体指针的定义与普通指针类似需要指定指针的类型和名称。
例如struct Person *ptr; 定义了一个名为 ptr 的结构体指针它可以指向 Person 结构体类型的对象。
2、结构体指针的赋值 结构体指针可以通过赋值操作指向一个具体的结构体对象。
例如ptr person1; 将结构体指针 ptr 指向 person1 结构体对象的地址。
3、结构体指针的成员访问 通过结构体指针可以方便地访问结构体的成员变量。使用箭头运算符 - 可以从结构体指针中访问结构体的成员变量。
例如ptr-age 25; 将结构体指针 ptr 所指向的结构体对象的 age 成员变量赋值为 25。
4、动态分配结构体指针的内存空间 可以使用 malloc 函数动态分配结构体指针的内存空间。
例如struct Person *ptr (struct Person *)malloc(sizeof(struct Person)); 动态分配了一个 Person 结构体对象的内存空间并将其地址赋值给结构体指针 ptr。
5、结构体指针作为函数参数和返回值 结构体指针可以作为函数的参数传递以便在函数内部操作结构体对象。通过指针传递结构体参数可以避免复制整个结构体对象提高程序的效率。同样函数也可以返回结构体指针类型的值或指针。
下面是一个简单的示例代码演示了结构体指针的使用
#include stdio.h
#include stdlib.hstruct Person {char name[20];int age;float height;
};void printPerson(struct Person *ptr) {printf(Name: %s\n, ptr-name);printf(Age: %d\n, ptr-age);printf(Height: %.2f\n, ptr-height);
}int main() {struct Person person1 {Alice, 25, 1.65};struct Person *ptr person1;printPerson(ptr);struct Person *dynamicPtr (struct Person *)malloc(sizeof(struct Person));dynamicPtr-age 30;printf(Dynamic Persons Age: %d\n, dynamicPtr-age);free(dynamicPtr);return 0;
}在上述示例中我们定义了一个名为 Person 的结构体它包含了三个成员变量 name、age 和 height。然后我们定义了一个名为 printPerson 的函数它接受一个结构体指针类型的参数 ptr并在函数内部打印结构体指针所指向的结构体对象的内容。
在 main 函数中我们声明了一个 Person 结构体对象 person1并使用 运算符获取其地址并将其赋值给结构体指针 ptr。然后我们调用 printPerson 函数来打印结构体指针所指向的结构体对象的内容。
接下来我们使用 malloc 函数动态分配了一个 Person 结构体对象的内存空间并将其地址赋值给结构体指针 dynamicPtr。我们可以通过结构体指针 dynamicPtr 访问和修改动态分配的结构体对象的成员变量。最后我们使用 free 函数释放了动态分配的内存空间以防止内存泄漏。
输出结果
Name: Alice
Age: 25
Height: 1.65
Dynamic Persons Age: 30这个示例展示了结构体指针的基本用法。结构体指针可以方便地操作和访问结构体的成员变量并且可以通过动态分配内存空间来创建和释放结构体对象从而灵活地管理内存。
结构体大小的计算
在C语言中结构体的大小是由其成员变量的大小和对齐方式决定的。计算结构体大小的过程如下详细可见这篇文章
1、计算成员变量的大小 首先需要计算每个成员变量的大小。对于基本数据类型可以使用 sizeof 运算符获取其大小。例如sizeof(int) 返回整型的大小。对于数组类型的成员变量需要将数组元素的大小乘以数组的长度。
2、对齐成员变量 结构体的成员变量通常需要按照某种对齐方式排列以提高内存访问的效率。对齐方式是根据编译器和平台的不同而有所差异的一般遵循下列规则
成员变量的对齐值为其自身大小和编译器默认对齐值中较小的一个。结构体的对齐值为结构体中最大的成员变量的对齐值。
3、计算结构体的大小 结构体的大小是成员变量大小之和再根据对齐方式进行调整。通常结构体的大小是成员变量大小之和的倍数且不小于结构体中最大的成员变量的大小。
以下是一个示例来说明结构体大小的计算过程
#include stdio.hstruct Example {char c;int i;double d;
};int main() {struct Example ex;printf(Size of char: %zu\n, sizeof(char));printf(Size of int: %zu\n, sizeof(int));printf(Size of double: %zu\n, sizeof(double));printf(Size of struct Example: %zu\n, sizeof(struct Example));return 0;
}在上述示例中我们定义了一个名为 Example 的结构体它包含了一个字符型变量 c、一个整型变量 i 和一个双精度浮点型变量 d。在 main 函数中我们使用 sizeof 运算符分别打印了各个数据类型的大小以及结构体 Example 的大小。
输出结果
Size of char: 1
Size of int: 4
Size of double: 8
Size of struct Example: 16需要注意的是编译器和平台可能会有不同的对齐方式和默认对齐值因此不同的环境下计算出的结构体大小可能会有所差异。可以使用 #pragma pack 指令或编译器的特定选项来改变对齐方式和对齐值。
共用体
共用体的定义和使用
共用体Union是C语言中的一种特殊数据类型它允许在相同的内存空间中存储不同类型的数据。共用体的定义和使用如下所示
1、定义共用体 共用体的定义与结构体类似使用 union 关键字后跟共用体的名称和成员变量列表。共用体的成员变量可以是不同的数据类型但它们共享同一块内存空间。
union MyUnion {int i;float f;char c;
};在上述示例中我们定义了一个名为 MyUnion 的共用体它包含了一个整型变量 i、一个浮点型变量 f 和一个字符型变量 c。
2、使用共用体 可以通过共用体的名称和成员变量名来访问共用体的成员变量。由于共用体的成员变量共享同一块内存空间只能同时存储其中一个成员变量的值。
union MyUnion u;
u.i 10;
printf(Value of i: %d\n, u.i);
u.f 3.14;
printf(Value of f: %.2f\n, u.f);在上述示例中我们声明了一个 MyUnion 类型的变量 u并分别给 u.i 和 u.f 赋值。由于它们共享同一块内存空间改变其中一个成员变量的值会影响到其他成员变量。
3、共用体的大小 共用体的大小是其最大成员变量的大小。因为共用体的成员变量共享同一块内存空间所以共用体的大小足够容纳最大的成员变量即可。
使用 sizeof 运算符可以获取共用体的大小。
需要注意的是共用体虽然灵活但也存在潜在的问题。由于共用体的成员变量共享同一块内存空间因此在使用共用体时需要小心确保对成员变量的访问和修改是合法的。此外共用体的使用也可能导致类型转换和内存对齐等问题因此在使用共用体时需要谨慎考虑。
下面是一个完整的示例代码演示了共用体的定义和使用
#include stdio.hunion MyUnion {int i;float f;char c;
};int main() {union MyUnion u;u.i 10;printf(Value of i: %d\n, u.i);u.f 3.14;printf(Value of f: %.2f\n, u.f);printf(Size of union MyUnion: %zu\n, sizeof(union MyUnion));return 0;
}输出结果
Value of i: 10
Value of f: 3.14
Size of union MyUnion: 4根据输出结果可知共用体 MyUnion 的大小是4字节因为 int 类型的大小为4字节是共用体中最大的成员变量。
总结一下共用体是C语言中一种特殊的数据类型允许在相同的内存空间中存储不同类型的数据。它的定义和使用方式与结构体类似但共用体的成员变量共享同一块内存空间。需要注意共用体的大小、成员变量的访问和修改以及潜在的类型转换和内存对齐问题。
typedef用法详解
在C语言中typedef 是一个关键字用于为已有的数据类型创建一个新的名称。它可以简化代码提高可读性并使代码更具可维护性。typedef 的用法如下
1、为基本数据类型创建别名 typedef 可以为基本数据类型如 int、float、char 等创建别名使其在代码中使用起来更加直观。
typedef int myInt;
typedef float myFloat;
typedef char myChar;在上述示例中我们为 int 类型创建了别名 myInt为 float 类型创建了别名 myFloat为 char 类型创建了别名 myChar。
2、为结构体创建别名 typedef 还可以为结构体创建别名使结构体类型更易于使用。
typedef struct {int x;int y;
} Point;在上述示例中我们为一个匿名的结构体创建了别名 Point该结构体包含了两个整型成员变量 x 和 y。
3、为指针类型创建别名 typedef 还可以为指针类型创建别名使指针类型的声明更加简洁明了。
typedef int* IntPtr;
typedef float* FloatPtr;在上述示例中我们为 int* 类型创建了别名 IntPtr为 float* 类型创建了别名 FloatPtr。
4、为函数指针创建别名 typedef 还可以为函数指针类型创建别名使函数指针类型的声明更加简洁明了。
typedef int (*MathFunc)(int, int);在上述示例中我们为接受两个 int 类型参数并返回 int 类型结果的函数指针创建了别名 MathFunc。
使用 typedef 创建别名后我们可以直接使用别名来声明变量而无需再写出完整的数据类型。
下面是一个完整的示例代码演示了 typedef 的用法
#include stdio.h// 为基本数据类型创建别名
typedef int myInt;
typedef float myFloat;
typedef char myChar;// 为结构体创建别名
typedef struct {int x;int y;
} Point;// 为指针类型创建别名
typedef int* IntPtr;
typedef float* FloatPtr;// 为函数指针创建别名
typedef int (*MathFunc)(int, int);// 定义一个函数接受两个 int 类型参数并返回它们的和
int sum(int a, int b) {return a b;
}int main() {// 使用别名声明变量myInt num 10;myFloat pi 3.14;myChar letter A;Point p;p.x 5;p.y 3;IntPtr pInt;FloatPtr pFloat;MathFunc add sum;int result add(2, 3);// 输出变量的值printf(num %d\n, num);printf(pi %.2f\n, pi);printf(letter %c\n, letter);printf(p.x %d, p.y %d\n, p.x, p.y);printf(result %d\n, result);return 0;
}输出结果
num 10
pi 3.14
letter A
p.x 5, p.y 3
result 5根据输出结果可知我们使用 typedef 创建的别名来声明变量使代码更加简洁易读。
enum枚举类型
在 C 语言中enum 是一种枚举类型用于定义一个新的数据类型该类型的取值只能是预先定义好的一些枚举常量。枚举类型可以使代码更加易读易懂同时也可以提高代码的可维护性。
枚举类型的定义格式如下
enum 枚举名 {枚举常量1,枚举常量2,...
};其中枚举名是新定义的枚举类型的名称枚举常量是该枚举类型中定义的可取值的常量。枚举常量默认从 0 开始递增也可以手动指定初始值。例如
enum Color {RED, // 枚举常量 RED 的值为 0GREEN, // 枚举常量 GREEN 的值为 1BLUE // 枚举常量 BLUE 的值为 2
};enum Status {OK 200, // 枚举常量 OK 的值为 200BAD_REQUEST, // 枚举常量 BAD_REQUEST 的值为 201NOT_FOUND // 枚举常量 NOT_FOUND 的值为 202
};在上述示例中我们分别定义了两个枚举类型 Color 和 Status并为它们定义了一些枚举常量。在第一个枚举类型中我们未手动指定枚举常量的值因此它们默认从 0 开始递增。在第二个枚举类型中我们手动指定了枚举常量的初始值。
定义完枚举类型后我们可以使用该枚举类型来声明变量。例如
enum Color c RED;
enum Status s OK;在上述示例中我们使用 enum 定义的枚举类型 Color 和 Status 来声明了变量 c 和 s并分别将它们的值初始化为 RED 和 OK。
枚举类型还可以与 switch 语句一起使用使代码更加清晰易懂。例如
enum Color c GREEN;switch (c) {case RED:printf(The color is red.\n);break;case GREEN:printf(The color is green.\n);break;case BLUE:printf(The color is blue.\n);break;default:printf(Unknown color.\n);break;
}在上述示例中我们使用 enum 定义的枚举类型 Color 来声明了变量 c并将其值初始化为 GREEN。然后我们使用 switch 语句根据变量 c 的值输出不同的结果。
总结一下enum 是 C 语言中的一种枚举类型用于定义一个新的数据类型该类型的取值只能是预先定义好的一些枚举常量。枚举类型可以使代码更加易读易懂同时也可以提高代码的可维护性。我们可以使用 enum 定义枚举类型并为枚举常量手动指定初始值。定义完枚举类型后我们可以使用该枚举类型来声明变量并与 switch 语句一起使用。
下面是一个使用 enum 的代码示例该示例定义了一个枚举类型 Weekday并在 main 函数中使用该枚举类型输出当前是星期几
#include stdio.h// 定义枚举类型 Weekday
enum Weekday {MON,TUE,WED,THU,FRI,SAT,SUN
};int main() {// 获取当前是星期几int weekday 1; // 假设今天是星期二// 使用 switch 语句根据 weekday 输出不同的结果switch (weekday) {case MON:printf(Today is Monday.\n);break;case TUE:printf(Today is Tuesday.\n);break;case WED:printf(Today is Wednesday.\n);break;case THU:printf(Today is Thursday.\n);break;case FRI:printf(Today is Friday.\n);break;case SAT:printf(Today is Saturday.\n);break;case SUN:printf(Today is Sunday.\n);break;default:printf(Invalid weekday.\n);break;}return 0;
}在上述示例中我们首先定义了一个枚举类型 Weekday并为其定义了七个枚举常量分别代表星期一到星期日。然后在 main 函数中我们假设今天是星期二将其赋值给变量 weekday。最后我们使用 switch 语句根据变量 weekday 输出不同的结果。由于 weekday 的值为 1因此输出的结果是 Today is Tuesday.。
练习题
练习一 参考答案
#include stdio.h
#include string.hvoid copySubstring(char* dest, const char* src, int m) {int length strlen(src);if (m length) {// 如果起始位置超过字符串长度则无法复制子串dest[0] \0;return;}strcpy(dest, src m - 1);
}int main() {int n, m;char str[100], substr[100];scanf(%d, n);scanf(%s, str);scanf(%d, m);copySubstring(substr, str, m);printf(%s\n, substr);return 0;
}这个程序首先定义了一个名为copySubstring的函数它接受三个参数目标字符串的指针dest、源字符串的指针src和起始位置m。该函数使用strcpy函数将从第m个字符开始的全部字符复制到目标字符串中。
在main函数中首先声明了变量n和m分别表示字符串的长度和起始位置。然后声明了两个字符数组str和substr用于存储输入的字符串和复制后的子串。接下来通过scanf函数分别读取n、str和m的值。然后调用copySubstring函数将从第m个字符开始的子串复制到substr数组中。最后使用printf函数输出复制后的子串。
注意这个程序假设输入的字符串长度不超过100个字符并且起始位置m是合法的即大于0且不超过字符串长度。如果输入的字符串长度超过了数组的大小可能会导致缓冲区溢出的问题。
练习二 参考答案
#include stdio.htypedef struct Grade {char subject[100]; // 学科名称char name[100]; // 学生姓名int ach[10]; // 学生成绩
} grade;int compare(int n, int count[]); // 比较函数声明int main() {int n, i;int count[100] {0}; // 统计每个学生的总成绩int average1 0, average2 0, average3 0; // 各门课程的总成绩scanf(%d, n);grade person[n]; // 存储学生信息的结构体数组for (i 0; i n; i) {scanf(%s, person[i].subject);scanf(%s, person[i].name);scanf(%d %d %d, (person[i].ach[0]), (person[i].ach[1]), (person[i].ach[2])); // 注意取址average1 person[i].ach[0];average2 person[i].ach[1];average3 person[i].ach[2];count[i] person[i].ach[0] person[i].ach[1] person[i].ach[2]; // 计算每个学生的总成绩}printf(%d %d %d\n, average1 / n, average2 / n, average3 / n); // 输出各门课程的平均成绩int high compare(n, count); // 调用比较函数获取最高分for (i 0; i n; i) {if (count[i] high) { // 匹配最高分的学生printf(%s %s , person[i].subject, person[i].name);printf(%d %d %d, person[i].ach[0], person[i].ach[1], person[i].ach[2]);break; // 输出后跳出循环}}return 0;
}int compare(int n, int count[]) {int i, high count[0];for (i 0; i n; i) {if (count[i] count[i 1])high count[i 1]; // 找到最大的总成绩}return high;
}该程序首先定义了一个名为grade的结构体类型用于存储学科名称、学生姓名和学生成绩。然后定义了一个名为compare的函数用于比较每个学生的总成绩找到最高分。
在main函数中首先声明了变量n表示学生数量并通过scanf函数读取该值。接着使用person数组存储每个学生的信息包括学科名称、学生姓名和三门课的成绩。在输入过程中需要注意使用符号取得各个成绩的地址。同时使用count数组统计每个学生的总成绩并累加到各门课的总成绩中。接下来使用一个循环输出各门课程的平均成绩。首先定义三个变量average1、average2和average3分别表示三门课程的总成绩。然后使用循环遍历每个学生的成绩将其累加到对应的变量中。最后输出各门课程的平均成绩。接着调用compare函数比较每个学生的总成绩找到最高分。然后使用一个循环匹配最高分的学生并输出其信息。注意在输出最高分学生的成绩时需要在最后一个成绩后面添加换行符\n。最后返回0表示程序正常结束。
需要注意的是该程序假设输入的学生数量不超过100并且每个学生的姓名和学科名称不超过100个字符。
