C 結構體概述
| 導讀 | C 語言允許使用者自己指定這樣一種資料結構，它由不同型別的資料組合成一個整體，以便引用，這些組合在一個整體中的資料是互相聯絡的，這樣的資料結構稱為結構體，它相當於其它高階語言中記錄。 |
C 語言允許使用者自己指定這樣一種資料結構，它由不同型別的資料組合成一個整體，以便引用，這些組合在一個整體中的資料是互相聯絡的，這樣的資料結構稱為結構體，它相當於其它高階語言中記錄。
宣告一個結構休型別的一般形式如下：
struct 結構體名
{成員列表};
結構體名，用作結構體型別的標誌，它又稱 結構體標記，大括號內是該結構體中的各個成員，由它們組成一個結構體，對各成員都應進行型別宣告如：
型別名 成員名;
也可以成員列表稱為域表，第一個成員也稱為結構體中的一個域。成員名定名規則寫變數名同。
struct student
{
int num;
char name[20];
char sex;
int age;
float score;
char addr[30];
};
前面只是指定了一個結構體型別，它相當於一個模型，但其中並無具體資料，系統對之也不分配實際記憶體單元，為了能在程式中使用結構型別的資料，應當定義結構體型別的變數，並在其中存放具體的資料，可以採取以下3種方法定義結構體型別變數。
如上面已定義了一個結構體型別 struct student，可以用它來定義變數。如：
struct student{ //結構體型別名
...
...
...
}student1, student2 //結構體變數名
定義了 student1, student2 為 struct student 型別的變數。
在定義了結構體變數後，系統會為之分配記憶體單元。例如 student1 和 student2 在記憶體中各佔 59 個位元組。
應當注意，將一個變數定義為標準型別（基本資料型別）與定義為結構體型別不同之處在於後者不僅要求指定變數為結構體型別，而且要求指定為某一特定的結構體型別（例如 struct student 型別），因為可以定義出許多種具體的結構體型別。而在定義變數為整形時，只需指定為 int 型即可。
例如：
struct student
{
int num;
char name[20];
char sex;
int age;
float score;
char addr[30];
}student1, student2;
它的作用與第一種方法相同，即定義了兩個 struct student 型別的變數 student1, student2 這種形式的定義的一般形式為
struct 結構體名
{
成員表列
}變數名錶列;
其一般形式為:
struct
{
成員表列
}變數名錶列;
即不出現結構體名。
關於結構體型別，有幾點要說明：
a.型別與變數是不同的概念，不是混同，只能對變數賦值，存取或運算，而不能對一個型別賦值，存取或運算。在編譯時，對型別是不分配空間的，只對變數分配空間。
b.對結構體中的成員（即 域）可以單元使用，它的作用與地位相當於普通變數。
c.成員也可以是一個結構體變數。如：
struct date // 宣告一個結構體型別
{
int month;
int day;
int year;
}
struct student
{
int num;
char name[20];
char sex;
int age;
struct date birthday;
char addr[30];
}student1, student2;
先宣告一個 struct date 型別，它代表 日期 包括3個成員 month, day, year。然後在宣告 struct student 型別時，將成員 birthday 指定為 struct date 型別。
d. 成員名可以與程式中的變數名相同，二者不代表同一物件。
（1）不能將一個結構體變數作為一個整體進行輸入和輸出。
只能對結構體變數中的各個成員分別進行輸入輸出。引用結構體變數中的成員的方式為：
結構體變數名.成員名
例如 student1.num 表示 student1 變數中的 num 成員，即 student1 的 num 項，可以對變數的成員賦值。例如： student1.num = 10010;
. 是成員（分量）運算子，它在所有的運算子中優先順序最高，因此可以把 student1.num 作為一個整體來看待。上面的賦值語句作用是將整數 10010賦給 student1 變數中的成員 num。
（2）如果成員本身又屬一個結構體型別，則要用若干個成員運算子，一級一級地找到最低一級的成員。只能對最低的成員進行賦值或存取以及運算。
例如：結構體變數 student1 可以這樣訪問各成員：
student1.num student1.birthday.month
注意，不能用 student1.birthday 來訪問 student1 變數中的成員 birthday，因為 birthday 本身是一個結構體變數。
（3）對結構體變數的成員可以像普通變數一樣進行各種運算（根據其型別決定可以進行的運算）。
student2.score = student1.score; sum = student1.score + student2.score; student1.age ++; ++ student1.age;
由於 . 運算子的優先順序最高，因此 student1.age ++ 是對 student1.age 進行自加運算。而不是先對 age 進行自加運算。
（4）可以引用結構體變數成員的地址。也可以引用結構體變數的地址。如：
scanf("%d", &student1.num);// 輸入 student1.num 的值
printf("%o", &student1);// 輸出 student1 的首地址
但不能用以下語句整體讀入結構體變數如：
scanf("%d,%s,%c,%d,%f,%s", &student1);
結構體變數的地址主要用於作函式引數，傳遞結構體的地址。
和其它型別變數一樣，對結構體變數可以在定義時指定初始值。
例項
#includestruct student
{
long int num;
char name[20];
char sex;
char addr[30];
}a = {89031, "Li Lin", 'M', "123 Beijing Road"};
void main()
{
printf("NO. : %ld\nname: %s\nsex: %c\naddress: %s\n", a.num, a.name, a.sex, a.addr);
}
一個結構體變數中可以存放一組資料（如一個學生的學號，姓名，成績等資料）。如果有10個學生的資料需要參加運算，顯然應該用陣列，這就是結構體陣列。結構體陣列與以前介紹過的資料值型陣列不同之處在於每個陣列元素都一個結構體型別的資料，它們分別包括各個成員（分量）項。
和定義結構體變數的方法相仿，只需說明其為陣列即可。
struct student
{
int num;
char name[20];
char sex;
int age;
float score;
char addr[30];
};
struct student stu[3];
以上定義了一個陣列 stu，其元素為 struct student 型別資料，陣列有 3 個元素。也可以直接定義一個結構體陣列。如：
struct student
{
int num;
....
}stu[3];
或
struct
{
int num;
...
}stu[3];
與其它型別陣列一樣，對結構體陣列可以初始化如：
struct student
{
int mum;
char name[20];
char sex;
int age;
float score;
char addr[30];
}stu[3] = {{10101,"Li Lin", 'M', 18, 87.5, "103 Beijing Road"},
{10101,"Li Lin", 'M', 18, 87.5, "103 Beijing Road"},
{10101,"Li Lin", 'M', 18, 87.5, "103 Beijing Road"}};
定義陣列 stu 時，元素個數可以不指定，即寫成以下形式：
stu[] = {{...},{...},{...}};
編譯時，系統會根據給出初值的結構體常量的個數來確定陣列元素的個數。
當然，陣列的初始化也可以用以下形式：
struct student
{
int num;
...
};
struct student stu[] = {{...},{...},{...}};
即先宣告結構體型別，然後定義陣列為該結構體型別，在定義陣列時初始化。
從以上可以看到，結構體陣列初始化的一般形式是在定義陣列的後面加上：
下面例子說明結構體陣列的定義和引用。
例項
#include#include#includestruct person
{
char name[20];
int count;
}leader[3] = {{"Li", 0},
{"Zhang", 0},
{"Fun", 0}};
void main()
{
int i, j;
char leader_name[20];
for(i = 1; i<= 10;i++)
{
scanf("%s", leader_name);
for(j=0;j<3;j++)
if(strcmp(leader_name, leader[j].name) == 0)
leader[j].count ++;
}
printf("\n");
for(i=0;i<3;i++)
printf("%5s: %d\n", leader[i].name, leader[i].count);
system("pause");
}
執行結果如下：
LI Li Fun Zhang Zhang Fun Li Fun Zhang Li Li: 3 Zhang: 3 Fun: 3
一個結構體變數的指標就是該變數所佔據的記憶體段的起始地址，可以設一個指標變數，用來指向一個結構體變數，此時該指標變數的值是結構體變數的起始地址。指標變數也可以用來指向結構體陣列中的元素。
指向結構體變數的指標的應用：
例項
#include#include#includestruct student
{
long num;
char name[20];
char sex;
float score;
};
void main()
{
struct student stu_1;
struct student *p;
p = &stu_1;
stu_1.num = 89101;
strcpy(stu_1.name, "Li Lin");
stu_1.sex = 'M';
stu_1.score = 89.5;
printf("NO. :%ld\nname: %s\nsex:%c\nscore:%f\n", stu_1.num, stu_1.name, stu_1.sex, stu_1.score);
printf("NO. :%ld\nname: %s\nsex:%c\nscore:%f\n", (*p).num, (*p).name, (*p).sex, (*p).score);
system("pause");
}
在主函式中宣告瞭 struct student 型別，然後定義了一個 struct student 型別的變數，stu_1 同時又定義一個指標變數 p ，它指向一個 struct student 型別的資料，在函式的執行部分將結構體變數 stu_1 的起始地址賦給指標變數 p ，也就是使 p 指向 stu_1 然後對 stu_1 的各成員賦值，第二個 printf 函式也是用來輸出 stu_1 各成員的值，但使用的是 (*p).num 這樣的形式， (*p) 表示 p 指向的結構體變數，(*p).num 是 p 指向的結構體變數中的成員 num 。注意 *p 兩側的括弧不可省略，因為成員運算子 '.' 優先於 '*' 運算子，*p.num 就等價於 *(p.num)
執行結果如下：
NO. :89101 name: Li Lin sex:M score:89.500000 NO. :89101 name: Li Lin sex:M score:89.500000
可以看到兩個 printf 輸出的結果相同。
在C語言中，為了使用方便和使之直觀，可以把 (*p).num 改用 p->num 來代替，它表示 *p 所指向的結構體變數中的 num 成員，同樣，(*p).name 等價於 p->name。
也就是說以下三種形式等價：
a. 結構體變數.成員名
b. (*p).成員名
c. p-> 成員名
上面的最後一個 printf 函式輸了項可以改寫為:
printf("NO. :%ld\nname: %s\nsex:%c\nscore:%f\n",p->num, p->name, p->sex, p->score);
其中 -> 稱為指向運算子。
分析以下幾種運算子:
- p -> n 得到 p 指向的結構體變數中的成員 n 的值
- p -> n ++ 得到 p 指向的結構體變數中的成員 n 的值，用完值後使它加 1
- ++p -> n 得到 p 指向的結構體變數中的成員 n 的值使之加 1 （先加）
以前介紹過可以使用指向陣列或陣列元素的指標和指標變數，同樣，對結構體陣列及其元素也可以用指標變數來指向。
指向結構體陣列的指標的應用。
例項
#include#inlcudestruct student
{
int num;
char name[20];
char sex;
int age;
};
struct student stu[3] = {{10101, "Li Lin", 'M', 18},
{10102, "Zhang Fun", 'M', 19},
{10103, "Wang Min", 'F', 20}};
int main()
{
struct student *p;
printf("No. name sex age\n");
for(p=stu; pnum, p->name, p->sex, p->age);
system("pause");
}
執行結果如下：
No. name sex age 10101 Li Lin M 18 10102 Zhang Fun M 19 10103 Wang Min F 20
注意以下兩點：
（1）如果 p 的初值為 stu，即指向第一個元素，則 p + 1 後指向下一個元素的起始地址。例如：
(++p) -> num 先使 p 自加 1 ，然後得到它指向的元素中的 num 成員的值（即10102）。
(p++) ->num 先得到 p->num 的值（即10101），然後使 p 自加 1 ，指向 stu[1]。
注意以上二者的不同。
（2）程式已定義了指標 p 為指向 struct student 型別資料的變數，它只能指向一個 struct student 型的資料（p 的值是 stu 陣列的一個元素的起始地址），而不能指向 stu 陣列元素中的某一成員，（即 p 的地址不能是成員地址）。例如，下面是不對的：
p = &stu[1].name
編譯時將出錯。千萬不要認為反正 p 是存放地址的，可以將任何地址賦給它。如果地址型別不相同，可以用強制型別轉換。例如：
p = (struct student *)&stu[1].name;
此時，在 p 中存放 stu[1] 元素的 name 成員的起始地址。
將一個結構體變數的值傳遞給另一個函式，有3個方法：
（1）用結構體變數的成員作引數，例如：用 stu[1].num 或 stu[2].name 作函式實參，將實參值傳給形參。用法和用普通變數作實參是一樣的，屬於 值傳遞 方式。應當注意實參與形參的型別保持一致。
（2）用結構體變數作引數。老版本的C系統不允許用結構體變數作實參，ANSI C取消了這一限制。但是用結構體變數作實參時，採取的是 值傳遞 的方式，將結構體變數所佔的記憶體單元全部順序傳遞給形參。形參也必須是同型別的結構體變數。在函式呼叫期間形參也要佔用記憶體單元。這種傳遞方式在空間和時間上開銷較大，如果結構體的規模很大時，開銷是很可觀的，此外由於採用值傳遞方式，如果在執行被呼叫函式期間改變了形參（也是結構體變數）的值，該值不能返回主調函式，這往往造成使用上的不便。因此一般較少用這種方法。
（3）用指向結構體變數（或陣列）的指標作實參，將結構體變數（或陣列）的地址傳給形參。
用結構體變數作函式引數。
例項
#include#define FORMAT "%d\n%s\n%f\n%f\n%f\n"
struct student
{
int num;
char name[20];
float score[3];
};
void print(struct student stu)
{
printf(FORMAT, stu.num, stu.score[0], stu.score[1], stu.score[2]);
printf("\n");
}
void main()
{
struct student stu;
stu.num = 12345;
strcpy(stu.name, "Li Li");
stu.score[0] = 67.5;
stu.score[1] = 89;
stu.score[2] = 78.6;
printf(stu);
}
將上面改用指向結構體變數的指標作實參。
例項
#include#define FORMAT "%d\n%s\n%f\n%f\n%f\n"
struct student
{
int num;
char name[20];
float score[3];
}stu = {12345, "Li Li", 67.5, 89, 78.6};
void print(struct student *p)
{
printf(FORMAT, p->num, p->name, p->score[0], p->score[1], p->score[2]);
printf("\n");
}
void main()
{
print(&stu);
}
連結串列是一種常見的重要的資料結構。它是動態地進行儲存分配的一種結構。
連結串列有一個 頭指標 變數，它存放一個地址，該地址指向一個元素，連結串列中每一個元素稱為 結點，每個結點都應包括兩個部分，一為使用者需要用的實際資料，二為下一個結點的地址。可以看出，頭指標 head 指向第一個元素，第一個元素又指向第二個元素，。。。。直到最後一個元素，該元素不再指向其他元素，它稱為 表尾，它的地址部分放一個 NULL（表示 空地址）連結串列到此結束。
可以看到連結串列中各元素在記憶體中可以不是連續存放的，要找某一元素，必須先找到上一個元素，根據它提供的下一元素地址才能找到下一個元素。如果不提供 頭指標 head 則整個連結串列無法訪問。
可以看到。這種連結串列的資料結構，必須利用指標變數才能實現，即一個結點中應包含一個指標變數，用它存放下一結點的地址。
前面介紹了結構體變數，用它作連結串列中的結點是最合適的，一個結構體變數包含若干成員，這些成員可以是數值型別，字元型別，陣列型別，也可以是指標型別，我們用這個指標型別成員來存放下一個結點的地址。例如可以設計這樣一個結構體型別：
struct student
{
int num;
float score;
struct student *next;
};
其中成員 num 和 score 用來存放結點中的有用資料（使用者需要用到的資料），next 是指標型別成員，它指向 struct student 型別資料（這是 next 所在結構體型別）。一個指標型別的成員既可以指向其他型別的結構體資料，也可以指向自己所在的結構體型別的資料。現在 next 是 struct student 型別中的一個成員，它又指向 struct student 型別的資料。用這種方法就可以建立連結串列。
請注意：只是定義一個 struct student 型別，並未實際分配儲存空間，只有定義了變數才分配記憶體單元。
下面透過一個例子來說明如何建立和輸出一個簡單連結串列:
例項
#include#include#define NULL 0
struct student
{
long num;
float score;
struct student *next;
};
void main()
{
struct student a, b, c, *head, *p;
a.num = 99101; a.score = 89.5;
b.num = 99103; b.score = 90;
c.num = 99107; c.score = 85;//對結點的 num 和 score 成員賦值
head = &a;//將結點 a 的起始地址賦給頭指標 head
a.next = &b;//將結點 b 的起始地址賦給 a 結點的 next 成員
b.next = &c;
c.next = NULL;// c 結點的 next 成員不存放其他結點地址
p = head;//使 p 指標指向 a 結點
do
{
printf("%ld %5.1f\n", p->num, p->score);// 輸出 p 指向的結點的資料
p = p->next;//使 p 指向下一結點
}while(p != NULL);//輸出完 c 結點後 p 的值為 NULL
system("pause");
}
執行結果:
99101 89.5 99103 90.0 99107 85.0
（1）malloc 函式
void *malloc(unsigned int size);
作用是在記憶體的動態儲存區中分配一個長度為 size 的連線空間。些函式的值（即返回值）是一個指向分配空間起始地址的指標（基型別為 void）。如果些函式未能成功地執行（例如記憶體空間不足）則返回空指標 NULL。
（2）calloc 函式
void *calloc(unsigned n, unsigned size);
其作用是在記憶體的動態區儲存中分配 n 個長度為 size 的連續空間。函式返回一個指向分配空間起始地址的指標，如果分配不成功，返回 NULL。 用 calloc 函式可以為一維陣列開闢動態儲存空間， n 為陣列元素個數，每個元素長度為 size。
（3）free 函式
void free(void *p);
其作用是釋放由 p 指向的記憶體區，使這部分記憶體區能被其它變數使用， p 是最後一次呼叫 calloc 或 malloc 函式時返回的值。free 函式無返回值。 請注意：以前的C版本提供的 malloc 和 calloc 函式得到的是指向字元型資料的指標。ANSI C 提供的 malloc 和 calloc 函式規定為 void * 型別。
所謂建立動態連結串列是指在程式執行過程中從無到有地建立起一個鍵表，即一個一個地開闢結點和輸入各結點資料，並建立起前後相鏈的關係。
例項
#include#include#define NULL 0
#define LEN sizeof(struct student)
struct student
{
long num;
float score;
struct student *next;
};
struct student *create()
{
struct student *p1, *p2, *head;
int num;
float score;
int n = 0;
head = NULL;
p1 = p2 = (struct student *)malloc(LEN);
printf("please input num and score.\n");
scanf("%d,%f", &p1->num, &p1->score);
while(p1->num != 0)
{
n ++;
if(n == 1)
head = p1;
else
p2->next = p1;
p2 = p1;
p1 = (struct student *)malloc(sizeof(struct student));
printf("please input num and score.\n");
scanf("%d,%f", &p1->num, &p1->score);
}
p2->next = NULL;
return head;
}
void printlist(struct student *head)
{
struct student *p;
p = head;
if(head != NULL)
{
do
{
printf("num=%d score=%f\n", p->num, p->score);
p = p->next;
}while(p != NULL);
}
}
void main()
{
struct student *head;
head = create();
printlist(head);
system("pause");
}
以下是對連結串列的各種操作
列印連結串列:
void printlist(struct student *head)
{
struct student *p;
p = head;
if(head != NULL)
{
do
{
printf("num=%d score=%5.2f\n", p->num, p->score);
p = p->next;
} while (p != NULL);
}
/* while(p -> next != NULL)
{
printf("num=%d score=%f\n", p->num, p->score);
p = p->next;
}*/
}刪除節點:
struct student *delNode(struct student *head, int num)
{
printf("delNode.\n");
struct student *p1, *p2;
if(head == NULL)
{
printf("The List is NULL.\n");
}
else
{
p1 = head;
while(p1->next != NULL && p1->num != num)
{
p2 = p1;
p1 = p1->next;
}
if(p1->num == num)
{
if(p1 == head)
head = p1->next;
else
p2->next = p1->next;
}
else
printf("Can not find list num.\n");
}
return head;
}
來自 “ ITPUB部落格 ” ，連結：http://blog.itpub.net/69955379/viewspace-2759939/，如需轉載，請註明出處，否則將追究法律責任。
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