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C 结构

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结构是一个或多个变量的集合，这些变量可能为不同的类型，为了处理的方便而将这些变量组织在一个名字之下。某些语言将结构称为『记录』。

结构是一个用户定义的数据类型，它允许组合不同类型的数据项。

结构用于表示记录。假设您想跟踪图书馆中的书籍。您可能想要跟踪关于每本书的以下属性 -

  • 标题
  • 作者
  • 学科
  • 图书编号

定义结构

要定义结构，必须使用struct语句。struct 语句定义了一种具有多个成员的新数据类型。struct 语句的格式如下 -

struct [structure tag] {

   member definition;
   member definition;
   ...
   member definition;
} [one or more structure variables];

structure tag是可选的，每个成员定义都是普通的变量定义，比如int i;或 float f;或任何其他有效的变量定义。在结构定义的最后，在最后一个分号之前，您可以指定一个或多个结构变量，但它是可选的。

[structure tag]和[one or more structure variables]二者之一可省略，但不能同时省略，必须保留一个。

这是您声明 Book 结构的方式 -

struct Books {
   char  title[50];
   char  author[50];
   char  subject[100];
   int   book_id;
} book;

访问结构成员

要访问结构的任何成员，我们使用成员访问运算符 .。成员访问运算符被编码为结构变量名称和我们希望访问的结构成员之间的句点。您将使用关键字struct来定义结构类型的变量。以下示例显示了如何在程序中使用结构 -

#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;        /* Declare Book1 of type Book */
   struct Books Book2;        /* Declare Book2 of type Book */
 
   /* book 1 specification */
   strcpy( Book1.title, "C Programming");
   strcpy( Book1.author, "Nuha Ali"); 
   strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");
   Book1.book_id = 6495407;

   /* book 2 specification */
   strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
   strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
   strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");
   Book2.book_id = 6495700;
 
   /* print Book1 info */
   printf( "Book 1 title : %s\n", Book1.title);
   printf( "Book 1 author : %s\n", Book1.author);
   printf( "Book 1 subject : %s\n", Book1.subject);
   printf( "Book 1 book_id : %d\n", Book1.book_id);

   /* print Book2 info */
   printf( "Book 2 title : %s\n", Book2.title);
   printf( "Book 2 author : %s\n", Book2.author);
   printf( "Book 2 subject : %s\n", Book2.subject);
   printf( "Book 2 book_id : %d\n", Book2.book_id);

   return 0;
}

编译并执行上述代码时，会产生以下结果 -

Book 1 title : C Programming
Book 1 author : Nuha Ali
Book 1 subject : C Programming Tutorial
Book 1 book_id : 6495407
Book 2 title : Telecom Billing
Book 2 author : Zara Ali
Book 2 subject : Telecom Billing Tutorial
Book 2 book_id : 6495700

作为函数参数的结构

您可以像传递任何其他变量或指针一样将结构作为函数参数传递。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
struct Books {
   char  title[50];
   char  author[50];
   char  subject[100];
   int   book_id;
};

/* function declaration */
void printBook( struct Books book );

int main( ) {

   struct Books Book1;        /* Declare Book1 of type Book */
   struct Books Book2;        /* Declare Book2 of type Book */
 
   /* book 1 specification */
   strcpy( Book1.title, "C Programming");
   strcpy( Book1.author, "Nuha Ali"); 
   strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");
   Book1.book_id = 6495407;

   /* book 2 specification */
   strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
   strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
   strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");
   Book2.book_id = 6495700;
 
   /* print Book1 info */
   printBook( Book1 );

   /* Print Book2 info */
   printBook( Book2 );

   return 0;
}

void printBook( struct Books book ) {

   printf( "Book title : %s\n", book.title);
   printf( "Book author : %s\n", book.author);
   printf( "Book subject : %s\n", book.subject);
   printf( "Book book_id : %d\n", book.book_id);
}

编译并执行上述代码时，会产生以下结果 -

Book title : C Programming
Book author : Nuha Ali
Book subject : C Programming Tutorial
Book book_id : 6495407
Book title : Telecom Billing
Book author : Zara Ali
Book subject : Telecom Billing Tutorial
Book book_id : 6495700

指向结构的指针

您可以像定义指向任何其他变量的指针一样定义指向结构的指针 -

struct Books *struct_pointer;

现在，您可以将结构变量的地址存储在上面定义的指针变量中。要查找结构变量的地址，请放置 '&'; 结构名称之前的运算符如下 -

struct_pointer = &Book1;

要使用指向该结构的指针访问结构的成员，您必须使用->运算符，如下所示 -

struct_pointer->title;

让我们用结构指针重写上面的例子。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
struct Books {
   char  title[50];
   char  author[50];
   char  subject[100];
   int   book_id;
};

/* function declaration */
void printBook( struct Books *book );
int main( ) {

   struct Books Book1;        /* Declare Book1 of type Book */
   struct Books Book2;        /* Declare Book2 of type Book */
 
   /* book 1 specification */
   strcpy( Book1.title, "C Programming");
   strcpy( Book1.author, "Nuha Ali"); 
   strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");
   Book1.book_id = 6495407;

   /* book 2 specification */
   strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
   strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
   strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");
   Book2.book_id = 6495700;
 
   /* print Book1 info by passing address of Book1 */
   printBook( &Book1 );

   /* print Book2 info by passing address of Book2 */
   printBook( &Book2 );

   return 0;
}

void printBook( struct Books *book ) {

   printf( "Book title : %s\n", book->title);
   printf( "Book author : %s\n", book->author);
   printf( "Book subject : %s\n", book->subject);
   printf( "Book book_id : %d\n", book->book_id);
}

编译并执行上述代码时，会产生以下结果 -

Book title : C Programming
Book author : Nuha Ali
Book subject : C Programming Tutorial
Book book_id : 6495407
Book title : Telecom Billing
Book author : Zara Ali
Book subject : Telecom Billing Tutorial
Book book_id : 6495700

位字段

位域允许将数据打包到一个结构中。当内存或数据存储非常宝贵时，这尤其有用。典型例子包括 -

  • 将多个对象打包成一个机器字。例如，可以压缩 1 位标志。
  • 读取外部文件格式——可以读取非标准文件格式，例如 9 位整数。

C 允许我们在结构定义中执行此操作，方法是在变量后放置 :位长度。例如 -

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;

这里，packed_struct 包含 6 个成员：四个 1 位标志 f1..f3、一个 4 位类型和一个 9 位 my_int。

C 自动将上述位域尽可能紧凑地打包，前提是该域的最大长度小于或等于计算机的整数字长。

如果不是这种情况，那么一些编译器可能允许字段的内存重叠，而其他编译器会将下一个字段存储在下一个单词中。

更新于2022年04月13日
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