在本教程中，您將學(xué)習(xí)C語言編程中的結(jié)構(gòu)類型。您將借助示例學(xué)習(xí)定義和使用結(jié)構(gòu)。
在C語言編程中，有時需要存儲實體的多個屬性。 實體不必僅具有一種類型的所有信息。 它可以具有不同數(shù)據(jù)類型的不同屬性。
C 數(shù)組允許定義可存儲相同類型數(shù)據(jù)項的變量，結(jié)構(gòu)是 C 編程中另一種用戶自定義的可用的數(shù)據(jù)類型，它允許您存儲不同類型的數(shù)據(jù)項。
結(jié)構(gòu)用于表示一條記錄，假設(shè)您想要跟蹤圖書館中書本的動態(tài)，您可能需要跟蹤每本書的下列屬性：
Title
Author
Subject
Book ID
為了定義結(jié)構(gòu)，您必須使用 struct 關(guān)鍵詞。struct 語句定義了一個包含多個成員的新的數(shù)據(jù)類型，struct 語句的格式如下：
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，最后一個分號之前，您可以指定一個或多個結(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。以下為示例：
//此聲明聲明了擁有3個成員的結(jié)構(gòu)體，分別為整型的a，字符型的b和雙精度的c
//同時又聲明了結(jié)構(gòu)體變量s1
//這個結(jié)構(gòu)體并沒有標(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)建新類型
typedef struct
{
int a;
char b;
double c;
} Simple2;
//現(xiàn)在可以用Simple2作為類型聲明新的結(jié)構(gòu)體變量
Simple2 u1, u2[20], *u3;在上面的聲明中，第一個和第二聲明被編譯器當(dāng)作兩個完全不同的類型，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)體類型的指針，而通常這種指針的應(yīng)用是為了實現(xiàn)一些更高級的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如鏈表和樹等。
//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型的指針
struct NODE
{
char string[100];
struct NODE *next_node;
};如果兩個結(jié)構(gòu)體互相包含，則需要對其中一個結(jié)構(gòu)體進(jìn)行不完整聲明，如下所示：
struct B; //對結(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;
};和其它類型變量一樣，對結(jié)構(gòu)體變量可以在定義時指定初始值。
#include <stdio.h>
struct Books
{
char title[50];
char author[50];
char subject[100];
int book_id;
} book = {"C 語言", "nhooo", "編程語言", 123456};
int main()
{
printf("書名： %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：
書名： C 語言 作者： nhooo 主題： 編程語言 BookID 123456
為了訪問結(jié)構(gòu)的成員，我們使用成員訪問運(yùn)算符（.）。成員訪問運(yùn)算符是結(jié)構(gòu)變量名稱和我們要訪問的結(jié)構(gòu)成員之間的一個句號。您可以使用 struct 關(guān)鍵字來定義結(jié)構(gòu)類型的變量。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，類型為 Books */
struct Books Book2; /* 聲明 Book2，類型為 Books */
/* Book1 詳述 */
strcpy( Book1.title, "C 編程語言");
strcpy( Book1.author, "Nuha Ali");
strcpy( Book1.subject, "C 編程語言教程");
Book1.book_id = 6495407;
/* Book2 詳述 */
strcpy( Book2.title, "JAVA編程語言");
strcpy( Book2.author, "Seagull Ali");
strcpy( Book2.subject, "JAVA編程語言教程");
Book2.book_id = 6495700;
/* 輸出 Book1 信息 */
printf( "Book 1 書名： %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： %d\n", Book1.book_id);
/* 輸出 Book2 信息 */
printf( "Book 2 書名： %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： %d\n", Book2.book_id);
return 0;
}當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：
Book 1 書名： C 編程語言 Book 1 作者： Nuha Ali Book 1 主題： C 編程語言教程 Book 1 編號： 6495407 Book 2 書名： JAVA編程語言 Book 2 作者： Seagull Ali Book 2 主題： JAVA編程語言教程 Book 2 編號： 6495700
您可以把結(jié)構(gòu)作為函數(shù)參數(shù)，傳參方式與其他類型的變量或指針類似。您可以使用上面示例中的方式來訪問結(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，類型為 Books */
struct Books Book2; /* 聲明 Book2，類型為 Books */
/* Book1 詳述 */
strcpy( Book1.title, "C 編程語言");
strcpy( Book1.author, "Nuha Ali");
strcpy( Book1.subject, "C 編程語言教程");
Book1.book_id = 6495407;
/* Book2 詳述 */
strcpy( Book2.title, "JAVA編程語言");
strcpy( Book2.author, "Seagull Ali");
strcpy( Book2.subject, "JAVA編程語言教程");
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： %d\n", book.book_id);
}當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：
Book 書名： C 編程語言 Book 作者： Nuha Ali Book 主題： C 編程語言教程 Book 編號： 6495407 Book 書名： JAVA編程語言 Book 作者： Seagull Ali Book 主題： JAVA編程語言教程 Book 編號： 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結(jié)構(gòu)變量的地址。為了查找結(jié)構(gòu)變量的地址，請把 & 運(yùn)算符放在結(jié)構(gòu)名稱的前面，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)指針來重寫上面的示例，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，類型為 Books */
struct Books Book2; /* 聲明 Book2，類型為 Books */
/* Book1 詳述 */
strcpy( Book1.title, "C 編程語言");
strcpy( Book1.author, "Nuha Ali");
strcpy( Book1.subject, "C 編程語言教程");
Book1.book_id = 6495407;
/* Book2 詳述 */
strcpy( Book2.title, "JAVA編程語言");
strcpy( Book2.author, "Seagull Ali");
strcpy( Book2.subject, "JAVA編程語言教程");
Book2.book_id = 6495700;
/* 通過傳 Book1 的地址來輸出 Book1 信息 */
printBook( &Book1 );
/* 通過傳 Book2 的地址來輸出 Book2 信息 */
printBook( &Book2 );
return 0;
}
void printBook( struct Books *book )
{
printf( "Book 書名： %s\n", book->title);
printf( "Book 作者： %s\n", book->author);
printf( "Book 主題： %s\n", book->subject);
printf( "Book 編號： %d\n", book->book_id);
}當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：
Book 書名： C 編程語言 Book 作者： Nuha Ali Book 主題： C 編程語言教程 Book 編號： 6495407 Book 書名： JAVA編程語言 Book 作者： Seagull Ali Book 主題： JAVA編程語言教程 Book 編號： 6495700
有些信息在存儲時，并不需要占用一個完整的字節(jié)，而只需占幾個或一個二進(jìn)制位。例如在存放一個開關(guān)量時，只有 0 和 1 兩種狀態(tài)，用 1 位二進(jìn)位即可。為了節(jié)省存儲空間，并使處理簡便，C 語言又提供了一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，稱為"位域"或"位段"。
所謂"位域"是把一個字節(jié)中的二進(jìn)位劃分為幾個不同的區(qū)域，并說明每個區(qū)域的位數(shù)。每個域有一個域名，允許在程序中按域名進(jìn)行操作。這樣就可以把幾個不同的對象用一個字節(jié)的二進(jìn)制位域來表示。
典型的示例：
用 1 位二進(jìn)位存放一個開關(guān)量時，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：
類型說明符 位域名: 位域長度
例如：
struct bs{
int a:8;
int b:2;
int c:6;
}data;說明 data 為 bs 變量，共占兩個字節(jié)。其中位域 a 占 8 位，位域 b 占 2 位，位域 c 占 6 位。
讓我們再來看一個示例：
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 個成員：四個 1 位的標(biāo)識符 f1..f4、一個 4 位的 type 和一個 9 位的 my_int。
對于位域的定義尚有以下幾點(diǎn)說明：
一個位域存儲在同一個字節(jié)中，如一個字節(jié)所?？臻g不夠存放另一位域時，則會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始。例如：
struct bs{
unsigned a:4;
unsigned :4; /* 空域 */
unsigned b:4; /* 從下一單元開始存放 */
unsigned c:4
}在這個位域定義中，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)開始，占用 4 位，c 占用 4 位。
由于位域不允許跨兩個字節(jié)，因此位域的長度不能大于一個字節(jié)的長度，也就是說不能超過8位二進(jìn)位。如果最大長度大于計算機(jī)的整數(shù)字長，一些編譯器可能會允許域的內(nèi)存重疊，另外一些編譯器可能會把大于一個域的部分存儲在下一個字中。
位域可以是無名位域，這時它只用來作填充或調(diào)整位置。無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)類型，不過其成員是按二進(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; /* 用指針方式給位域 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); /* 用指針方式輸出了這三個域的值 */
}上例程序中定義了位域結(jié)構(gòu) bs，三個位域為 a、b、c。說明了 bs 類型的變量 bit 和指向 bs 類型的指針變量 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)類型創(chuàng)建別名。它通常與結(jié)構(gòu)一起使用，以簡化聲明變量的語法。
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)您要存儲有關(guān)一個人的信息：他/她的姓名，身份證號和薪水。您可以創(chuàng)建不同的變量name，citNo和salary存儲此信息。
如果您需要存儲多個人的信息怎么辦？現(xiàn)在，你需要為每個人每個信息創(chuàng)建不同的變量：name1，citNo1，salary1，name2，citNo2，salary2, 等。
更好的方法是在單個名稱Person結(jié)構(gòu)下收集所有相關(guān)信息，并將其用于每個人。