C语言struct结构体介绍

struct

C 语言没有其他语言的对象（object）和类（class）的概念，struct 结构很大程度上提供了对象和类的功能。

下面是struct自定义数据类型的一个例子。

struct tag { 
    member-list
    member-list 
    member-list  
    ...
} variable-list;

声明了数据类型car和该类型的变量car。

struct car
{
    char *name;
    float price;
    int speed;
} mycar;
struct car myca = {"大众", 178.9, 100};
mycar.name = "本田";

如果将 struct 变量传入函数，函数内部得到的是一个原始值的副本。

#include <stdio.h>
struct turtle {
  char* name;
  char* species;
  int age;
};
void happy(struct turtle t) {
  t.age = t.age + 1;
}
int main() {
  struct turtle myTurtle = {"MyTurtle", "sea turtle", 99};
  happy(myTurtle);
  printf("Age is %i\n", myTurtle.age); // 输出 99
  return 0;
}

上面示例中，函数happy()传入的是一个 struct 变量myTurtle，函数内部有一个自增操作。但是，执行完happy()以后，函数外部的age属性值根本没变。原因就是函数内部得到的是 struct 变量的副本，改变副本影响不到函数外部的原始数据。

指针变量也可以指向struct结构。

struct book {
  char title[500];
  char author[100];
  float value;
}* b1;

上面示例中，变量b1是一个指针，指向的数据是struct book类型的实例。

为了使用指向该结构的指针访问结构的成员，必须使用 -> 运算符，如下所示：

b1->title;//9-2.c
struct Books
{
    char title[50];
    char author[50];
    char subject[100];
    int book_id;
};
// 函数声明
void printBook(struct Books *books);
int main()
{
    struct Books Book1;
    struct Books Book2;
    /**
     * Book1 描述 
     */
    strcpy(Book1.title, "C Programming");
    strcpy(Book1.author, "Nuha Ali");
    strcpy(Book1.subject, "C Programming Tutorial");
    Book1.book_id = 6495407;
    /* Book2 详述 */
    strcpy(Book2.title, "Telecom Billing");
    strcpy(Book2.author, "Zara Ali");
    strcpy(Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");
    Book2.book_id = 6495700;
    /* 通过传 Book1 的地址来输出 Book1 信息 */
    printBook(&Book1);
    /* 通过传 Book2 的地址来输出 Book2 信息 */
    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 before book_id : %d\n", book->book_id);
    (*book).book_id = (*book).book_id + 1;
    printf("Book agter book_id : %d\n", book->book_id);
}

struct 结构也可以作为数组成员。下面示例声明了一个有1000个成员的数组books，每个成员都是自定义类型book的实例。

struct Books
{
    char title[50];
    char author[50];
    char subject[100];
    int book_id;
};
int main(int argc, char const *argv[])
{
    struct Books books[1000];
    books[0].book_id = 22;
    books[0].book_id = 7;
    return 0;
}

struct的嵌套

struct 结构的成员可以是另一个 struct 结构。

struct species {
  char* name;
  int kinds;
};
struct fish {
  char* name;
  int age;
  struct species breed;
};

上面示例中，fish的属性breed是另一个 struct 结构species。

// 写法三
struct fish shark = {
  .name="shark",
  .age=9,
  .breed={"Selachimorpha", 500}
};

引用breed属性的内部属性，要使用两次点运算符（shark.breed.name）。

对字符数组属性赋值，要使用strcpy()函数，不能直接赋值，因为直接改掉字符数组名的地址会报错。

strcpy(shark.breed.name）, "Harry");

struct 结构内部不仅可以引用其他结构，还可以自我引用，即结构内部引用当前结构。比如，链表结构的节点就可以写成下面这样。

struct node {
  int data;
  struct node* next;
};

上面示例中，node结构的next属性，就是指向另一个node实例的指针。下面，使用这个结构自定义一个数据链表。

// p9-2.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    struct node
    {
        int data;
        struct node *next;
    };
    struct node *head;
    // 生成一个三个节点的列表 (11)->(22)->(33)
    head = malloc(sizeof(struct node));
    head->data = 11;
    head->next = malloc(sizeof(struct node));
    head->next->data = 22;
    head->next->next = malloc(sizeof(struct node));
    head->next->next->data = 33;
    head->next->next->next = NULL;
    // 遍历这个列表
    for (struct node *cur = head; cur != NULL; cur = cur->next)
    {
        printf("%d\n", cur->data);
    }
    return 0;
}

实验

考虑下面发这些声明和数据，并debug

#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    struct NODE
    {
        int a;
        struct NODE *b;
        struct NODE *c;
    };
    // 5个成员的数组nodes
    struct NODE nodes[5] =
        {
            {5, nodes + 3, NULL},
            {15, nodes + 4, nodes + 3},
            {22, NULL, NULL},
            {12, nodes + 1, nodes},
            {18, nodes + 2, nodes + 1},
        };
    struct NODE *np = nodes + 2;
    struct NODE **npp = &nodes[1].b;
    /* nodes 是数组，数组名就是该数组的指针,也是该数组第一个元素的指针 */
    // 输出该数组的地址
    printf("nodes的地址是 %p\n", nodes); // 0x7ffeefbff460
    printf("nodes的地址是 %p \n", &nodes);
    printf("nodes+2的地址是 %p \n", nodes + 2);
    // printf("%d\n", nodes.a)//错误;指针访问属性 需要使用 ->
    printf("nodes[0] a的值 %d\n", nodes->a);    // 5 通过指针访问
    printf("(*nodes).a)的值 %d\n", (*nodes).a); // (*nodes)获取的是nodes[1]
    printf("nodes[3] a的值 %d\n", nodes[3].a); // 12
    printf("nodes[3].c的值 %p\n", nodes[3].c); //0x7ffeefbff460
    //  访问的是nodes[0]
    printf("nodes[3].c->a的值 %d\n", nodes[3].c->a); // 5
    // printf("%d\n", *nodes); 使用* 操作符对指针执行间接访问，*nodes的右值是nodes的整个结构
    // printf("%d\n", *nodes.a); //错误
    printf("nodes[4]的值地址 %p \n", &nodes[4]);
    printf("nodes[3].b->b的值 %p \n", nodes[3].b->b); //  nodes[3].b 获取的是 nodes + 1 即 nodes[1]的指针，然后nodes[1]->b ,就是nodes[4]的指针
    // [] () . ->  是一级运算 从左往右边 结合，  * &是二级运算
    printf("*nodes[3].b->b的值 %p \n", *nodes[3].b->b);  // {18, nodes + 2, nodes + 1},//最后运算*，由前边可以知道 nodes[3].b->b就是nodes[4]的指针，然后*，得到nodes[4]。看下一提题的验证
    printf("nodes[3] a 的值 %d \n", (*nodes[3].b->b).a); // 18
    printf("&nodes[3].a 的值%p \n", &nodes[3].a); // 数子12 第物理地址
    // printf("&nåodes[3].c %p \n", &nodes[3].c);
    printf("&nodes[3].c的值%p \n", &nodes[3].c->a); //数字15 的物理地址
    printf("&nodes->a 的值%p \n", &nodes->a);       //数字5 的物理地址
    printf("nodes+2的地址是 %p \n", nodes + 2);
    printf("np的值%p \n", np);       // np为nodes[2]的地址
    printf("np->a的值%d \n", np->a); // 12
    // printf("np->c->c->a的值%d \n", np->c->c->a); // 12
    printf("npp的值%p \n", npp); // np为nodes[2]的地址
    // printf("npp->a的值%p \n", npp->a); // 非法
    printf("*npp的值%p \n", *npp);
    printf("**npp的值%p \n", **npp);
    return 0;
}

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