C语言结构体解谜拆解数据的力量

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前言

在C语言中，结构体（Structure）是一种自定义的数据类型，它允许将不同类型的数据组合成一个整体，并可以方便地访问和操作这些数据。结构体是一种重要且常用的数据结构，本文将深入探讨结构体的定义、声明、初始化、访问以及常见应用场景。

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一、结构体的声明及结构体变量的定义和初始化

🔖 结构体的基础知识

结构体是一种在C语言中定义和组织相关数据的自定义数据类型。它允许将多个不同类型的变量组合在一起，形成一个整体，以便更方便地操作和管理数据。（即结构体是一些值的集合，这些值称为成员变量。结构的每个成员可以是不同类型的变量。）

结构体允许你将不同数据类型的变量组合成一个单一的数据结构，从而更好地表示现实世界中的实体、对象或概念。这有助于模块化、抽象化和组织代码，使得代码更具可读性、可维护性和可扩展性。

🔖结构的声明

在C语言中，我们可以通过使用关键字"struct"来定义一个结构体类型。例如，下面的代码定义了一个名为"Student"的结构体，用于表示一个学生的基本信息：

struct Stu
{
	//学生相关属性
	char name[20];
	int age;
	char sex[5];
	char id[20];
}s3,s4;//不可省略；
//s3,s4是结构体变量类型
//s3,s4是全局的
int main()
{
	struct Stu s1;
	struct Stu s2;
	//s1,s2是结构体类型的变量，是局部的
	return 0;
}

结构体的声明如下所示：（定义该类型定义struct不可省略）

struct Student stu;

如果希望更加简洁，可以使用typedef关键字给结构体类型起一个别名，如下所示：

typedef struct Student
{
	//学生相关属性
	char name[20];
	int age;
	char sex[5];
	char id[20];
}Stu;//Stu是重新定义的新类型
int main()
{
	struct Stu s1;
	struct Stu s2;
	//s1,s2是结构体类型的变量，是局部的
	Stu s3;//s3也是局部结构体类型变量，由Stu定义的
	return 0;
}

这样，我们就可以直接使用"Stu"作为结构体类型的名称，而不需要再加上"struct"关键字。

🔖结构体变量的定义

一般分为以下三种情况：

1. 直接定义变量：可以使用结构体类型和变量名直接进行定义。

   示例代码：

   struct Point
   {
    int x;
    int y;
   }p1; //声明类型的同时定义变量p1
   

2. 先定义结构体类型，再定义变量：可以先定义结构体类型，然后使用该类型定义变量。

   示例代码：

   struct Point
   {
    int x;
    int y;
   };
   struct Point p2; //定义结构体变量p2
   

3. 使用typedef定义结构体类型：可以使用typedef关键字定义一个结构体类型的别名，然后使用该别名定义变量。

   示例代码：

   typedef struct 
   {
       int x;
       int y;
   } Point;
   Point p3;//定义结构体变量p3
   

这些是常见的结构体变量定义的方法，根据实际需求选择适合的方式进行定义。

🔖结构成员的类型

结构的成员可以是标量、数组、指针，甚至是其他结构体。

🔖结构体变量的初始化

一般分为一下三种情况：

1. 直接初始化：可以使用花括号将初始化的值赋给结构体变量的成员变量。

   代码示例：

   struct Person 
   {
       char name[20];
       int age;
   };
   
   struct Person p = {"John", 25};
   

2. 逐个成员初始化：可以逐个成员地对结构体变量的成员变量进行赋值初始化。

   代码示例：

   struct Person 
   {
       char name[20];
       int age;
   };
   
   struct Person p;
   strcpy(p.name, "John");
   p.age = 25;
   

3. 使用指针初始化：可以使用指向结构体类型的指针来初始化结构体变量的成员变量。

   代码示例：

   struct Person
    {
       char name[20];
       int age;
   };
   
   struct Person p;
   struct Person *ptr = &p;
   
   strcpy(ptr->name, "John");
   ptr->age = 25;
   

这些是常见的结构体变量初始化的方式，根据实际需求选择适合的方式进行初始化。

注意：如果结构体内还有结构体，则可以使用结构体嵌套初始化。

代码示例：

struct Point
{
 int x;
 int y;
};

struct Node
{
 int data;
 struct Point p;
 struct Node* next; 
}n1 = {10, {4,5}, NULL}; //结构体嵌套初始化

struct Node n2 = {20, {5, 6}, NULL};//结构体嵌套初始化

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二、结构体成员的访问

🔖结构体变量访问成员

结构变量的成员是通过点操作符（.）访问的，点操作符接受两个操作数。

例如：

我们可以看到 s 有成员 name 和 age ；

那我们如何访问s的成员？

struct Stu
{
 char name[20];
 int age;
};
struct Stu s;
strcpy(s.name, "zhangsan");//使用.访问name成员
s.age = 20;//使用.访问age成员

🔖结构体指针访问成员

有时候我们得到的不是一个结构体变量，而是指向一个结构体的指针。

对于结构指针可以使用箭头（->）操作符来访问结构体的成员。

如下：

struct Stu
{
 char name[20];
 int age;
};
void print(struct Stu* ps)
{
 printf("name = %s   age = %d\n", (*ps).name, (*ps).age);
    //使用结构体指针访问指向对象的成员
 printf("name = %s   age = %d\n", ps->name, ps->age);
}
int main()
{
    struct Stu s = {"zhangsan", 20};
    print(&s);//结构体地址传参
    return 0;
}

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三、 结构体传参

结构体传参可以通过值传递或指针传递来传递结构体作为函数参数。这两种方式都有自己的用途和注意事项。

🔖值传递：

当你将结构体作为值传递给函数时，函数会创建结构体的一个副本，对副本的修改不会影响原始结构体。

 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 
 struct Person
 {
     char name[50];
     int age;
 };
 
 void printPerson(struct Person p) 
 {
     printf("Name: %s\n", p.name);
     printf("Age: %d\n", p.age);
 }
 
 int main() 
 {
     struct Person person1;
     strcpy(person1.name, "John");
     person1.age = 30;
 
     printPerson(person1);
 
     return 0;
 }
 

🔖指针传递：

通过将结构体的指针传递给函数，函数可以直接修改原始结构体的内容。

 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 
 struct Person 
 {
     char name[50];
     int age;
 };
 
 void modifyPerson(struct Person *p) 
 {
     strcpy(p->name, "Alice");
     p->age = 25;
 }
 
 int main() 
 {
     struct Person person1;
     strcpy(person1.name, "John");
     person1.age = 30;
 
     modifyPerson(&person1);//通过结构体指针修改结构体的成员变量
 
     printf("Name: %s\n", person1.name);
     printf("Age: %d\n", person1.age);
 
     return 0;
 }

代码示例：

struct S
{
 int data[1000];
 int num;
};
struct S s = {{1,2,3,4}, 1000};

//结构体传参
void print1(struct S s)
{
 printf("%d\n", s.num);
}

//结构体地址传参
void print2(struct S* ps)
{
 printf("%d\n", ps->num);
}

int main()
{
 print1(s);  //传结构体
 print2(&s); //传地址
 return 0;
}

上面的 print1 和 print2 函数哪个好些呢？

答案是：首选print2函数。

原因：

函数传参的时候，参数是需要压栈的。

如果传递一个结构体对象的时候，结构体过大，参数压栈的的系统开销比较大，所以会导致性能的下降。

结论：

结构体传参的时候，要传结构体的地址。

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