C语言中的结构体与面向对象编程思想

没有万能的编程技术
没有只产生正确的结果的编程语言
不是每个项目的编程都是从零开始的
—-《Object-Oriented Programming With ANSI-C》

一、C语言结构体

1、结构体是什么

(1)用途

结构体是一种可以包含一个或者多个不同数据类型的数据结构，是一种可以自己定义的数据类型。与数组不同，结构体的多个数据可以是不同的数据类型。

结构体在纯C语言环境中编程常有两种用途：将多个描述一个对象的数据打包，以体现层次结构，避免大量的垃圾变量名；在利用结构体内存偏移的特性，实现对寄存器的描述。

本文介绍的主要是其在

(2)语法

定义一个结构体

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使用结构体首先需要定义一个结构体

struct{      //大括号内为结构体的成员
    int a;   //定义成员变量
    int b;
} my_struct; //结构体名

这段代码会生成一个结构体my_struct，可以用以下代码测试这个结构体正确运行。

#include
struct{
    int a;
    int b;
}my_struct;
int main(void){
    printf("Please input:");
    scanf("%d %d",&(my_struct.a),&(my_struct.b));
    printf("%d %d\n",my_struct.a,my_struct.b);
    return 0;
}

正确运行时，将会有以下结果：

Please input:1 2
1 2
请按任意键继续. . .

这说明定义结构体是成功的。
使用结构体中变量的语法为结构体名.变量名，结构体复制的时候可以使用=号直接复制。例如：

#include
struct{
    int a;
    int b;
} my_struct,my_test;
int main(void){
    printf("Please input:");
    scanf("%d %d",&(my_struct.a),&(my_struct.b));
    my_test = my_struct;
    printf("%d %d\n",my_test.a,my_test.b);
    return 0;
}

这段代码将会产生与上面代码一样的结果，这说明可以用等于号直接复制一个结构体。

定义一个结构体类型

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C语言中有typedef关键字，可以用于自定义数据类型，例如：

typedef int my_type;

这时，my_type就可以代替int使用。

注：这样做看似无意义，但是在不同平台编译代码的时候可以通过只改变几个变量达到控制字段长度的作用。

这种方法也同样适用于结构体，声明一个结构体类型可以让我们不必每一次使用相同的结构体类型的时候都要重新写结构体的成员，只需要用结构体类型声明就可以了。例如：

typedef struct{
    int a;
    int b;
}my_struct_type;

接下来我们通过以下代码测试这个结构体类型：

#include
typedef struct{
    int a;
    int b;
}my_struct_type;
my_struct_type my_struct,my_test;
int main(void){
    printf("Please input:");
    scanf("%d %d",&(my_struct.a),&(my_struct.b));
    my_test = my_struct;
    printf("%d %d\n",my_test.a,my_test.b);
    return 0;
}

当这个程序出现下面的结果的时候，说明定义结构体类型是成功的。

Please input:1 2
1 2
请按任意键继续. . .

定义一个结构体数组

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与基本类型一样，结构体也可以通过顺序存储来实现对一系列结构体对象的存储。

顺序存储结构是存储结构类型中的一种，该结构是把逻辑上相邻的节点存储在物理位置上相邻的存储单元中，结点之间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现。在C语言中，这种存储方法通常用数组实现。

typedef struct{
    int a;
}my_struct_type;
my_struct_type my_struct[10];

与数组一样，可以通过下标的方式完成遍历：

#include
typedef struct{
    int a;
}my_struct_type;
my_struct_type my_struct[10];
int main(void){
    int i;
    for(i=0;i<10;i++){
        my_struct[i].a=i;
    }
    for(i=0;i<10;i++){
        printf("%d ",my_struct[i].a);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

成功执行将会得到以下结果：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
请按任意键继续. . .

结构体指针

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与基本类型一样，结构体也可以通过指针访问，例如：

#include
typedef struct{
    int a;
}my_struct_type;
my_struct_type my_struct;
my_struct_type* pmy_struct;
int main(void){
    my_struct.a=2;
    pmy_struct = &my_struct;
    printf("%d ",(*pmy_struct).a);
    printf("\n");
    return 0;
}

成功执行后会得到以下结果：

2
请按任意键继续. . .

请注意：在代码中使用了这个方式使用结构体指针(*pmy_struct).a，其是可以被pmy_struct->a替代的。

使用结构体指针动态的申请空间

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与其他数据类型一样，利用结构体指针也可以通过malloc()这样的函数动态的申请空间，语法如下：

pmy_struct = (my_struct_type*)malloc(sizeof(my_struct_type));

通过测试代码检查申请的情况：

#include
#include
typedef struct{
    int a;
}my_struct_type;
my_struct_type* pmy_struct;
int main(void){
    pmy_struct = (my_struct_type*)malloc(sizeof(my_struct_type));
    pmy_struct->a = 2;
    printf("%d ",pmy_struct->a);
    printf("\n");
    return 0;
}

如果输出和下面的运行结果一样，说明申请成功：

2
请按任意键继续. . .

注意：这段代码是有缺陷的，通常使用malloc()申请空间后需要检查指针是否为空，否则一旦空间申请失败，将出现严重错误。

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待填坑