C语言-结构体
结构体、共用体、枚举
1. 结构体
构造类型：不是基本类型的数据结构也不是指针，它是 若干个相同或不同类型的数据构成的集合。
1.1 引入
有时我们需要将不同类型的数据组合成一个有机的整体，以便于引用。
假如一个人姓名/性别/年龄属性
int name[50];
int sex[10];
int age;
结构体可以将以上内容组成一个整体。
1.2 概念
结构体 是一种构造类型的数据结构，是 一种 或 多种 基本类型或构造类型的数据的集合。
1.3 定义
关键字：struct
语法1：推荐使用
struct 结构体名称
{
成员(一个结构体中可以有多个成员)
};
struct 结构体名称 变量名;
示例：
#include 注意：
多个结构体变量之间互不影响，都有其独立的内存
语法2：定义结构体时，顺便定义一个结构体变量
struct 结构体名称
{
成员(一个结构体中可以有多个成员)
}变量名;
示例：
struct stu
{
char namr[50];
char sex[10];
int age;
} s1;
void fun01()
{
struct stu s2;
}
语法3：一个结构体只定义一个结构体变量
struct
{
成员(一个结构体中可以有多个成员)
}变量名;
注意：
- 以后没法再定义这个结构体类型的数据了，因为没有类型名
示例：
struct
{
char namr[50];
char sex[10];
int age;
}s1;
void fun01()
{
/*因为结构体变量定义的语法为：
struct 结构体名称 结构体变量名;
但是在定义该结构体时,没有说明结构体名称,所以不能再定义结构体变量了
后面只能使用s1
*/
}
1.4 初始化及使用
1.4.1 初始化
语法：
struct 结构体名称 结构体变量名 = {值1, 值2, 值3...};注意：
- 定义结构体与初始化不能分开
- 值的顺序就是结构体成员的顺序
1.4.2 使用
获取结构体成员
结构体变量名.成员变量
赋值
普通类型
结构体变量名.成员变量名 = 值;
字符数组
strcpy(结构体变量名.成员变量名,值);
整体赋值
结构体变量名1 = 结构体变量名2;使用memcpy
内存拷贝
memcpy(目标结构体变量地址, 原结构体变量地址, 长度); //注意看下面示例，取地址
示例：
struct stu
{
char name[50];
char sex[10];
int age;
};
void fun01()
{
//定义结构体变量
struct stu s1 = {"张三", "男", 18};
struct stu s2;
//方式2
s2 = s1; //将结构体变量s1成员的值 逐个 赋值给s2的成员
struct stu s3;
//方式3：内存拷贝
memcpy(&s3, &s1, sizeof(struct stu));
printf("s1.name=%s\n", s1.name); //s1.name=张三
printf("s1.sex=%s\n", s1.sex); //s1.sex=男
printf("s1.age=%d\n", s1.age); //s1.age=18
printf("s2.name=%s\n",s2.name);
printf("s2.sex=%s\n",s2.sex);
printf("s2.age=%d\n",s2.age);
printf("s3.name=%s\n",s3.name);
printf("s3.sex=%s\n",s3.sex);
printf("s3.age=%d\n",s3.age);
s1.age = 19;
s2.age = 29;
s3.age = 39;
printf("s1.name=%s\n", s1.name); //s1.name=张三
printf("s1.sex=%s\n", s1.sex); //s1.sex=男
printf("s1.age=%d\n", s1.age); //s1.age=19
printf("s2.name=%s\n",s2.name);
printf("s2.sex=%s\n",s2.sex);
printf("s2.age=%d\n",s2.age); //s2.age=29
printf("s3.name=%s\n",s3.name);
printf("s3.sex=%s\n",s3.sex);
printf("s3.age=%d\n",s3.age); //s3.age=39
}
示例2：注意在录入时，数组名就是数组的首地址，所以不用取地址，但是 普通类型记得取地址。
#include 2. typedef与结构体
作用：简化结构体
语法：
typedef struct 结构体名
{
成员
}别名;
示例：
#include 3. 结构体嵌套
概念：
结构体
A中的成员是结构体B的变量
#include 
4. 结构体指针变量
4.1 定义
概念：指向结构体变量的指针
语法：
struct 结构体名称 *指针变量名 = &结构体变量;
4.2 操作
语法：
指针变量名->成员变量
示例1：
#include 4.3 堆区申请空间存结构体变量
示例：
#include 示例2：键盘录入，注意普通变量要取地址（&）
void fun03()
{
//堆区申请空间存储结构体变量
Person *p = (Person *)calloc(1,sizeof(Person));
if (p == NULL)
{
printf("空间开辟失败\n");
return;
}
scanf("%s %d", p->name, &(p->age));
printf("p: %s %d\n", p->name, p->age); //p: 崔瀺 1000
if (p != NULL)
{
free(p);
p = NULL;
}
}
5. 结构体数组
5.1 定义
语法：
struct 结构体名称 数组名[长度];
5.2 初始化
语法：
struct 结构体名称 数组名[长度] = {{成员值1, 成员值2,...},{成员值1, 成员值2,...},...};
示例1：
#include 示例2：结构体数组与结构体指针变量结合，注意指针调用成员变量用 ->。
void fun02()
{
struct student s1 = {"宁姚", 18};
struct student *p1 = &s1;
struct student s2 = {"裴钱", 14};
struct student *p2 = &s2;
struct student s3 = {"暖树", 16};
struct student *p3 = &s3;
//p这个指针数组存放的是地址
struct student *p[3] = {p1,p2,p3};
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
struct student *ps = p[i];
// printf("s2[%d]\t%s %d\n", i, s.name, s.age);
printf("s2[%d]\t%s %d\n", i, ps->name, ps->age);
}
}
// s2[0] 宁姚 18
// s2[1] 裴钱 14
// s2[2] 暖树 16
6. 指针变量作为结构体成员
6.1 示例
struct person
{
char *name;
int age;
};
注意：
void fun01() { //1,不要操作结构体变量中未初始化指针 //定义结构体变量,但不初始化,此时其中的指针为野指针 // struct person p1; // printf("%s\n",p1.name); //定义结构体变量,使用memset清0,此时其中的指针为空指针 struct person p2; memset(&p2,0,sizeof(p2)); printf("%s\n",p2.name); }
6.2 指针成员初始化
#include 注意：
此时
结构体变量p1中指针成员指向文字常量区
- 不能修改其指向地址中的值；
- 只能修改其指向的地址
6.3 指针成员堆区初始化
#include 注意：
指针成员指向堆区，那么就可以对其进行读写
6.4 指针成员、结构体指针变量 堆区初始化
步骤：
- 先在堆区初始化结构体指针变量
- 然后在堆区初始化成员指针变量
- …
- 释放成员指针变量堆区空间
- 释放结构体指针变量堆区空间
void fun03()
{
Person *p1 = (Person *)malloc(sizeof(Person));
p1->age = 18;
p1->name = (char *)malloc(20);
strcpy(p1->name, "张三");
printf("%s %d\n", p1->name, p1->age); //张三 18张三 18
//释放空间
if (p1->name != NULL)
{
free(p1->name);
p1->name = NULL;
}
if (p1 != NULL)
{
free(p1);
p1 = NULL;
}
}
6.5 指针成员、结构体指针变量、结构体指针数组 堆区初始化
步骤：
- 先在堆区初始化结构体指针数组
- 再在堆区初始化结构体指针变量
- 然后在堆区初始化成员指针变量
- …
- 释放成员指针变量堆区空间
- 释放结构体指针变量堆区空间
- 释放结构体指针数组堆区空间
示例：
#include 6.6 浅拷贝
浅拷贝，拷贝的是地址，p1 和 p2 指向同一块地址，所以修改一个，另一个也会生改变
示例：
#include 
示例2：
void fun03()
{
//浅拷贝:只拷贝地址不拷贝内容,当其中一个的指针变量指向的地址中的内容发生改变,其另外一个也将被影响
//如:将其中一个成员指针变量指向的地址释放后,另一个对应的成员指针变量的地址也将被使用
//所以在此释放另一个该成员指针变量指向的地址,将报错
//因为内存重复释放
Person *p1 = (Person *) calloc(1,sizeof(Person));
p1->name = (char *) malloc(20);
strcpy(p1->name,"tom");
p1->age = 19;
Person *p2 = (Person *) calloc(1,sizeof(Person));
p2->name = p1->name;//结构体变量全赋值
printf("p1.name %p\n",p1->name);
printf("p2.name %p\n",p2->name);
if (p1->name != NULL)
{
printf("p1 name\n");
free(p1->name);
p1->name = NULL;
}
if (p2->name != NULL)
{
printf("p2 name\n");
free(p2->name);
p2->name = NULL;
}
if (p1 != NULL)
{
free(p1);
p1 = NULL;
}
if (p2 != NULL)
{
free(p2);
p2 = NULL;
}
}
6.7 深拷贝
示例：
void fun02()
{
//深拷贝:拷贝内容不拷贝地址
Person *p1 = (Person *) calloc(1,sizeof(Person));
p1->name = (char *) malloc(20);
strcpy(p1->name,"tom");
p1->age = 19;
Person *p2 = (Person *) calloc(1,sizeof(Person));
p2->name = (char *) malloc(20);
strcpy(p2->name,p1->name);
p2->age = p1->age;
printf("p1\t%s %d\n",p1->name,p1->age);
printf("p2\t%s %d\n",p2->name,p2->age);
strcpy(p1->name,"jek");
printf("p1\t%s %d\n",p1->name,p1->age);
printf("p2\t%s %d\n",p2->name,p2->age);
if (p1->name != NULL)
{
free(p1->name);
p1->name = NULL;
}
if (p1 != NULL)
{
free(p1);
p1 = NULL;
}
if (p2->name != NULL)
{
free(p2->name);
p2->name = NULL;
}
if (p2 != NULL)
{
free(p2);
p2 = NULL;
}
}
// p1 tom 19
// p2 tom 19
// p1 jek 19
// p2 tom 19
注意：
深拷贝和浅拷贝都发生在 结构体有指针成员变量的时候，所以尽量不要再结构体中使用指针成员
7. 结构体对齐
7.1 概述
#include 不对齐
优点:占用空间小
缺点:速度慢
对齐
优点:速度快
缺点:占用空间大
7.2 自动对齐
7.2.1 原则
- 结构体中的第一个成员在与结构体变量,偏移量为0的地址处
- 确定结构体的分配单位（结构体体中最大的基本类型长度）
- 其他成员的偏移量==成员自身长度的整数倍
- 收尾工作：结构体的总大小==分配单位的整数倍。
注意：按成员顺序从上向下
7.3 强制对齐
#pragma pack (value)时的指定对齐值value为1 2 4 8等
#include 8. 位段
8.1 概述
在结构体中，以位为单位的成员，被称之为位段（位域）。
unsigned int a:2;表示 a只占int类型中2位二进制位。- a的类型还是 unsigned int，
abcd 叫相邻位域，可以压缩，不能超过自身类型大小。- 示例中的结构体共占：2+6+4+4+32=48位
注意：
- 对位段成员不能取地址
- 给位域赋值 不要超过位域的大小 （会溢出）
示例：
#include 8.1.1 对位段成员的引用
data.a=2;
- 赋值时，不要超出位段定义的范围;
- 如段成员a定义为
2位，最大值为3，即（11） 2- 所以
data.a =5，就会取5的低两位进行赋值 101
8.2 另起一个单元存储
typedef struct data02
{
unsigned char a:2;
unsigned char b:2;
unsigned char c:2;
unsigned char :0;
unsigned char d:2;
}Data02;
void fun02()
{
printf("%ld\n",sizeof(Data02));//长度2
unsigned char :0;表示另起一行。
8.3 无意义位段
typedef struct data03
{
unsigned char a:2;
unsigned char b:2;
unsigned char :2;
unsigned char d:2;
}Data03;
void fun03()
{
printf("%ld\n",sizeof(Data03));//长度1
unsigned char :2;表示为空，无意义位段。
二、共用体
关键字：union
特点：所有成员公用一块空间
示例1：
#include 虽然共用体成员在同一块空间，但是每个成员操作空间的大小 是由成员自身类型决定。
示例2：
#include 示例3：
#include 三、枚举
关键字：enum
特点：限定其值的范围
概念：枚举就是将枚举变量可以赋的值一一列举出来
语法：
enum 枚举名称
{
值1,
值2,
值3,
...
值n
}
注意:
- 枚举中的值为符号常量，也是枚举变量可以赋的值
- 枚举列表中的值从0递增
示例1：
#include 示例2：
#include