struct结构体的用法
在C语言中，struct 是一种用于定义复合数据类型的关键字。它允许将多个不同类型的变量组合在一起，形成一个新的数据类型。
1. 基本语法
定义一个结构体的基本语法如下：
struct 结构体名 {
数据类型 成员1;
数据类型 成员2;
// 更多成员...
};
-
结构体名：结构体的名称，用于声明变量。 -
成员：结构体内部的变量，可以是任意数据类型（如int、float、char，甚至是其他结构体）。
2. 定义结构体
以下是一个简单的例子，定义一个表示点的结构体：
struct Point {
int x;
int y;
};
-
这里定义了一个名为
Point的结构体，包含两个成员：x和y，分别表示点的横坐标和纵坐标。
3. 声明结构体变量
定义结构体后，可以声明结构体变量：
struct Point p1; // 声明一个 Point 类型的变量 p1
-
这里
p1是一个Point类型的变量，可以通过p1.x和p1.y访问其成员。
4. 初始化结构体
可以在声明时直接初始化结构体变量：
struct Point p2 = {10, 20}; // 初始化 p2，x=10，y=20
-
初始化时，成员的顺序必须与结构体定义中的顺序一致。
5. 访问结构体成员
使用点运算符 . 访问结构体的成员：
p1.x = 5;
p1.y = 15;
printf("Point p1: (%d, %d)\n", p1.x, p1.y);
6. 结构体指针
可以定义指向结构体的指针，并通过箭头运算符 -> 访问成员：
struct Point* ptr = &p1; // ptr 是指向 p1 的指针
ptr->x = 100; // 修改 p1 的 x 值
printf("Point p1: (%d, %d)\n", ptr->x, ptr->y);
7. typedef 简化结构体类型名
使用 typedef 可以为结构体定义一个别名，简化代码：
typedef struct Point {
int x;
int y;
} Point; // 现在可以直接用 Point 代替 struct Point
Point p3 = {30, 40}; // 直接使用 Point 声明变量
8. 结构体嵌套
结构体可以嵌套其他结构体：
typedef struct Rectangle {
Point topLeft; // 左上角点
Point bottomRight; // 右下角点
} Rectangle;
Rectangle rect = {{0, 10}, {20, 0}};
printf("Top-left: (%d, %d)\n", rect.topLeft.x, rect.topLeft.y);
9. 结构体数组
可以定义结构体数组，用于存储多个结构体变量：
Point points[3] = {{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}};
for (int i = 0; i < 3; i++) {
printf("Point %d: (%d, %d)\n", i, points[i].x, points[i].y);
}
10. 结构体作为函数参数
结构体可以作为函数的参数或返回值：
// 函数：计算两点之间的距离
double distance(Point p1, Point p2) {
int dx = p1.x - p2.x;
int dy = p1.y - p2.y;
return sqrt(dx * dx + dy * dy);
}
Point a = {0, 0};
Point b = {3, 4};
printf("Distance: %f\n", distance(a, b));
11. 动态分配结构体
可以使用 malloc 动态分配结构体内存：
Point* p = (Point*)malloc(sizeof(Point));
if (p == NULL) {
printf("Memory allocation failed\n");
return 1;
}
p->x = 10;
p->y = 20;
printf("Dynamic Point: (%d, %d)\n", p->x, p->y);
free(p); // 释放内存
12. 结构体的大小
使用 sizeof 可以获取结构体的大小：
printf("Size of Point: %lu bytes\n", sizeof(Point));
-
注意：结构体的大小可能会因为内存对齐（alignment）而大于成员大小的总和。
13. 结构体的内存对齐
结构体的成员在内存中可能会对齐到特定的边界，以提高访问效率。可以使用 #pragma pack 修改对齐方式：
#pragma pack(push, 1) // 设置对齐为 1 字节
struct PackedPoint {
int x;
char y;
};
#pragma pack(pop) // 恢复默认对齐
printf("Size of PackedPoint: %lu bytes\n", sizeof(struct PackedPoint));
14. 匿名结构体
C11 标准支持匿名结构体，可以直接定义结构体变量：
struct {
int x;
int y;
} point = {10, 20}; // 直接定义变量 point
15. 结构体的常见用途
-
链表节点：
typedef struct Node { int data; struct Node* next; } Node; -
二叉树节点：
typedef struct TreeNode { int data; struct TreeNode* left; struct TreeNode* right; } TreeNode; -
复杂数据结构：如图、堆、栈等。
总结
struct 是C语言中用于定义复合数据类型的关键字，常用于组织和管理复杂数据。通过结构体，可以将多个相关的数据组合在一起，提高代码的可读性和可维护性。掌握结构体的定义、初始化、访问、指针操作等技巧，是C语言编程的基础。