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前面已经介绍了整型（int，long，….），浮点型（flaot，double），字符型（char），还介绍了数组（存储一组具有相同类型的数据），字符串等等。但是在实际开发中有时候我们需要其中的几种类型一起来修饰某个变量，例如一个学生的信息就需要学号（字符串）、姓名（字符串）、年龄（整型）、成绩（浮点型）等等，这些数据类型都不同但是他们又是表示一个整体，要存在联系，那么我们就需要一个新的数据类型——结构体，他就将不同类型的数据存放在一起，作为一个整体进行处理。我们可以认为结构体是一种聚合类型。
一、结构体
在C语言中，可以使用结构体（Struct）来存放一组不同类型的数据。结构体的定义形式为：
struct 结构体名{
结构体所包含的变量或数组
};//大括号后面的分号;不能少，这是一条完整的语句。
结构体是一种集合，它里面包含了多个变量或数组，它们的类型可以相同，也可以不同，每个这样的变量或数组都称为结构体的成员（Member）。如：
struct stu{
char *name; //姓名
int num; //学号
int age; //年龄
char group; //所在学习小组
float score; //成绩
};//大括号后面的分号;不能少，这是一条完整的语句。
//stu 为结构体名，它包含了 5 个成员，分别是 name、num、age、group、score。结构体成员的定义方式与变量和数组的定义方式相同，只是不能初始化。
像 int、float、char 等是由C语言本身提供的数据类型，不能再进行分拆，我们称之为基本数据类型；而结构体可以包含多个基本类型的数据，也可以包含其他的结构体，我们将它称为复杂数据类型或构造数据类型。
1.结构体变量
结构体也是一种数据类型，可以用它来定义变量。例如：
//定义变量方法一：
struct stu{
char *name; //姓名
int num; //学号
int age; //年龄
char group; //所在学习小组
float score; //成绩
};
struct stu stu1, stu2;//定义了两个变量 stu1 和 stu2，它们都是 stu 类型，都由 5 个成员组成。注意关键字struct不能少。
//stu 就像一个“模板”，定义出来的变量都具有相同的性质。也可以将结构体比作“模型”，将结构体变量比作“产品”，根据同一模型生产出来的产品的特性都是一样的。
//定义变量方法二：
//也可以在定义结构体的同时定义结构体变量：
struct stu{
char *name; //姓名
int num; //学号
int age; //年龄
char group; //所在学习小组
float score; //成绩
} stu1, stu2; //将变量放在结构体定义的最后即可
理论上讲结构体的各个成员在内存中是连续存储的，和数组非常类似，例如上面的结构体变量 stu1、stu2 的内存分布如下图所示，共占用 4+4+4+1+4 = 17 个字节。
但是在编译器的具体实现中，各个成员之间可能会存在缝隙，对于 stu1、stu2，成员变量 group 和 score 之间就存在 3 个字节的空白填充（见下图）。这样算来，stu1、stu2 其实占用了 17 + 3 = 20 个字节。
2.成员的获取和赋值
结构体和数组类似，也是一组数据的集合，整体使用没有太大的意义。数组使用下标[ ]获取单个元素，结构体使用点号.获取单个成员。获取结构体成员的一般格式为：
结构体变量名.成员名;
//给成员赋值、获取成员值
#include<stdio.h>
int main()
{
struct stu{
char *name; //姓名
int num; //学号
int age; //年龄
char group; //所在小组
float score; //成绩
} stu1;
/*
//整体赋值仅限于定义结构体变量的时候,在使用过程中只能对成员逐一赋值
struct stu{
char *name; //姓名
int num; //学号
int age; //年龄
char group; //所在小组
float score; //成绩
} stu1 = {"Amax",1111,25,'A',99.99};
*/
//给结构体成员赋值
stu1.name = "Amax";
stu1.num = 1111;
stu1.age = 25;
stu1.group = 'A';
stu1.score = 99.99;
//读取结构体成员值
printf("%s的学号是%d，年龄是%d，在%c组，今年的成绩是%.1f！\n", stu1.name, stu1.num, stu1.age, stu1.group, stu1.score);
return 0;
}
//运行结果
Amax的学号是1111，年龄是25，在A组，今年的成绩是100.0！
需要注意的是，结构体是一种自定义的数据类型，是创建变量的模板，不占用内存空间；结构体变量才包含了实实在在的数据，需要内存空间来存储。
二、结构体数组
结构体数组，是指数组中的每个元素都是一个结构体。在实际应用中，C语言结构体数组常被用来表示一个拥有相同数据结构的群体，比如一个班的学生、一个车间的职工等。
定义结构体数组和定义结构体变量的方式类似，请看下面的例子：
struct stu{
char *name; //姓名
int num; //学号
int age; //年龄
char group; //所在小组
float score; //成绩
}classes[5]; //一个班级有5个学生
结构体数组在定义的同时也可以初始化，例如：
struct stu{
char *name; //姓名
int num; //学号
int age; //年龄
char group; //所在小组
float score; //成绩
}classes[5] = {
{"Li ping", 5, 18, 'C', 145.0},
{"Zhang ping", 4, 19, 'A', 130.5},
{"He fang", 1, 18, 'A', 148.5},
{"Cheng ling", 2, 17, 'F', 139.0},
{"Wang ming", 3, 17, 'B', 144.5}
};
//注：当对数组中全部元素赋值时，也可不给出数组长度
示例： 计算全班学生的总成绩、平均成绩和以及 140 分以下的人数
//计算全班学生的总成绩、平均成绩和以及 140 分以下的人数
#include<stdio.h>
struct stu{
char *name; //姓名
int num; //学号
int age; //年龄
char group; //所在小组
float score; //成绩
}classes[] = {
{ "Li ping", 5, 18, 'C', 145.0 },
{ "Zhang ping", 4, 19, 'A', 130.5 },
{ "He fang", 1, 18, 'A', 148.5 },
{ "Cheng ling", 2, 17, 'F', 139.0 },
{ "Wang ming", 3, 17, 'B', 144.5 }
};
int main(){
int i, num_140 = 0;
float sum = 0;
for (i = 0; i < 5; i++){
sum += classes[i].score;
if (classes[i].score < 140){
num_140++;
}
}
printf("sum=%.2f\naverage=%.2f\nnum_140=%d\n", sum, sum / 5, num_140);
return 0;
}
//运行结果
sum=707.50
average=141.50
num_140=2
三、结构体指针（指向结构体的指针）
1.定义
当一个指针变量指向结构体时，我们就称它为结构体指针。C语言结构体指针的定义形式一般为：
struct 结构体名 *变量名;
下面是一个定义结构体指针的实例：
//结构体
struct stu{
char *name; //姓名
int num; //学号
int age; //年龄
char group; //所在小组
float score; //成绩
}stu1 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 };
//结构体指针
struct stu *pstu = &stu1;
也可以在定义结构体的同时定义结构体指针：
//结构体
struct stu{
char *name; //姓名
int num; //学号
int age; //年龄
char group; //所在小组
float score; //成绩
}stu1 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 },*pstu=&stu1;
//注意：结构体变量名和数组名不同，数组名在表达式中会被转换为数组指针，而结构体变量名不会，无论在任何表达式中它表示的都是整个集合本身，要想取得结构体变量的地址，必须在前面加&，所以给 pstu 赋值只能写作：
struct stu *pstu = &stu1;而不能写作：struct stu *pstu = stu1;
还应该注意，结构体和结构体变量是两个不同的概念：结构体是一种数据类型，是一种创建变量的模板，编译器不会为它分配内存空间，就像 int、float、char 这些关键字本身不占用内存一样；结构体变量才包含实实在在的数据，才需要内存来存储。
2.获取结构体成员
通过结构体指针可以获取结构体成员，一般形式为：
(*pointer).memberName //.的优先级高于*，(*pointer)两边的括号不能少。如果去掉括号写作*pointer.memberName，那么就等效于*(pointer.memberName)，这样意义就完全不对了。
或者
pointer->memberName //->是一个新的运算符，习惯称它为“箭头”，有了它，可以通过结构体指针直接取得结构体成员；这也是->在C语言中的唯一用途。
结构体指针的使用:
#include<stdio.h>
int main(){
struct{
char *name; //姓名
int num; //学号
int age; //年龄
char group; //所在小组
float score; //成绩
} stu1 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 }, *pstu = &stu1;
//读取结构体成员的值
printf("%s的学号是%d，年龄是%d，在%c组，今年的成绩是%.1f！\n", (*pstu).name, (*pstu).num, (*pstu).age, (*pstu).group, (*pstu).score);
printf("%s的学号是%d，年龄是%d，在%c组，今年的成绩是%.1f！\n", pstu->name, pstu->num, pstu->age, pstu->group, pstu->score);
return 0;
}
//运行结果
Tom的学号是12，年龄是18，在A组，今年的成绩是136.5！
Tom的学号是12，年龄是18，在A组，今年的成绩是136.5！
3.结构体指针作为函数参数
结构体变量名代表的是整个集合本身，作为函数参数时传递的整个集合，也就是所有成员，而不是像数组一样被编译器转换成一个指针。如果结构体成员较多，尤其是成员为数组时，传送的时间和空间开销会很大，影响程序的运行效率。所以最好的办法就是使用结构体指针，这时由实参传向形参的只是一个地址，非常快速。
示例，计算全班学生的总成绩、平均成绩和以及 140 分以下的人数：
#include<stdio.h>
struct stu{
char *name; //姓名
int num; //学号
int age; //年龄
char group; //所在小组
float score; //成绩
}stus[] = {
{ "Li ping", 5, 18, 'C', 145.0 },
{ "Zhang ping", 4, 19, 'A', 130.5 },
{ "He fang", 1, 18, 'A', 148.5 },
{ "Cheng ling", 2, 17, 'F', 139.0 },
{ "Wang ming", 3, 17, 'B', 144.5 }
};
void average(struct stu *ps, int len);
int main(){
int len = sizeof(stus) / sizeof(struct stu);
average(stus, len);
return 0;
}
void average(struct stu *ps, int len){
int i, num_140 = 0;
float average, sum = 0;
for (i = 0; i < len; i++){
sum += (ps + i)->score;
if ((ps + i)->score < 140){
num_140++;
}
}
printf("sum=%.2f\naverage=%.2f\nnum_140=%d\n", sum, sum / 5, num_140);
}
//运行结果：
sum=707.50
average=141.50
num_140=2
四、枚举类型(enum)
#include <stdio.h>
#define Mon 1
#define Tues 2
#define Wed 3
#define Thurs 4
#define Fri 5
#define Sat 6
#define Sun 7
int main(){
int day;
scanf("%d", &day);
switch (day){
case Mon:puts("Monday"); break;
case Tues:puts("Tuesday"); break;
case Wed:puts("Wednesday"); break;
case Thurs:puts("Thursday"); break;
case Fri:puts("Friday"); break;
case Sat:puts("Saturday"); break;
case Sun:puts("Sunday"); break;
default:puts("Error!");
}
return 0;
}
//运行结果：
1
Monday
#define命令虽然能解决问题，但也带来了不小的副作用，导致宏名过多，代码松散，看起来总有点不舒服。C语言提供了一种枚举（Enum）类型，能够列出所有可能的取值，并给它们取一个名字。
枚举类型的定义形式为：
enum typeName{ valueName1, valueName2, valueName3, ...... };
//其中，enum是一个新的关键字，专门用来定义枚举类型，这也是它在C语言中的唯一用途；typeName是枚举类型的名字；valueName1, valueName2, valueName3, ......是每个值对应的名字的列表。注意最后的;不能少。
//列出一个星期有几天
enum week{ Mon, Tues, Wed, Thurs, Fri, Sat, Sun };
//仅仅给出了名字，却没有给出名字对应的值，这是因为枚举值默认从 0 开始，往后逐个加 1（递增）；也就是说，week 中的 Mon、Tues ...... Sun 对应的值分别为 0、1 ...... 6。
//给每个名字指定一个值
enum week{ Mon = 1, Tues = 2, Wed = 3, Thurs = 4, Fri = 5, Sat = 6, Sun = 7 };
//更为简单的方法是只给第一个名字指定值：
enum week{ Mon = 1, Tues, Wed, Thurs, Fri, Sat, Sun };//从 1 开始递增，跟上面的写法是等效的。
枚举是一种类型，通过它可以定义枚举变量：
enum week a, b, c;
也可以在定义枚举类型的同时定义变量：
enum week{ Mon = 1, Tues, Wed, Thurs, Fri, Sat, Sun } a, b, c;
//判断用户输入的是星期几
#include <stdio.h>
int main(){
enum week{Mon=1,Tues,Wed,Thurs,Fri,Sat,Sun} day; //定义枚举类型的同时定义变量
scanf("%d", &day);
switch (day){
case Mon:puts("Monday"); break;
case Tues:puts("Tuesday"); break;
case Wed:puts("Wednesday"); break;
case Thurs:puts("Thursday"); break;
case Fri:puts("Friday"); break;
case Sat:puts("Saturday"); break;
case Sun:puts("Sunday"); break;
default:puts("Error!");
}
return 0;
}
//运行结果
3
Wednesday
//解析：case 关键字后面必须是一个整数，或者是结果为整数的表达式，但不能包含任何变量，正是由于 Mon、Tues、Wed 这些名字最终会被替换成一个整数，所以它们才能放在 case 后面。
需要注意的两点是：
①枚举列表中的 Mon、Tues、Wed 这些标识符的作用范围是全局的（严格来说是 main() 函数内部），不能再定义与它们名字相同的变量。
②Mon、Tues、Wed 等都是常量，不能对它们赋值，只能将它们的值赋给其他的变量。
枚举和宏其实非常类似：宏在预处理阶段将名字替换成对应的值，枚举在编译阶段将名字替换成对应的值。我们可以将枚举理解为编译阶段的宏。
五、共用体(union)
结构体（Struct）是一种构造类型或复杂类型，它可以包含多个类型不同的成员。在C语言中，还有另外一种和结构体非常类似的语法，叫做共用体（Union），它的定义格式为：
union 共用体名{
成员列表
};
结构体和共用体的区别在于：结构体的各个成员会占用不同的内存，互相之间没有影响；而共用体的所有成员占用同一段内存，修改一个成员会影响其余所有成员。
结构体占用的内存大于等于所有成员占用的内存的总和（成员之间可能会存在缝隙），共用体占用的内存等于最长的成员占用的内存。共用体使用了内存覆盖技术，同一时刻只能保存一个成员的值，如果对新的成员赋值，就会把原来成员的值覆盖掉。
共用体也是一种自定义类型，可以通过它来创建变量，例如：
//先定义共用体，再创建变量
union data{
int n;
char ch;
double f;
};
union data a, b, c;
//在定义共用体的同时创建变量
union data{
int n;
char ch;
double f;
} a, b, c;
现有一张关于学生信息和教师信息的表格。学生信息包括姓名、编号、性别、职业、分数，教师的信息包括姓名、编号、性别、职业、教学科目。请看下面的表格：
f 和 m 分别表示女性和男性，s 表示学生，t 表示教师。可以看出，学生和教师所包含的数据是不同的。现在要求把这些信息放在同一个表格中，并设计程序输入人员信息然后输出。
如果把每个人的信息都看作一个结构体变量的话，那么教师和学生的前 4 个成员变量是一样的，第 5 个成员变量可能是 score 或者 course。当第 4 个成员变量的值是 s 的时候，第 5 个成员变量就是 score；当第 4 个成员变量的值是 t 的时候，第 5 个成员变量就是 course。
经过上面的分析，我们可以设计一个包含共用体的结构体，请看下面的代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define TOTAL 4 //人员总数
struct{
char name[20];
int num;
char sex;
char profession;
union{
float score;
char course[20];
} sc;
}bodys[TOTAL];
int main(){
int i;
//输入人员信息
for (i = 0; i<TOTAL; i++){
printf("Input info: ");
scanf("%s %d %c %c", bodys[i].name, &(bodys[i].num), &(bodys[i].sex), &(bodys[i].profession));
if (bodys[i].profession == 's'){ //如果是学生
scanf("%f", &bodys[i].sc.score);
}
else{ //如果是老师
scanf("%s", bodys[i].sc.course);
}
fflush(stdin);
}
//输出人员信息
printf("\nName\t\tNum\tSex\tProfession\tScore / Course\n");
for (i = 0; i<TOTAL; i++){
if (bodys[i].profession == 's'){ //如果是学生
printf("%s\t%d\t%c\t%c\t\t%f\n", bodys[i].name, bodys[i].num, bodys[i].sex, bodys[i].profession, bodys[i].sc.score);
}
else{ //如果是老师
printf("%s\t%d\t%c\t%c\t\t%s\n", bodys[i].name, bodys[i].num, bodys[i].sex, bodys[i].profession, bodys[i].sc.course);
}
}
return 0;
}
//运行结果
Input info: HanXiaoXiao 501 f s 89.5
Input info: YanWeiMin 1011 m t math
Input info: LiuZhenTao 109 f t English
Input info: ZhaoFeiYan 982 m s 95.0
Name Num Sex Profession Score / Course
HanXiaoXiao 501 f s 89.500000
YanWeiMin 1011 m t math
LiuZhenTao 109 f t English
ZhaoFeiYan 982 m s 95.000000
参考文献：C语言中文网