C语言结构体相关函数指针数组

2023-07-19 14:21:34

作者 : 万境绝尘

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结构体概述 : 结构体是多个变量的集合, 变量的类型可以不同;

-- 可进行的操作 : 结构体可以进行拷贝赋值操作, 可以作为函数参数和函数返回值;

1. 结构体的基本使用

结构体声明 : struct 结构标记 {结构成员} 普通变量;

-- 结构体示例 :

	struct student

	{

		char *name;

		int age;

	};

-- 结构标记 : struct 后面的 student 是结构标记, 这个标记可写可不写, 其作用是为结构命名, 结构标记可以代表 {} 中的声明的所有的成员变量;

-- 结构成员 : 在 {} 中定义的变量就是结构成员;

-- 普通变量 : 在声明结构体的时候后面可以加上若干普通变量, 相当于定义结构体变量;

结构体变量声明 : 可以在定义的时候声明变量, 也可以在定义完结构体使用结构标记声明变量;

-- 定义结构体时声明变量 : 这种声明变量的方式可以不用结构标记, 变量名写在花括号后面, 用头号隔开;

	struct student

	{

		char *name;

		int age;

	} s1, s2, s3;

-- 使用结构标记声明 : 结构标记 student 代表了花括号的声明, 是结构体的简写, 可以使用结构标记代替花括号中的内容;

struct student s4, s5, s6;

结构体内存分配 : 结构体内存是在声明变量的时候分配的, 如果只声明了结构体, 没有声明对应变量, 那么不会分配内存;

结构体变量初始化 :

-- 声明结构体的时候初始化 : struct student s1 = {"Tom", 12} ; 注意初值表中必须时结构体对应类型的常量表达式;

-- 声明之后初始化 : 结构体变量名.成员名可以访问结构体中的成员变量, s1.name = "Tom"; s2.age = 12;

结构体嵌套 : 结构体中的成员变量可以是结构体变量;

	struct student

	{

		char *name;

		int age;

	} s1;

	struct class

	{

		struct student s1;

		struct student s2;

	} c1;

结构体代码示例 :

/*************************************************************************

    > File Name: base_struct.c

    > Author: octopus

    > Mail: octopus_work.163.com

    > Created Time: 2014年03月24日 星期一 10时49分46秒

 ************************************************************************/

#include<stdio.h>

int main(int argc, char **argv)

{

	/*

	 * 声明结构体 同时声明变量s1

	 */

	struct student

	{

		char *name;

		int age;

	} s1;

	/*

	 * 结构体嵌套

	 */

	struct class

	{

		struct student s1;

		struct student s2;

	} c1;

	struct student s2 = {"Tom", 12};/*只有声明的时候才能对结构体初始化才能使用花括号赋值*/

	struct class c2 = {{"Jack", 13}, {"Pig", 15}};

	s1.name = "Hack";		/*变量声明后对结构体赋值只能一个一个赋值*/

	s1.age = 14;

	//s1 = {"fuck", 1};		/*只有在初始化的时候才能使用 花括号初始化结构体变量*/

	c1.s1.name = "CJ";

	c1.s1.age = 21;

	c1.s2.name = "KW";

	c1.s2.age = 22;

	/*访问结构体中的变量, 使用 . 进行访问*/

	printf("s1 : name = %s, age = %d \n", s1.name, s1.age);

	printf("s2 : name = %s, age = %d \n", s2.name, s2.age);

	printf("c1 : s1 : name = %s, age = %d ; s2 : name = %s, age = %d \n", c1.s1.name, c1.s1.age, c1.s1.name, c1.s2.age);

	printf("c2 : s1 : name = %s, age = %d ; s2 : name = %s, age = %d \n", c2.s1.name, c2.s1.age, c2.s1.name, c2.s2.age);

	return 0;

}

执行结果 :

octopus@octopus-Vostro-270s:~/code/c/struct$ gcc base_struct.c

octopus@octopus-Vostro-270s:~/code/c/struct$ ./a.out

s1 : name = Hack, age = 14

s2 : name = Tom, age = 12

c1 : s1 : name = CJ, age = 21 ; s2 : name = CJ, age = 22

c2 : s1 : name = Jack, age = 13 ; s2 : name = Jack, age = 15

2. 结构体与函数

结构体的合法操作 :

-- 整体复制 : 结构体可以复制;

-- 整体赋值 : 声明结构体的时候可以整体赋值, 在其它情况下不可以;

-- & 取地址 : 使用 & 运算符获取结构体地址;

-- 访问成员 : 使用结构体变量名.成员变量名可以访问成员变量;

函数传递结构体方法 :

-- 传递结构体成员 : 将结构体拆开, 将其中的成员变量分别传入;

struct class create_class(struct student s2, struct student s3)

{

	struct class c1 = {s2, s3};

	return c1;

}

-- 传递结构体 : 将整个结构体当做参数传入, 这种情况和传递其它类型参数一样, 都是通过值传递的;

struct class create_class(struct student s2, struct student s3)

{

	struct class c1 = {s2, s3};

	return c1;

}

-- 传递结构体指针 : 传递结构体的指针, 访问形式如下;

/*

 * 传入一个结构体指针

 * 通过指针访问结构体的方法 :

 *   (*结构体指针变量).成员变量 访问;

 *   结构体指针变量 -> 成员变量 访问;

 */

void printf_struct_pointer(struct student *s)

{

	printf("student : (*s).name = %s, (*s).age = %d \n", (*s).name, (*s).age);

	printf("student : s->name = %s, s->age = %d \n", s->name, s->age);

}

结构体指针访问 :

-- 示例 : 定义一个结构体指针;

	struct student

	{

		char *name;

		int age;

	}*p;

-- "." 和 "->"优先级 : 这两个运算符都是从左到右运算, 都是右结合; "." 和 "->" 优先级比 "*" , "++" 优先级要高; 这两个运算符与 () [] 是四个优先级最高的运算符;

-- ++p->age 分析 : 是对结构体中的 age 进行自增操作;

-- *p->name 分析 : 获取结构体中的 name 字符串的值(注意不是指针|地址);

-- *p++->name 分析 : 先获取 name 字符串的值, 再将p自增;

结构体函数示例 :

/*************************************************************************

    > File Name: method_struct.c

    > Author: octopus

    > Mail: octopus_work.163.com

    > Created Time: 2014年03月24日 星期一 14时46分16秒

 ************************************************************************/

#include<stdio.h>

/*声明一个结构体类型, 其成员变量是普通变量*/

struct student

{

	char *name;

	int age;

};

/*声明一个结构体类型, 其成员变量是结构体*/

struct class

{

	struct student s1;

	struct student s2;

};

/*

 * 传递 2 个结构体的成员变量

 * 在函数中创建结构体并返回

 */

struct student create_student(char *name, int age)

{

	struct student s1 = {name, age};

	return s1;

}

/*

 * 传递 2 个结构体变量

 */

struct class create_class(struct student s2, struct student s3)

{

	struct class c1 = {s2, s3};

	return c1;

}

/*

 * 传入一个结构体指针

 * 通过指针访问结构体的方法 :

 *   (*结构体指针变量).成员变量 访问;

 *   结构体指针变量 -> 成员变量 访问;

 */

void printf_struct_pointer(struct student *s)

{

	printf("student : (*s).name = %s, (*s).age = %d \n", (*s).name, (*s).age);

	printf("student : s->name = %s, s->age = %d \n", s->name, s->age);

}

int main(int argc, char **argv)

{

	/*使用函数获取一个结构体, 传入结构体的值*/

	struct student s1 = create_student("Tom", 11);

	printf("student : name = %s, age = %d \n", s1.name, s1.age);

	/*创建一个成员变量是结构体的结构体, 并打印结构体数据*/

	struct class c1 = create_class(create_student("Jack", 12), create_student("CJ", 13));

	printf("c1 : s1 : name = %s, age = %d ; s2 : name = %s, age = %d \n", c1.s1.name, c1.s1.age, c1.s2.name, c1.s2.age);

	/*声明结构体指针*/

	struct student *p = &s1;

	printf_struct_pointer(p);

	return 0;

}

执行结果 :

octopus@octopus-Vostro-270s:~/code/c/struct$ gcc method_struct.c

octopus@octopus-Vostro-270s:~/code/c/struct$ ./a.out

student : name = Tom, age = 11

c1 : s1 : name = Jack, age = 12 ; s2 : name = CJ, age = 13

student : (*s).name = Tom, (*s).age = 11

student : s->name = Tom, s->age = 11

3. 结构体数组

(1) 结构体数组声明初始化

声明结构体数组 :

-- 声明结构体的时候声明结构体数组 : 格式为 : struct 结构标记 {} 数组名[];

-- 使用结构标记声明结构体数组 : 格式为 : struct 结构标记数组名[];

结构体数组声明初始化 :

-- 逐个元素初始化 : 数组名[] = {{结构体1}, {结构体2}};

-- 总体初始化 : 数组名[] = {常量1, 常量2 ...};

结构体初始化 :

/*************************************************************************

    > File Name: array_struct.c

    > Author: octopus

    > Mail: octopus_work.163.com

    > Created Time: 2014年03月24日 星期一 16时40分15秒

 ************************************************************************/

#include<stdio.h>

/*

 * 声明结构体

 * 同时也声明结构体类型数组

 * 为数组初始化

 * 直接将每个结构体成员的值依次列出即可

 */

struct student

{

	char *name;

	int age;

} team1[] =

{

	"Tom", 12,

	"Jack", 13

};

int main(int argc, char **argv)

{

	int i;

	/*将每个结构体初始化, 赋值, 每个结构体初始化内容使用 花括号括起来*/

	struct student team2[] = {{"CJ", 34}, {"KI", 32}};

	for(i = 0; i < 2; i++)

	{

		printf("team1 : team1[i].name = %s, team1[i].age = %d \n", team1[i].name, team1[i].age);

	}

	for(i = 0; i < 2; i++)

	{

		printf("team2 : team2[i].name = %s, team2[i].age = %d \n", team2[i].name, team2[i].age);

	}

	return 0;

}

执行结果 :

octopus@octopus-Vostro-270s:~/code/c/struct$ gcc array_struct.c

octopus@octopus-Vostro-270s:~/code/c/struct$ ./a.out

team1 : team1[i].name = Tom, team1[i].age = 12

team1 : team1[i].name = Jack, team1[i].age = 13

team2 : team2[i].name = CJ, team2[i].age = 34

team2 : team2[i].name = KI, team2[i].age = 32

(2) 结构体数组示例程序

需求 : 实现一个统计 C 语言关键字出现次数;

代码 :

/*************************************************************************

    > File Name: word_count.c

    > Author: octopus

    > Mail: octopus_work.163.com

    > Created Time: 2014年03月24日 星期一 17时12分32秒

 ************************************************************************/

#include<stdio.h>

#include<ctype.h>

#include<string.h>

#define MAXWORD 10

/*

 * 定义结构体类型 key

 * 该类型结构体中存储一个 字符串(关键字) 和 int 数据(关键字出现次数)

 * 同时声明一个结构体数组

 * 对结构体数组进行初始化

 *

 *

 */

struct key

{

        char *word;

        int count;

}key_count[] =

{

        "auto", 0,

        "break", 0,

        "case", 0,

        "char", 0,

        "const", 0,

        "continue", 0,

        "default", 0,

        "void", 0,

        "volatitle", 0,

        "while", 0

};

int main(int argc, char **argv)

{

        int n;

        char word[MAXWORD];

        /*循环接收字符串, 如果字符串与结构体数组中匹配, 结构体的count ++*/

        while(getword(word, MAXWORD) != EOF)

                if(isalpha(word[0]))

                        if((n = binsearch(word, key_count, 10)) >= 0)

                                key_count[n].count++;

        /*打印大于0的关键字 及 个数*/

        for (n = 0; n < 10; n ++)

                if(key_count[n].count > 0)

                        printf("%2d %s\n", key_count[n].count, key_count[n].word);

        return 0;

}

/*

 * 重要api解析 :

 *  int getc(FILE *stream) 从标准输入流中读取字符

 *  int ungetc(int c, FILE *stream) 将字符退回到标准输入流中

 *  int isspace(int c) 判断字符是否是 空格 '\f' '\r' '\n' '\t' '\v'

 *  int isalpha(int c) 判断是否是字母

 */

int getword(char *word, int lim)

{

        int c, getc(FILE*), ungetc(int, FILE*);

        char *wp = word;

        /*过滤空格, 如果输入的不是 空, 就继续向下执行*/

        while(isspace(c = getc(stdin)));

        /*如果输入的不是结束符, 那么 wp指针, 先取值, 之后地址自增*/

        if(c != EOF)

                *wp++ = c;

        /*如果输入的不是字母, 直接返回, 关键字里面没有数字开头的*/

        if(!isalpha(c))

        {

                *wp = '\0';

                return c;

        }

        /*

         * 循环条件 a. 接收的最大字符个数 lim, 每读取一个字符, 该变量自减

         * 当该变量自减为0时停止循环接收字符串

         * 循环条件 b. 当读取到的字符 不是 字母 或者数字的时候, 停止循环

         */

        for(; --lim > 0; wp++)

        {

                if(!isalnum(*wp = getc(stdin)))

                {

                        ungetc(*wp, stdin);

                        break;

                }

        }

        *wp = '\0';

        return word[0];

}

/*

 * 参数解析 : word 是要查找的字符串 tab 字符串数组 n 字符串大小

 */

int binsearch(char *word, struct key tab[], int n)

{

        /*

         * cond 判断 查找的字符串 是在mid 坐标之前 (<0) 之后(>0) 或者就是mid坐标

         *

         * 如果查找的不是正好中间的变量符合, 就返回 -1 失败

         */

        int cond, low, high, mid;

        low = 0;

        high = n - 1;

        /*

         * 要找的值的下标在low 和 high之间

         * mid 是 low 和 high 的中值

         * 如果 word 小于中值下标 将比较范围 缩小

         */

        while(low <= high)

        {

                mid = (low + high) / 2;

                if((cond = strcmp(word, tab[mid].word)) < 0)

                        high = mid - 1;

                else if(cond > 0)

                        low = mid + 1;

                else

                        return mid;

        }

        return -1;

}

执行结果 :

[root@ip28 struct]# gcc word_count.c

[root@ip28 struct]# ./a.out

auto

break

break

char

 1 auto

 2 break

 1 char

宏定义方法 : 获取结构体数组大小;

-- sizeof 方法 : sizeof (对象) | sizeof (类型名称) 可以获取对象或者类型占用的存储空间, 其返回值是 size_t 类型的, 定义在stddef.h 头文件中;

-- 使用类型测量 :

#define KEYS (sizeof(key_count) / sizeof(struct key))

-- 使用对象测量 :

#define KEYS (sizeof(key_count) / sizeof(struct key_count[0])

4. 指向结构体指针

(1) 使用指针方式实现上面的关键字统计程序

使用指针进行二分查找 :

-- 使用下标找中值 : 在之前找中值时通过 mid = (low + high)方法, 这样做可行是因为 low 从0开始的;

-- 如果是指针情况 : mid low high 都是指针, 那么就不能使用上面的那种方法了, 使用 mid = low + (high - low) / 2;.

-- 指针操作情况的 high 和 low : 其中 low 是首元素的首地址, high 是尾元素的尾地址, 只有这样它们的差的 0.5 倍才是准确的中值的首地址;

指针指向数组注意点 : 不要生成非法的指针, 指针不能指向数组之外的元素;

-- &key_count[-1] : 这个指针时非法的;

-- &key_count[n] : 对数组的最后一个元素后面的第一个元素进行 & 运算时合法的, 其它操作都是非法的;

示例程序 :

/*************************************************************************

    > File Name: pointer_struct.c

    > Author: octopus

    > Mail: octopus_work.163.com

    > Created Time: Tue 25 Mar 2014 12:31:08 AM CST

 ************************************************************************/

#include<stdio.h>

#include<ctype.h>

#include<string.h>

#define MAXWORD 20

/*计算结构体数组的大小*/

#define KEYS (int)(sizeof(key_count) / sizeof(struct key))

struct key

{

	char *word;

	int count;

} key_count[] =

{

	"auto", 0,

	"break", 0,

	"case", 0,

	"char", 0,

	"const", 0

};

int getword(char *, int);

struct key *binsearch(char*, struct key*, int);

int main(int argc, char **argv)

{

	char word[MAXWORD];

	struct key *p; /*存放查找方法返回的结构体指针, 该指针指向数组中查找到元素的下标*/

	while(getword(word, MAXWORD) != EOF)

		if(isalpha(word[0]))

			if((p = binsearch(word, key_count, KEYS)) != NULL)

				p->count++;

	for(p = key_count; p < key_count + KEYS; p++)

		if(p->count > 0)

			printf("%2d %s \n", p->count, p->word);

	return 0;

}

/*

 * 没有循环控制变量的 for 循环, 在内部通过条件 break

 */

int getword(char *word, int max)

{

	int c, getc(FILE*), ungetc(int, FILE*);

	char *wp = word;

	/*处理第一个字符, 第一个字符不是 空 不是 EOF 再进行下面的操作*/

	while(isspace(c = getc(stdin)));

	if(c != EOF)

		*wp++ = c;

	if(!isalpha(c))

	{

		*wp = '\0';

		return c;

	}

	/*循环接收字符串, 字符串接收到非标识符 或者 到达个数上限停止循环*/

	for(; --max > 0; wp++)

		if(!isalnum(*wp = getc(stdin)))

		{

			ungetc(*wp, stdin);

			break;

		}

	*wp = '\0';

	return word[0];

}

/*

 * 注意点 :

 *   取两个地址的中值 : 一个数组n个元素, 其中值计算 是由 首元素的首地址 和 尾元素的尾地址计算的

 *   二分查找 :

 *     如果要把区间前移, 那么就需要将尾地址设置为 中间元素前一个元素的尾地址, 即中间元素的首地址

 *     如果要把区间后移, 那么就需要将首地址设置为 中间元素后一个元素的首地址, 即中间元素 + 1 的地址

 *

 * 指向结构体数组的指针 :

 *   struct key tab * 是指向结构体数组指针, 该指针可以操作结构体数组

 */

struct key *binsearch(char *word, struct key *tab, int n)

{

	int cond;

	struct key *low = &tab[0];	/*0元素的首地址*/

	struct key *high = &tab[n];	/*尾元素的尾地址*/

	struct key *mid;

	while(low < high)

	{

		/*计算中间值的地址*/

		mid = low + (high - low) / 2;

		if((cond = strcmp(word, mid->word)) < 0)

			high = mid;	/*mid 是 中间元素前一个元素的尾地址*/

		else if(cond > 0)

			low = mid + 1; /*这里low要成为mid后一个元素的首地址*/

		else

			return mid;

	}

	return NULL;

}

执行结果 :

octopus@octopus-Vostro-270s:~/code/c/struct$ gcc pointer_struct.c

octopus@octopus-Vostro-270s:~/code/c/struct$ ./a.out

auto

case

auto

break

 2 auto

 1 break

 1 case

(2) 结构体大小讨论

结构体数组指针算术运算 : struct key *p = word_count; 指针 p 指向结构体数组, 如果 p + 1 , 结果是 p 地址加上结构体所占内存大小;

结构体大小 : 结构体的大小不是完全等于各个成员的长度之和, 对象之间有对齐要求;

-- 空穴 : 对象间对齐, 会产生空穴, 占有空间, 但是不存储数据;

示例 : 结构体中由一个 char 和 int , 占用的空间却是 8个字节, 它们的和是 5个字节;

/*************************************************************************

    > File Name: memory_struct.c

    > Author: octopus

    > Mail: octopus_work.163.com

    > Created Time: 2014年03月25日 星期二 12时55分45秒

 ************************************************************************/

#include<stdio.h>

struct word

{

	char c;

	int i;

};

int main(int argc, char **argv)

{

	printf("sizeof(struct word) = %d \n", sizeof(struct word));

	return 0;

}

执行结果 :

octopus@octopus-Vostro-270s:~/code/c/struct$ gcc memory_struct.c

octopus@octopus-Vostro-270s:~/code/c/struct$ ./a.out

sizeof(word) = 8

作者 : 万境绝尘

转载请注明出处 : http://www.hanshuliang.com/?post=30

码农公寓

1. 结构体的基本使用

2. 结构体与函数

3. 结构体数组

(1) 结构体数组声明初始化

(2) 结构体数组示例程序

4. 指向结构体指针

(1) 使用指针方式实现上面的关键字统计程序

(2) 结构体大小讨论

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