C语言中结构、联合、枚举的说明

复杂的数据类型

一般的步骤：

1、声明模板

2、定义变量，分配内存空间

3、初始化

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标记、标识符、标签

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结构：

设计程序很重要的一步是提高表示数据的能力，选择表示数据的方法。C提供了结构变量（structure variable）提高你表示数据的能力。

14.1 建立结构声明

结构声明（structure variable）描述了一个结构的组织布局。声明类似如下：

struct book{

char title[MAXTITL];

char author[MAXAUTL];

float value;

};

该声明并未创建实际的数据对象，只描述了该对象由什么组成。（结构声明有时候称为模板）

关键字struct，表明跟在其后的是一个结构，后面是一个可选的标记。后面的程序可以根据标记引用该结构。如果打算重复使用该模板，就要使用带标记的形式。

用花括号括起来的是结构成员列表。

花括号后面的分号是必须的，表明结构布局定义结束。

14.2 定义结构变量

结构有两层含义。一层含义是“结构布局”，结构布局告诉编译器如何表示数据，但是它并未让编译器为数据分配空间。

下一步是创建一个结构变量，即是结构的另一层含义。

例如 struct book library;

编译器执行这行代码便创建了结构变量library。编译器使用book模板为该变量分配空间。解释：一个内含MAXTITL个元素的char数组，一个内含MAXAUTL个元素的char数组和一个float类型的变量；这些存储空间都与一个名称library结合在一起。struct book的作用相当于声明了一个int或float。

struct book相当于自定义了一种数据类型，这个数据类型用book作标记。程序可以根据标记引用该数据类型。

就计算机而言，声明：struct book library;

是以下声明的简化：

struct book{

char title[MAXTITL];

char author[AXAUTL];

float value;

}library;

声明结构的过程和定义结构变量的过程可以组合成一个步骤。

14.2.1 初始化结构

使用在一对花括号括起来的初始化列表进行初始化。各初始化项用逗号分隔。让每个成员的初始化项独占一行，这样做只是为了提高代码的可读性。对编译器而言，只需要用逗号分隔各成员的初始化项即可。

14.2.2 访问结构成员

结构类似于超级数组。超级数组中，可以是一个元素为char类型，一个元素为forat类型，一个元素为int数组。

数组可以通过数组下标单独访问数组中的各元素。

访问结构中的成员，可以使用结构成员运算符---->点（.）访问结构中的成员。

例如library.value即访问library中的value部分。可以像使用任何float类型变量那样使用library.value。library是一个结构，library.value是一个float类型的变量。

14.2.3 结构的初始化器

C99和C11为结构指定了初始化器。

struct book gift={

.value = 25.99,

.author = “James Broadfool”,

.title = “Rue for the Toad”

};

进一步了解结构的一些相关类型。

14.3 结构数组

14.3.1 声明结构数组

struct book library[MAXBKS];

14.3.2 标识结构数组的成员

library[0].value

library[4].title

14.3.3 程序讨论

14.4 嵌套结构

一个结构中包含另一个结构；

14.5 指向结构的指针

好处：1、指向结构的指针比结构本身更容易操控，就像指向数组的指针比指针本身更容易操控；2、早期C中，结构不能作为参数传递给函数，可以传递指向结构的指针；3、即使能传递结构，传递指针更有效率；4、一些用于表示数据的结构中包含指向其他结构的指针。

14.5.1 声明和初始化结构指针

声明结构指针：struct guy * him;

首先是关键字struct，其次是结构标记guy，然后是一个星号*，然后跟着指针名him；

结构名不是结构的地址，因此要在结构名前面加上&运算符；

例如fellow是结构数组，fellow[0]是一个结构，要让him指向fellow[0]，可以这样写：

him = &fellow[0];

14.5.2 用指针访问成员

使用 ->运算符,访问结构中的成员；

him == &barney , 那么 him ->income 即是 barney.income

him == &fellow[0] , 那么 him ->income 即是 fellow[0].income

14.6 向函数传递结构的信息

ANSI C允许把结构作为参数使用。所以程序员可以选择传递结构本身，还是传递指向结构的指针。如果你只关心结构中某一部分，你可以把结构的成员作为参数。

14.6.1 传递结构成员

直接传递结构成员，其实被调函数根本不关心传递的实际参数是否是结构成员。

14.6.2 传递结构的地址

double sum(const struct funds *);

传递结构stan给函数，必须使用&运算符来获取结构的地址。&stan然后传递给函数。

14.6.3 传递结构

函数的形参直接是结构类型的形参，实参就是结构变量。

14.6.4 其他结构特性

结构允许把值赋值给另一个结构。

现在的C不仅能把结构本身作为参数传递，也能把结构作为返回值返回。

把结构作为函数参数可以把结构的信息传达给函数。

把结构作为返回值的函数能把结构的信息从被调函数返回主调函数。

结构指针允许这样的双向通信。

14.6.5 结构和结构指针的选择

把指针作为参数传递优点：执行起来很快，能兼容旧的和新的C，只需要传递一个地址。缺点是：无法保护数据。被调函数的某些操作可能会意外影响原来结构中的数据。不过ANSI C新增的限定符const解决了这个问题。

把结构作为参数传递的优点是：函数处理的是原始数据的副本，这保护了原始数据。另外，代码风格也更清楚。缺点是：较老版本可能无法处理这样的代码，传递结构浪费时间和存储空间，尤其是把大型结构传递给函数。

通常做法：为了追求效率使用结构指针作为函数参数，如需防止原始数据被意外修改，使用const限定符。按值传递结构是处理小型结构的最常见方法。

14.6.6 结构中的字符数组和字符指针

字符数组存储字符串

struct names{

char first[LEN];

char last[LEN];

};

指向char的指针来存储字符串

struct pnames{

char * first;

char * last;

};

struct names veep = {“Talia”，“Summers”};

struct pnames treas = {“Brad”，“Fallingjaw”};

对于struct name类型的变量veep来说，以上字符串都储存在结构内部；这种做法比较占空间。

对于struct pnames类型的变量treas来说，字符串储存在编译器储存常量的地方。结构本身只储存了两个地址。

如果pnames类型的变量treas未经初始化，地址可以是任何值，这一操作可能导致程序奔溃。

因此，如果要用结构储存字符串，用字符数组比较简单。用指向char的指针也行，但是误用会导致严重问题。

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联合：

联合（union）是一种数据类型，它能在同一个内存空间中储存不同的数据类型（不是同时储存）。

典型用法：设计一种表以储存既无规律、事先也不知道顺序的混合类型。使用联合类型的数组，其中的联合都大小相等，每个联合可以储存各种数据类型。

创建联合和创建结构的方式相同，需要一个联合模板和联合变量。

先定义一个带标记的联合模板；

union hold{

int digit;

double bigfl;

char letter;

}

声明一个单独的联合变量fit，会按照占用空间最大的数据类型分配空间；

union hold fit;   //声明一个联合变量fit；\

联合的初始化：只能初始化一个值。

14.9.1 使用联合

在联合中，一次只储存一个值。即使有足够的空间，也不能同时储存一个char类型和一个int类型。

fit.digit = 23;      //把23储存在fit，占2个字节

fit.bigfl = 2.0;     //清除23，储存2.0，占8个字节

fit.letter = ‘h’;  //清除2.0，储存h，占1字节

用指针访问结构成员使用->运算符；

同样，用指针访问联合时也要使用->运算符；

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枚举：

枚举类型（enumerated type）用符号名称来表示整型常量。使用enum关键字。

枚举的目的是提高程序的可读性。语法与结构的语法相同。

声明：

enum spectrum {red, orange, yellow, green, blue, violet};

enum spectrum color;

第一条声明：spetrum是标记，允许把enum spectrum作为一个类型名使用。花括号内的标识符枚举了spectrum变量可能有的值。这些符号常量叫做枚举符。

第二条声明：color作为该类型的变量。

enum常量：

red=0,orange=1。从技术层面看，这些枚举符都是int类型的常量。

默认值：

默认情况下，枚举列表中的常量都被赋予0、1、2等。

赋值：

在枚举声明中，可以为枚举常量指定整数值。

enum level {low =100, medium =500, high=2000};

考虑以下情况：

enum feline {cat, lynx =10, puma, tiger};

那么cat的值是默认0，puma是11，tiger是12;

enum的用法：

枚举类型的目的是增强程序的可读性和可维护性。

注意，枚举类型只能在内部使用，如果要输入color中orange的值，只能输入1。而不是单词orange。或者，让程序先读入orange，在将其转换为orange代表的值。

枚举类型是整数类型，所以可以在表达式中以使用整数变量的方式使用enum变量。它们用在case语句中很方便。

共享名称空间：

C语言使用名称空间（namespace）来标识程序中的各部分，即通过名称来识别。作用域是名称空间概念的一部分：两个不同作用域的同名变量不冲突，两个相同作用域的同名变量冲突。

在特定作用域中，结构标记，联合标记，枚举标记都共享相同的名称空间，该名称空间与普通变量使用的空间不同。这意味着在相同作用域中变量和标记的名称可以相同，不会引起冲突。但是不建议使用相同的标识符，以免引起混乱。

注意，在C++中，把标记和变量名放在相同的名称空间中。