【C语言入门教程】7.3 结构体指针的定义和引用

C 语言中指针的操作非常灵活，它也能指向结构体变量对结构体变量进行操作。在学习结构指针之前，需要再次加深对指针的认识。声明指针变量时所使用的数据类型修饰符实际上的作用是定义指针访问内存的范围，如果指针定义为整型，那么该指针访问内存的范围就是整型变量在内存中所占用的空间大小。虽然每次尝试将指针变量所在存储的内存地址输出会发现，任何类型的内存地址长度都一样，但不同类型间不能相互复制，只有空值型除外。因此在使用指针操作结构体时，一定要确定指针所定义的数据类型与结构体的数据类型相同。

7.3.1 指向结构体类型变量的使用

定义结构体变量的一般形式是：

结构体名 *结构体变量名

结构体名作为指针变量的类型修饰符。引用结构体指针所指向的结构体变量成员需要使用“->”操作符，该操作中减号“-”和小于号“>”组合而成。如下例子所示：

typedef struct student stu_t;    // 将结构体 student 定义为数据类型

stu_t stu1 = {"Tom", "Math", 20090001, 87.5, 70.5, 93, 91}; // 定义结构体并初始化
stu_t *p;            // 定义结构体指针
p = &stu1;            // 将结构体变量地址赋给指针
p->no = 20090005;    // 引用指针所指向结构体变量的成员

代码中使用了 typedef 命令，该命令用于定义新的数据类型修饰符。执行 typedef 命令后，stu_t 成为了 student 结构体类型修饰符，在代码中 stu_t 的作用等同于 struct student。指针 *p 被指向结构体变量 stu1，但指针 *p 并不是结构体变量，所以不能使用“.”符号引用结构体成员，只能使用“->”操作符。

在设计一些需要大量交换数据的程序时，需要动态为数据划分内存。当不再需要该数据时，可以从内存中释放，以节省程序运行时占用的内存空间。下例将演示为结构体指针动态分配内存的操作方法。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
	typedef struct student stu_t;
	struct student
	{
		int no;
	};

	stu_t *p = (stu_t *)malloc(sizeof(stu_t));
	p->no = 2009;

	printf("%d", p->no);

	free(p);

	return 0;
}

在为结构体动态分配内存空间时，使用 sizeof()函数计算结构体 stu_t 在内存中所需要的空间，然后使用 malloc() 函数将 sizeof() 函数返回的数量在内存中划分出来，malloc() 函数的返回值是该内存空间的首地址，所以用强制转换表达式“(stu_t *)”将 malloc() 返回的地址转换为stu_t 类型的指针。

7.3.2 指向结构体类型数组的指针的使用

结构体类型数组本质上是作为数组存在，数组的元素是结构体变量。结构体数组的名称即是指向该数组第一个数组元素的指针。结构体数组元素之间不能直接相互复制数据，下面将介绍通过指针直接访问内存空间复制结构体数组元素的方法。

#include <string.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
	typedef struct student stu_t;
	struct student
	{
		char name[60];
		char dept[50];
		long no;
		float score[4];
	};

	stu_t stu_a[2] = {"TOM", "Math", 2009001, 87.5, 70.5, 93, 91}; // 初始化结构体数组第 1 个元素
	stu_t *p = stu_a;					// 为结构体指针划分内存空间
	memcpy(p + 1, p, sizeof(stu_t));	// 将数组第 1 个元素复制给数组第 2 个元素
	puts((p + 1)->name);				// 用指针引用数组第 2 个元素的数组成员

	return 0;
}

程序中定义了结构体数组 stu_a，在初始化时为其第 1 个元素赋值。定义指针 *p 时，用数组名stu_a 为指针 *p 赋值，指针 *p 指向了数组 stu_a 第 1 个元素。memcpy() 函数的作用是将内存中从指针 *p 指向的地址开始长度为 sizeof(stu_t)的数据，复制到内存中指针 *p + 1 指向的地址开始长度为 sizeof(stu_t) 的空间里。由此可见，对指针 *p + 1 进行的操作，并非简单的将内存地址作为整型数据进行加 1 运算，1 代表的是 sizeof(stu_t) 的长度的内存区间所跨越地址的差值。