C语言入门（14）——结构体

整数、字符、布尔值、浮点数这些数据类型都具有单一的值，这些可称为基本数据类型。但字符串是一个例外，它由很多字符组成，像这种由基本类型组成的数据类型称为复合数据类型，正如表达式和语句有组合规则一样，由基本类型组成复合类型也有一些组合规则。

在实际问题中，一组数据往往具有不同的数据类型。例如，在学生登记表中，姓名应为字符型；学号可为整型或字符型；年龄应为整型；性别应为字符型；成绩可为整型或实型。显然不能用一个数组来存放这一组数据。因为数组中各元素的类型和长度都必须一致，以便于编译系统处理。为了解决这个问题，C语言中给出了另一种构造数据类型——“结构”或叫“结构体”。它相当于其它高级语言中的记录。

“结构”是一种构造类型，它是由若干“成员”组成的。每一个成员可以是一个基本数据类型或者又是一个构造类型。结构既是一种“构造”而成的数据类型，那么在说明和使用之前必须先定义它，也就是构造它。如同在说明和调用函数之前要先定义函数一样。

定义一个结构的一般形式为：

   struct 结构名{
       成员表列
   };

成员表列由若干个成员组成，每个成员都是该结构的一个组成部分。对每个成员也必须作类型说明，其形式为：

类型说明符 成员名;

成员名的命名应符合标识符的书写规定。例如：

struct stu{
   int num;
   char name[40];
   char sex;
   float score;
};

在这个结构定义中，结构名为stu，该结构由4个成员组成。第一个成员为num，整型变量；第二个成员为name，字符数组；第三个成员为sex，字符变量；第四个成员为score，实型变量。应注意在括号后的分号是不可少的。结构定义之后，即可进行变量说明。凡说明为结构stu的变量都由上述4个成员组成。由此可见，结构是一种复杂的数据类型，是数目固定，类型不同的若干有序变量的集合。

说明结构变量有以下三种方法。以上面定义的stu为例来加以说明。

1、先定义结构，再说明结构变量。

如：

struct stu{
     int num;
     char name[40];
     char sex;
     float score;
};
struct stu boy1, boy2;

说明了两个变量boy1和boy2为stu结构类型。

也可以用宏定义使一个符号常量来表示一个结构类型。例如：

#define STU struct stu
STU{
     int num;
     char name[40];
     char sex;
     float score;
};
STU boy1, boy2;

2、在定义结构类型的同时说明结构变量。

例如：

struct stu{
     int num;
     char name[40];
     char sex;
     float score;
}boy1, boy2;

这种形式的说明的一般形式为：

   struct 结构名{
       成员表列
    }变量名表列;

3) 直接说明结构变量。

例如：

struct{
     int num;
     char name[40];
     char sex;
     float score;
}boy1, boy2;

这种形式的说明的一般形式为：

   struct{
       成员表列
    }变量名表列;

第三种方法与第二种方法的区别在于第三种方法中省去了结构名，而直接给出结构变量。三种方法中说明的boy1、boy2变量都具有下图所示的结构。

说明了boy1、boy2变量为stu类型后，即可向这两个变量中的各个成员赋值。在上述stu结构定义中，所有的成员都是基本数据类型或数组类型。成员也可以又是一个结构，即构成了嵌套的结构。例如，下图给出了另一个数据结构。

按图可给出以下结构定义：

struct date{
     int month;
     int day;
     int year;
};
struct{
     int num;
     char name[40];
     char sex;
     struct date birthday;
     float score;
}boy1, boy2;

首先定义一个结构date，由month(月)、day(日)、year(年) 三个成员组成。在定义并说明变量 boy1 和 boy2 时，其中的成员birthday被说明为data结构类型。成员名可与程序中其它变量同名，互不干扰。

在程序中使用结构变量时，往往不把它作为一个整体来使用。在ANSI C中除了允许具有相同类型的结构变量相互赋值以外，一般对结构变量的使用，包括赋值、输入、输出、运算等都是通过结构变量的成员来实现的。

表示结构变量成员的一般形式是：

    结构变量名.成员名

例如：

    boy1.num        /*第一个人的学号*/
    boy2.sex         /*第二个人的性别*/

如果成员本身又是一个结构则必须逐级找到最低级的成员才能使用。例如：

   boy1.birthday.month

即第一个人出生的月份成员可以在程序中单独使用，与普通变量完全相同。

结构变量的赋值就是给各成员赋值。可用输入语句或赋值语句来完成。

例如下面的例子是给结构变量赋值并输出其值。

#include <stdio.h>

struct stu
{
	int num;
	char *name;
	char sex;
	float score;
}boy1, boy2 ;

int main(void)
{

	boy1.num = 100;
	boy1.name = "Zhang San";
	printf("请输入性别和分数：\n");
	scanf("%c,%f", &boy1.sex, &boy1.score);
	boy2 = boy1;
	printf("学号：%d\n姓名：%s\n", boy2.num, boy2.name);
	printf("性别：%c\n分数：%f\n", boy2.sex, boy2.score);

	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

本程序中用赋值语句给num和name两个成员赋值，name是一个字符串指针变量。用scanf函数动态地输入sex和score成员值，然后把boy1的所有成员的值整体赋予boy2。最后分别输出boy2的各个成员值。本例表示了结构变量的赋值、输入和输出的方法。

与其他类型变量一样，也可以给结构体的每个成员赋初值，这称为结构体的初始化。一种是在定义结构体变量时进行初始化，语法格式如下：

struct 结构体名变量名={初始数据表};

另一种是在定义结构体类型时进行结构体变量的初始化。

  struct  结构体名
   {
          成员列表；
   }变量名={初始数据表}；

说明

结构体类型与结构体变量概念不同

类型：不分配内存；变量：分配内存

类型：不能赋值、存取、运算；变量：可以

结构体变量中的成员可单独使用，方法如普通变量；

结构体可嵌套

结构体成员名与程序中变量名可相同

和其他类型变量一样，对结构变量可以在定义时进行初始化赋值。

注意：

1、不能将一个结构体类型变量作为一个整体加以引用，而只能对结构体类型变量中的各个成员分别引用。

2、如果成员本身又属一个结构体类型，则要用若干个成员运算符，一级一级地找到最低的一级成员。只能对最低级的成员进行赋值或存取以及运算。

3、对成员变量可以像普通变量一样进行各种运算（根据其类型决定可以进行的运算）。

4、在数组中，数组是不能彼此赋值的，而结构体类型变量可以相互赋值。在C程序中，同一结构体类型的结构体变量之间允许相互赋值，而不同结构体类型的结构体变量之间不允许相互赋值，即使两者包含有同样的成员。

下面的例子对结构变量初始化。

#include <stdio.h>

struct stu
{
	int num;
	char *name;
	char sex;
	float score;
}boy1, boy2 = { 100, "Zhang San", 'M', 100 };

int main(void)
{
	boy1 = boy2;
	printf("学号：%d\n姓名：%s\n", boy1.num, boy1.name);
	printf("性别：%c\n分数：%f\n", boy1.sex, boy1.score);

	system("pause");
	return 0;
}

运行结果：

本例中，boy2、boy1均被定义为外部结构变量，并对boy1作了初始化赋值。在main函数中，把boy2的值整体赋予boy1，然后用两个printf语句输出boy1各成员的值。

结构是由若干数据项组合而成的复杂数据对象，这些数据项称为结构的成员。
定义一个结构，需要给出各个成员的类型及名称。
结构定义仅描述了一个结构的形式。要在程序里使用结构，需要声明结构变量。
访问结构成员的操作要用圆点运算符（.），一般形式为：结构变量名.成员名。