C语言进阶【6】---结构体【1】（结构体的本质你不想了解吗？）

news2024/11/17 13:50:29

本章概述

  • 结构体类型的声明
  • 结构体变量的创建和初始化
  • 结构体成员访问操作符
  • 彩蛋时刻！！！

结构体类型的声明

咱们在讲操作符那个章节中，对于结构体类型的声明进行了讲解，咱们先来回忆一下，为后面的讲解作准备。

  • 为什么要有结构体类型？ 前面，咱们讲过，变量类型分为内置类型和自定义类型。char , float ,int 等这些为内置类型，也就是说这些内置的类型是C语言给你规定好的，直接用就OK了。数组，结构体，联合体和枚举这些就是自定义类型，需要我们自己来定义，定义后才能使用。当我们描述简单的变量时候，一般用内置类型（单一变量类型）就OK了，比如，定义一个整形变量，int i=0; 但是，当我们描述一个复杂的对像时，单一变量就不行了，比如，描述一个学生。描述一个学生需要描述名字，身高，体重和学号。这些描述中有字符类型，整形类型和浮点类型。而我们的单一变量类型就不满足了，需要定义结构体类型来进行描述。
  • 结构体的定义：结构体是一些值的集合，这些值被称为成员变量，这些成员变量可以是不同类型的变量。进行结构体的结构展示：
struct  tag
{
	 member-list ; //成员列表
}varible-list; // 定义的结构体变量

可以在创建结构体的时候定义变量，这个时候的变量为全局变量。也可以先创建好结构体，在后面使用的时候，再创建对应的结构体变量,就是局部变量。进行代码展示：

struct stu
{
	int age;
	char name[20];
	double hight;
}s1,s2;  // s1 ,s2为全局变量

s1 ,s2为全局变量 。。

struct stu
{
	int age;
	char name[20];
	double hight;
};
int main()
{
	struct stu s1; //s1为局部变量
	return 0;
}

s1为局部变量。

结构体变量的创建和初始化

  • 结构体的创建：我们已经在上面写过了结构体的创建格式。我们再来创建一个描述学生的结构体类型吧。
描述一个学生，名字，年龄，身高，学号和体重
struct stu
{
	 char name[20];
	 int age;
	 double hight;
	 char ID[40];
	 double weight;
};
  • 结构体的初始化：在这里我们要分为两种情况，一种是初始化一部分（不正经的写法），另一种就是全部初始化。我们直接创建局部变量。
    • 初始化一部分（不正经的写法）：进行代码展示；
#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS	1
#include <stdio.h>
struct stu
{
	char name[20];
	int age;
	double hight;
	char ID[40];
	double weight;
};
int main()
{
	struct stu s1 = {"zhangsan",18};
	return 0;
}

结果运行图：在这里插入图片描述
我们创建的结构体类型中，有很多的成员，但是我们只初始化了几个成员，而且也没有报错。这样初始化是OK的，对于其它没初始化的成员空间，就会自动初始化为0。调试图所示：在这里插入图片描述
但是，这是不正经的写法。我们既然创建了一个结构体类型，肯定为描述对象，所创建的数据类型（成员变量）刚刚好，我们就是为了全面描述对象的，为什么还初始化不全面呢？对吧。所以，我们要全部初始化，才是正经的写法。

  • 初始化全部成员，进行代码展示。
#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS	1
#include <stdio.h>
struct stu
{
	char name[20];
	int age;
	double hight;
	char ID[40];
	double weight;
};
int main()
{
	struct stu s1 = {"zhangsan",18,180.2,"32301022004",75.3};
	return 0;
}

我们还可以不按顺序进行初始化，进行代码展示：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS	1
#include <stdio.h>
struct stu
{
	char name[20];
	int age;
	double hight;
	char ID[40];
	double weight;
};
int main()
{
	struct stu s1 = {"zhangsan",18,180.2,"32301022004",75.3};
	struct stu s2 = {.age=18,.ID="32301022004",.hight=180.3,.weight=75.3,.name="zhangsan"};
	return 0;
}
  • 结构体的特殊声明：一般结构体的声明，咱们都知道，它是有标签名的（tag）。但是，=结构体的声明可以不用写标签名，这种特殊声明就叫：匿名结构体。进行代码展示：
// 匿名结构体
struct
{
	char name[20];
	int age;
	double hight;
	char ID[40];
	double weight;
}s1; //匿名结构体只能定义全局变量
  • 匿名结构体要注意的地方：匿名结构体只能定义全局变量，不能定义局部变量。为什么呢？接下来进行代码讲解：
假如我们用上面的匿名结构体来定义变量：struct s1 。大家是不是看着很不对劲，这是匿名结构体
定义的变量s1 。但是，我们也可以看成 struct  s1==struct  tag(标签)，其中s1就是个标签。
所以，计算机会把struct  s1当成正常命名的结构体。所以，为了能够定义匿名结构体变量，我们
只能定义全局变量。
  • 结构体使用注意事项：同种类型的同一个结构体可以使用多次，不同种类型的同一个结构体只能使用一次。我们先来写个代码；
写个结构体的类型，我们创建个普通的变量和指针型的变量。我们取出这个普通变量
的地址，存放到结构体类型指针中。

我们先来展示正常的结构体创建的变量代码：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS	1
#include <stdio.h>
struct str
{
	int i;
	char arr[20];
}s1;
struct str
{
	int i;
	char arr[20];
}*p;
int main()
{
	p = &s1;
	return 0;
}

结果运行图：在这里插入图片描述
结果运行是错误的，在这里我们分开使用了结构体类型，又分别创建了两个不同类型的变量。我们进行&s1，取出的是s1的地址，按理来说是可以赋值给p的。但是，编译器会把这一个结构体类型当成不同的结构体类型，所以就会报错。这就回到咱们开头讲的：同类型的变量可以使用多次，不同类型的变量只能使用一次。进行展示正确的代码：
代码展示【1】：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS	1
#include <stdio.h>
struct str
{
	int i;
	char arr[20];
}s1,*p;
int main()
{
	p = &s1;
	return 0;
}

结构运行图：在这里插入图片描述
代码展示【2】：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS	1
#include <stdio.h>
struct str
{
	int i;
	char arr[20];
}s1;
int main()
{
	struct str *p=NULL;
	p = &s1;
	return 0;
}

结果运行图：在这里插入图片描述
这两种的写法才是正确的，上面展示的两种代码就属于共用同一个类型的结构体。虽然创建的是两种不同类型的变量，但是你没有分开使用，编译器就会认为你使用的是同一个结构体类型，所以不会报错。总结：创建不同类型的变量时，同一个结构体不能分开使用，匿名结构体也是如此。
不是同一个结构体也可以使用（虽然成员列表相同），如下：在这里插入图片描述

  • 重命名使用：上面，咱们讲了，同一个结构体定义不同类型变量时，只能使用一次。那么我们有没有什么办法可以用多次呢？——重命名。关于重命名，咱们讲过，#define和typedef。进行代码展示——以typedef举例：
#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS	1
#include <stdio.h>
typedef struct str
{
	int i;
	char arr[20];
}node;
int main()
{
	node* p = NULL;
	node a;
	p = &a;
	return 0;
}

结果运行图：在这里插入图片描述
当我们重命名后就可以随便用了，匿名结构体也是如此。

  • 结构体的自引用：当我们在结构体里面包含一个同一个结构体是否可以呢？进行代码展示：
struct Node
{
  int data;
  struct Node next;
};

上面的代码，我们定义了一个数据结构里面的链表节点。所谓数据结构就是：数据在内存中的存储方式。我们知道数组就是一种存储数据的方式之一，其实数据在内存中的存储方式很多中。其中有一种不是连续存储的方式就是链表存储。每个链表都有一个节点，这个节点里面存有数据和下一个节点的信息，如图所示：在这里插入图片描述
大家感觉到上面的代码有什么问题吗？我们知道每个数据类型都有大小是吧，那么我来计算一下这个节点的大小。我们发现竟然无法计算。Int data我们清楚占有4个字节，但是 struct Node next占有多少个字节就不清楚了（因为它里面又会包含 struct Node next），就会形成 “套娃” 就会无穷大。我们表示节点示不用这种方式自引用，我们可以存放下一个节点的地址，指针大小咱们知道是固定的。所以节点大小就可以计算了，进行代码展示：

struct Node
{
  int data;
  struct Node* next;
};
  • 重命名的自引用注意事项：我们重命名后，不能在结构体里面自引用这个重命名的结构体。进行代码展示：
typedef struct Node
{
	 int data;
	 Node* next;
}Node;

结果运行图：在这里插入图片描述
结果报错了。原因 ：因为程序是一步一步在执行的，当执行到 Node* next;这句代码的时候，编译器在之前没见它就会报错（因为你在后面才重命名的，所以编译器看不到）。进行正确代码展示：

typedef struct Node
{
	int data;
	struct Node* next;
}Node

这样写就OK了。

结构体成员访问操作符

  • 成员访问操作符：有两种访问操作符，' .'和' ->'。其中‘ ->’只能用于指针形式的访问。
    • ' .'的访问方式：进行代码展示：
#include <stdio.h>
struct stu
{
	int i;
	char name[30];
};
int main()
{
	struct stu s1 = {100,"zhangsan"};
	printf("%d %s",s1.i,s1.name);
	return 0;
}

结果运行图：在这里插入图片描述
我们还可以直接赋值，进行代码展示：

#include <stdio.h>
struct stu
{
	int i;
	char name[30];
}s1;
int main()
{
	s1.i = 100;
	//s1.name = "zhangsan";
	
	printf("%d %s",s1.i,s1.name);
	return 0;
}

结果运行图：在这里插入图片描述
我们不能进行点的直接访问数组，原因如下图所示：在这里插入图片描述

  • ' ->'访问方式：进行代码展示：
#include <stdio.h>
struct stu
{
	int i;
	char name[30];
};
int main()
{
	struct stu s1 = {100,"zhangsan"};
	struct stu* p = &s1;
	printf("%d %s", p->i,p->name);
	return 0;
}

结果运行图：在这里插入图片描述

彩蛋时刻！！！

https://www.bilibili.com/video/BV1MwtteWECz/?spm_id_from=pageDriver&vd_source=7d0d6d43e38f977d947fffdf92c1dfad
在这里插入图片描述
每章一句：不要看见别人发光，就觉得自己暗淡感谢你能看到这里，点赞+关注+收藏+转发是对我最大的鼓励，咱们下期见！！！

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