C语言基础（九）—— 复合类型(自定义类型)

news2024/11/28 4:35:12

1. 结构体

1.1 概述

数组：描述一组具有相同类型数据的有序集合，用于处理大量相同类型的数据运算。

有时我们需要将不同类型的数据组合成一个有机的整体，如：一个学生有学号/姓名/性别/年龄/地址等属性。显然单独定义以上变量比较繁琐，数据不便于管理。Ｃ语言中给出了另一种构造数据类型——结构体。

1.2 结构体变量的定义和初始化

定义结构体变量的方式（3种）：

  • 先声明结构体类型再定义变量名

  • 在声明类型的同时定义变量

  • 直接定义结构体类型变量（无类型名）

结构体类型和结构体变量关系：

  • 结构体类型：指定了一个结构体类型，它相当于一个模型，但其中并无具体数据，系统对之也不分配实际内存单元。

  • 结构体变量：系统根据结构体类型（内部成员状况）为之分配空间。

//结构体类型的定义
struct stu
{
    char name[50];
    int age;
};

//先定义类型，再定义变量（常用）
struct stu s1 = { "mike", 18 };


//定义类型同时定义变量
struct stu2
{
    char name[50];
    int age;
}s2 = { "lily", 22 };

struct
{
    char name[50];
    int age;
}s3 = { "yuri", 25 };

1.3 结构体成员的使用

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

//结构体类型的定义
struct stu
{
    char name[50];
    int age;
};

int main()
{
    struct stu s1;

    //如果是普通变量，通过点运算符操作结构体成员
    strcpy(s1.name, "abc");
    s1.age = 18;
    printf("s1.name = %s, s1.age = %d\n", s1.name, s1.age);

    //如果是指针变量，通过->操作结构体成员
    strcpy((&s1)->name, "test");
    (&s1)->age = 22;
    printf("(&s1)->name = %s, (&s1)->age = %d\n", (&s1)->name, (&s1)->age);

    return 0;
}

1.4 结构体数组

#include <stdio.h>

//统计学生成绩
struct stu
{
    int num;
    char name[20];
    char sex;
    float score;
};

int main()
{
    //定义一个含有5个元素的结构体数组并将其初始化
    struct stu boy[5] = {
        { 101, "Li ping", 'M', 45 },            
        { 102, "Zhang ping", 'M', 62.5 },
        { 103, "He fang", 'F', 92.5 },
        { 104, "Cheng ling", 'F', 87 },
        { 105, "Wang ming", 'M', 58 }};

    int i = 0;
    int c = 0;
    float ave, s = 0;
    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        s += boy[i].score;    //计算总分
        if (boy[i].score < 60)
        {
            c += 1;        //统计不及格人的分数
        }
    }

    printf("s=%f\n", s);//打印总分数
    ave = s / 5;                    //计算平均分数
    printf("average=%f\ncount=%d\n\n", ave, c); //打印平均分与不及格人数


    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf(" name=%s,  score=%f\n", boy[i].name, boy[i].score);
           // printf(" name=%s,  score=%f\n", (boy+i)->name, (boy+i)->score);

    }

    return 0;
}

1.5 结构体套结构体

#include <stdio.h>

struct person
{
    char name[20];
    char sex;
};

struct stu
{
    int id;
    struct person info;
};

int main()
{
    struct stu s[2] = { 1, "lily", 'F', 2, "yuri", 'M' };

    int i = 0;
    for (i = 0; i < 2; i++)
    {
        printf("id = %d\tinfo.name=%s\tinfo.sex=%c\n", s[i].id, s[i].info.name, s[i].info.sex);
    }

    return 0;
}

1.6 结构体赋值

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

//结构体类型的定义
struct stu
{
    char name[50];
    int age;
};

int main()
{
    struct stu s1;

    //如果是普通变量，通过点运算符操作结构体成员
    strcpy(s1.name, "abc");
    s1.age = 18;
    printf("s1.name = %s, s1.age = %d\n", s1.name, s1.age);

    //相同类型的两个结构体变量，可以相互赋值
    //把s1成员变量的值拷贝给s2成员变量的内存
    //s1和s2只是成员变量的值一样而已，它们还是没有关系的两个变量
    struct stu s2 = s1;
//memcpy(&s2, &s1, sizeof(s1));
    printf("s2.name = %s, s2.age = %d\n", s2.name, s2.age);

    return 0;
}

1.7 结构体和指针

1.7.1 指向普通结构体变量的指针

#include<stdio.h>

//结构体类型的定义
struct stu
{
    char name[50];
    int age;
};

int main()
{
    struct stu s1 = { "lily", 18 };

    //如果是指针变量，通过->操作结构体成员
    struct stu *p = &s1;
    printf("p->name = %s, p->age=%d\n", p->name, p->age);
    printf("(*p).name = %s, (*p).age=%d\n",  (*p).name,  (*p).age);

    return 0;
}

1.7.2 堆区结构体变量

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

//结构体类型的定义
struct stu
{
    char name[50];
    int age;
};

int main()
{
    struct stu *p = NULL;

    p = (struct stu *)malloc(sizeof(struct  stu));

    //如果是指针变量，通过->操作结构体成员
    strcpy(p->name, "test");
    p->age = 22;

    printf("p->name = %s, p->age=%d\n", p->name, p->age);
    printf("(*p).name = %s, (*p).age=%d\n", (*p).name,  (*p).age);

    free(p);
    p = NULL;

    return 0;
}

1.7.3 结构体套一级指针

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

//结构体类型的定义
struct stu
{
    char *name; //一级指针
    int age;
};

int main()
{
    struct stu *p = NULL;

    p = (struct stu *)malloc(sizeof(struct  stu));

    p->name = malloc(strlen("test") + 1);
    strcpy(p->name, "test");
    p->age = 22;

    printf("p->name = %s, p->age=%d\n", p->name, p->age);
    printf("(*p).name = %s, (*p).age=%d\n", (*p).name, (*p).age);

    if (p->name != NULL)
    {
        free(p->name);
        p->name = NULL;
    }

    if (p != NULL)
    {
        free(p);
        p = NULL;
    }

    return 0;
}

1.8 结构体做函数参数

1.8.1 结构体普通变量做函数参数

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

//结构体类型的定义
struct stu
{
    char name[50];
    int age;
};

//函数参数为结构体普通变量
void set_stu(struct stu tmp)
{
    strcpy(tmp.name, "mike");
    tmp.age = 18;
    printf("tmp.name = %s, tmp.age = %d\n", tmp.name, tmp.age);
}

int main()
{
    struct stu s = { 0 };
    set_stu(s); //值传递
    printf("s.name = %s, s.age = %d\n", s.name, s.age);

    return 0;
}

1.8.2 结构体指针变量做函数参数

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

//结构体类型的定义
struct stu
{
    char name[50];
    int age;
};

//函数参数为结构体指针变量
void set_stu_pro(struct stu *tmp)
{
    strcpy(tmp->name, "mike");
    tmp->age = 18;
}

int main()
{
    struct stu s = { 0 };
    set_stu_pro(&s); //地址传递
    printf("s.name = %s, s.age = %d\n", s.name, s.age);

    return 0;
}

1.8.3 结构体数组名做函数参数

#include<stdio.h>

//结构体类型的定义
struct stu
{
    char name[50];
    int age;
};

//void set_stu_pro(struct stu tmp[100], int n)
//void set_stu_pro(struct stu tmp[], int n)
void set_stu_pro(struct stu *tmp, int n)
{
    int i = 0;
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        sprintf(tmp->name, "name%d%d%d", i, i, i);
        tmp->age = 20 + i;
        tmp++;
    }
}

int main()
{
    struct stu s[3] = { 0 };
    int i = 0;
    int n = sizeof(s) / sizeof(s[0]);
    set_stu_pro(s, n); //数组名传递

    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%s, %d\n", s[i].name, s[i].age);
    }

    return 0;
}

1.8.4 const修饰结构体指针形参变量

//结构体类型的定义
struct stu
{
    char name[50];
    int age;
};

void fun1(struct stu * const p)
{
    //p = NULL; //err
    p->age = 10; //ok
}

//void fun2(struct stu const*  p)
void fun2(const struct stu *  p)
{
    p = NULL; //ok
    //p->age = 10; //err
}

void fun3(const struct stu * const p)
{
    //p = NULL; //err
    //p->age = 10; //err
}

2. 共用体(联合体)

  • 联合union是一个能在同一个存储空间存储不同类型数据的类型；

  • 联合体所占的内存长度等于其最长成员的长度倍数，也有叫做共用体；

  • 同一内存段可以用来存放几种不同类型的成员，但每一瞬时只有一种起作用；

  • 共用体变量中起作用的成员是最后一次存放的成员，在存入一个新的成员后原有的成员的值会被覆盖；

  • 共用体变量的地址和它的各成员的地址都是同一地址。

#include <stdio.h>

//共用体也叫联合体 
union Test
{
    unsigned char a;
    unsigned int b;
    unsigned short c;
};

int main()
{
    //定义共用体变量
    union Test tmp;

    //1、所有成员的首地址是一样的
    printf("%p, %p, %p\n", &(tmp.a), &(tmp.b), &(tmp.c));

    //2、共用体大小为最大成员类型的大小
    printf("%lu\n", sizeof(union Test));

    //3、一个成员赋值，会影响另外的成员
    //左边是高位，右边是低位
    //低位放低地址，高位放高地址
    tmp.b = 0x44332211;

    printf("%x\n", tmp.a); //11
    printf("%x\n", tmp.c); //2211

    tmp.a = 0x00;
    printf("short: %x\n", tmp.c); //2200
    printf("int: %x\n", tmp.b); //44332200

    return 0;
}

3. 枚举

枚举：将变量的值一一列举出来，变量的值只限于列举出来的值的范围内。

枚举类型定义：

enum  枚举名
{
    枚举值表
};

  • 在枚举值表中应列出所有可用值，也称为枚举元素。

  • 枚举值是常量，不能在程序中用赋值语句再对它赋值。

  • 举元素本身由系统定义了一个表示序号的数值从0开始顺序定义为0，1，2 …

#include <stdio.h>

enum weekday
{
    sun = 2, mon, tue, wed, thu, fri, sat
} ;

enum bool
{
    flase, true
};

int main()
{
    enum weekday a, b, c;
    a = sun;
    b = mon;
    c = tue;
    printf("%d,%d,%d\n", a, b, c);

    enum bool flag;
    flag = true;

    if (flag == 1)
    {
        printf("flag为真\n");
    }
    return 0;
}

4. typedef

typedef为C语言的关键字，作用是为一种数据类型(基本类型或自定义数据类型)定义一个新名字，不能创建新类型。

  • 与#define不同，typedef仅限于数据类型，而不是能是表达式或具体的值

  • #define发生在预处理，typedef发生在编译阶段

#include <stdio.h>

typedef int INT;
typedef char BYTE;
typedef BYTE T_BYTE;
typedef unsigned char UBYTE;

typedef struct type
{
    UBYTE a;
    INT b;
    T_BYTE c;
}TYPE, *PTYPE;

int main()
{
    TYPE t;
    t.a = 254;
    t.b = 10;
    t.c = 'c';

    PTYPE p = &t;
    printf("%u, %d, %c\n", p->a, p->b, p->c);

    return 0;
}

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