C 结构体
C 結(jié)構(gòu)體
C 數(shù)組允許定義可存儲(chǔ)相同類型數(shù)據(jù)項(xiàng)的變量，結(jié)構(gòu)是 C 編程中另一種用戶自定義的可用的數(shù)據(jù)類型，它允許您存儲(chǔ)不同類型的數(shù)據(jù)項(xiàng)。
結(jié)構(gòu)用于表示一條記錄，假設(shè)您想要跟蹤圖書館中書本的動(dòng)態(tài)，您可能需要跟蹤每本書的下列屬性：
??? Title
??? Author
??? Subject
??? Book ID
定義結(jié)構(gòu)
為了定義結(jié)構(gòu)，您必須使用 struct 語句。struct 語句定義了一個(gè)包含多個(gè)成員的新的數(shù)據(jù)類型，struct 語句的格式如下：
struct [structure tag]
{
?? member definition;
?? member definition;
?? ...
?? member definition;
} [one or more structure variables];
structure tag 是可選的，每個(gè) member definition 是標(biāo)準(zhǔn)的變量定義，比如 int i; 或者 float f; 或者其他有效的變量定義。在結(jié)構(gòu)定義的末尾，最后一個(gè)分號之前，您可以指定一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)變量，這是可選的。下面是聲明 Book 結(jié)構(gòu)的方式：
struct Books
{
?? char? title[50];
?? char? author[50];
?? char? subject[100];
?? int?? book_id;
} book;
訪問結(jié)構(gòu)成員
為了訪問結(jié)構(gòu)的成員，我們使用成員訪問運(yùn)算符（.）。成員訪問運(yùn)算符是結(jié)構(gòu)變量名稱和我們要訪問的結(jié)構(gòu)成員之間的一個(gè)句號。您可以使用 struct 關(guān)鍵字來定義結(jié)構(gòu)類型的變量。下面的實(shí)例演示了結(jié)構(gòu)的用法：
實(shí)例
#include <stdio.h>
#include <string.h>
?
struct Books
{
?? char? title[50];
?? char? author[50];
?? char? subject[100];
?? int?? book_id;
};
?
int main( )
{
?? struct Books Book1;??????? /* 聲明 Book1，類型為 Books */
?? struct Books Book2;??????? /* 聲明 Book2，類型為 Books */
?
?? /* Book1 詳述 */
?? strcpy( Book1.title, "C Programming");
?? strcpy( Book1.author, "Nuha Ali");
?? strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");
?? Book1.book_id = 6495407;
?
?? /* Book2 詳述 */
?? strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
?? strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
?? strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");
?? Book2.book_id = 6495700;
?
?? /* 輸出 Book1 信息 */
?? printf( "Book 1 title : %s\n", Book1.title);
?? printf( "Book 1 author : %s\n", Book1.author);
?? printf( "Book 1 subject : %s\n", Book1.subject);
?? printf( "Book 1 book_id : %d\n", Book1.book_id);
?
?? /* 輸出 Book2 信息 */
?? printf( "Book 2 title : %s\n", Book2.title);
?? printf( "Book 2 author : %s\n", Book2.author);
?? printf( "Book 2 subject : %s\n", Book2.subject);
?? printf( "Book 2 book_id : %d\n", Book2.book_id);
?
?? return 0;
}
當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：
Book 1 title : C Programming
Book 1 author : Nuha Ali
Book 1 subject : C Programming Tutorial
Book 1 book_id : 6495407
Book 2 title : Telecom Billing
Book 2 author : Zara Ali
Book 2 subject : Telecom Billing Tutorial
Book 2 book_id : 6495700
結(jié)構(gòu)作為函數(shù)參數(shù)
您可以把結(jié)構(gòu)作為函數(shù)參數(shù)，傳參方式與其他類型的變量或指針類似。您可以使用上面實(shí)例中的方式來訪問結(jié)構(gòu)變量：
實(shí)例
#include <stdio.h>
#include <string.h>
?
struct Books
{
?? char? title[50];
?? char? author[50];
?? char? subject[100];
?? int?? book_id;
};
?
/* 函數(shù)聲明 */
void printBook( struct Books book );
int main( )
{
?? struct Books Book1;??????? /* 聲明 Book1，類型為 Books */
?? struct Books Book2;??????? /* 聲明 Book2，類型為 Books */
?
?? /* Book1 詳述 */
?? strcpy( Book1.title, "C Programming");
?? strcpy( Book1.author, "Nuha Ali");
?? strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");
?? Book1.book_id = 6495407;
?
?? /* Book2 詳述 */
?? strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
?? strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
?? strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");
?? Book2.book_id = 6495700;
?
?? /* 輸出 Book1 信息 */
?? printBook( Book1 );
?
?? /* 輸出 Book2 信息 */
?? printBook( Book2 );
?
?? return 0;
}
void printBook( struct Books book )
{
?? printf( "Book title : %s\n", book.title);
?? printf( "Book author : %s\n", book.author);
?? printf( "Book subject : %s\n", book.subject);
?? printf( "Book book_id : %d\n", book.book_id);
}
當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：
Book title : C Programming
Book author : Nuha Ali
Book subject : C Programming Tutorial
Book book_id : 6495407
Book title : Telecom Billing
Book author : Zara Ali
Book subject : Telecom Billing Tutorial
Book book_id : 6495700
指向結(jié)構(gòu)的指針
您可以定義指向結(jié)構(gòu)的指針，方式與定義指向其他類型變量的指針相似，如下所示：
struct Books *struct_pointer;
現(xiàn)在，您可以在上述定義的指針變量中存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)變量的地址。為了查找結(jié)構(gòu)變量的地址，請把 & 運(yùn)算符放在結(jié)構(gòu)名稱的前面，如下所示：
struct_pointer = &Book1;
為了使用指向該結(jié)構(gòu)的指針訪問結(jié)構(gòu)的成員，您必須使用 -> 運(yùn)算符，如下所示：
struct_pointer->title;
讓我們使用結(jié)構(gòu)指針來重寫上面的實(shí)例，這將有助于您理解結(jié)構(gòu)指針的概念：
實(shí)例
#include <stdio.h>
#include <string.h>
?
struct Books
{
?? char? title[50];
?? char? author[50];
?? char? subject[100];
?? int?? book_id;
};
?
/* 函數(shù)聲明 */
void printBook( struct Books *book );
int main( )
{
?? struct Books Book1;??????? /* 聲明 Book1，類型為 Books */
?? struct Books Book2;??????? /* 聲明 Book2，類型為 Books */
?
?? /* Book1 詳述 */
?? strcpy( Book1.title, "C Programming");
?? strcpy( Book1.author, "Nuha Ali");
?? strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");
?? Book1.book_id = 6495407;
?
?? /* Book2 詳述 */
?? strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
?? strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
?? strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");
?? Book2.book_id = 6495700;
?
?? /* 通過傳 Book1 的地址來輸出 Book1 信息 */
?? printBook( &Book1 );
?
?? /* 通過傳 Book2 的地址來輸出 Book2 信息 */
?? printBook( &Book2 );
?
?? return 0;
}
void printBook( struct Books *book )
{
?? printf( "Book title : %s\n", book->title);
?? printf( "Book author : %s\n", book->author);
?? printf( "Book subject : %s\n", book->subject);
?? printf( "Book book_id : %d\n", book->book_id);
}
當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：
Book title : C Programming
Book author : Nuha Ali
Book subject : C Programming Tutorial
Book book_id : 6495407
Book title : Telecom Billing
Book author : Zara Ali
Book subject : Telecom Billing Tutorial
Book book_id : 6495700
位域
有些信息在存儲(chǔ)時(shí)，并不需要占用一個(gè)完整的字節(jié)，而只需占幾個(gè)或一個(gè)二進(jìn)制位。例如在存放一個(gè)開關(guān)量時(shí)，只有 0 和 1 兩種狀態(tài)，用 1 位二進(jìn)位即可。為了節(jié)省存儲(chǔ)空間，并使處理簡便，C 語言又提供了一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，稱為"位域"或"位段"。
所謂"位域"是把一個(gè)字節(jié)中的二進(jìn)位劃分為幾個(gè)不同的區(qū)域，并說明每個(gè)區(qū)域的位數(shù)。每個(gè)域有一個(gè)域名，允許在程序中按域名進(jìn)行操作。這樣就可以把幾個(gè)不同的對象用一個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制位域來表示。
典型的實(shí)例：
??? 用 1 位二進(jìn)位存放一個(gè)開關(guān)量時(shí)，只有 0 和 1 兩種狀態(tài)。
??? 讀取外部文件格式——可以讀取非標(biāo)準(zhǔn)的文件格式。例如：9 位的整數(shù)。
位域的定義和位域變量的說明
位域定義與結(jié)構(gòu)定義相仿，其形式為：
struct 位域結(jié)構(gòu)名
{
?位域列表
};
其中位域列表的形式為：
類型說明符 位域名: 位域長度
例如：
struct bs{
??? int a:8;
??? int b:2;
??? int c:6;
}data;
說明 data 為 bs 變量，共占兩個(gè)字節(jié)。其中位域 a 占 8 位，位域 b 占 2 位，位域 c 占 6 位。
讓我們再來看一個(gè)實(shí)例：
struct packed_struct {
? unsigned int f1:1;
? unsigned int f2:1;
? unsigned int f3:1;
? unsigned int f4:1;
? unsigned int type:4;
? unsigned int my_int:9;
} pack;
在這里，packed_struct 包含了 6 個(gè)成員：四個(gè) 1 位的標(biāo)識符 f1..f4、一個(gè) 4 位的 type 和一個(gè) 9 位的 my_int。
對于位域的定義尚有以下幾點(diǎn)說明：
??? 一個(gè)位域必須存儲(chǔ)在同一個(gè)字節(jié)中，不能跨兩個(gè)字節(jié)。如一個(gè)字節(jié)所剩空間不夠存放另一位域時(shí)，應(yīng)從下一單元起存放該位域。也可以有意使某位域從下一單元開始。例如：
??? struct bs{
??????? unsigned a:4;
??????? unsigned? :4;??? /* 空域 */
??????? unsigned b:4;??? /* 從下一單元開始存放 */
??????? unsigned c:4
??? }
??? 在這個(gè)位域定義中，a 占第一字節(jié)的 4 位，后 4 位填 0 表示不使用，b 從第二字節(jié)開始，占用 4 位，c 占用 4 位。
??? 由于位域不允許跨兩個(gè)字節(jié)，因此位域的長度不能大于一個(gè)字節(jié)的長度，也就是說不能超過8位二進(jìn)位。如果最大長度大于計(jì)算機(jī)的整數(shù)字長，一些編譯器可能會(huì)允許域的內(nèi)存重疊，另外一些編譯器可能會(huì)把大于一個(gè)域的部分存儲(chǔ)在下一個(gè)字中。
??? 位域可以是無名位域，這時(shí)它只用來作填充或調(diào)整位置。無名的位域是不能使用的。例如：
??? struct k{
??????? int a:1;
??????? int? :2;??? /* 該 2 位不能使用 */
??????? int b:3;
??????? int c:2;
??? };
從以上分析可以看出，位域在本質(zhì)上就是一種結(jié)構(gòu)類型，不過其成員是按二進(jìn)位分配的。
位域的使用
位域的使用和結(jié)構(gòu)成員的使用相同，其一般形式為：
位域變量名.位域名
位域變量名->位域名
位域允許用各種格式輸出。
請看下面的實(shí)例：
實(shí)例
main(){
??? struct bs{
??????? unsigned a:1;
??????? unsigned b:3;
??????? unsigned c:4;
??? } bit,*pbit;
??? bit.a=1;??? /* 給位域賦值（應(yīng)注意賦值不能超過該位域的允許范圍） */
??? bit.b=7;??? /* 給位域賦值（應(yīng)注意賦值不能超過該位域的允許范圍） */
??? bit.c=15;??? /* 給位域賦值（應(yīng)注意賦值不能超過該位域的允許范圍） */
??? printf("%d,%d,%d\n",bit.a,bit.b,bit.c);??? /* 以整型量格式輸出三個(gè)域的內(nèi)容 */
??? pbit=&bit;??? /* 把位域變量 bit 的地址送給指針變量 pbit */
??? pbit->a=0;??? /* 用指針方式給位域 a 重新賦值，賦為 0 */
??? pbit->b&=3;??? /* 使用了復(fù)合的位運(yùn)算符 "&="，相當(dāng)于：pbit->b=pbit->b&3，位域 b 中原有值為 7，與 3 作按位與運(yùn)算的結(jié)果為 3（111&011=011，十進(jìn)制值為 3） */
??? pbit->c|=1;??? /* 使用了復(fù)合位運(yùn)算符"|="，相當(dāng)于：pbit->c=pbit->c|1，其結(jié)果為 15 */
??? printf("%d,%d,%d\n",pbit->a,pbit->b,pbit->c);??? /* 用指針方式輸出了這三個(gè)域的值 */
}
上例程序中定義了位域結(jié)構(gòu) bs，三個(gè)位域?yàn)?a、b、c。說明了 bs 類型的變量 bit 和指向 bs 類型的指針變量 pbit。這表示位域也是可以使用指針的。
總結(jié)
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