內(nèi)容簡(jiǎn)介

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前言

定義一個(gè) struct

結(jié)構(gòu)體的使用

結(jié)構(gòu)體指針

union

enum

總結(jié)

第二部分第七課預(yù)告

1. 前言

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上一課是 C語言探索之旅 | 第二部分第五課：預(yù)處理 ，應(yīng)該是比較輕松的。

這一課將會(huì)非常令人激動(dòng)也很有意思，不過有些難度。

眾所周知，C語言是面向過程的編程語言，與 Java，C++，等面向?qū)ο蟮木幊陶Z言有所不同。

在面向?qū)ο蟮木幊陶Z言中，有類(class)的概念。

C語言是沒有類這種“類型”的，但是 C語言就不能“模擬”面向?qū)ο缶幊塘藛?#xff1f;

不，只要你設(shè)計(jì)得好，C語言也可以模擬面向?qū)ο缶幊獭?/p>

這一課我們要學(xué)習(xí)的 struct(結(jié)構(gòu)體)的知識(shí)就可以使你有能力用 C語言實(shí)現(xiàn)“面向?qū)ο蟆薄?/p>

前面我們學(xué)習(xí)了指針，數(shù)組，字符串和預(yù)處理，掌握這些知識(shí)你的 C語言水平已經(jīng)還不錯(cuò)啦。但是我們豈能就此止步，必須 Bigger than bigger~

除了使用 C語言已經(jīng)定義的變量類型，我們還可以做一些更厲害的事情：創(chuàng)建你自己的變量類型。

我們可以將其稱為“自定義的變量類型”，我們來看三種：struct，union 和 enum。

因?yàn)楫?dāng)你需要編寫比較復(fù)雜的程序時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)創(chuàng)建自定義的變量類型是很重要的。

幸好，這學(xué)起來其實(shí)也不是特別難。但是大家需要專心學(xué)習(xí)這一課，因?yàn)閺南乱徽n開始，我們會(huì)一直用到 struct 了。

2. 定義一個(gè) struct

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什么是 struct 呢？

struct 是 structure(表示“結(jié)構(gòu)”)的縮寫，所以 struct 的專業(yè)術(shù)語是“結(jié)構(gòu)體”。

定義：struct 就是一系列變量的集合，但是這些變量可以是不同類型的。

這個(gè)定義是不是喚起了大家對(duì)我們的老朋友數(shù)組的懷念啊？數(shù)組里面的每個(gè)成員都必須是同一個(gè)類型的，相比之下 struct 更靈活。

一般來說，我們習(xí)慣把 struct 定義在 .h 頭文件中，也就是和預(yù)處理命令以及函數(shù)原型那群“家伙”在一起。

下面就給出一個(gè) struct 的例子：

struct?你的struct的名字
{
????char?variable1;
????short?variable2;
????int?otherVariable;
????double?numberDecimal;
};

可以看到：struct 的定義以關(guān)鍵字 struct 開始，后面接你自定義的 struct 的名稱(比如 Dog，Cat，Person，等)。

一般來說，在我的代碼里，我的 struct 的命名也是遵照變量的命名規(guī)則，唯有一點(diǎn)不一樣，就是 struct 的名稱我會(huì)將首字母大寫，例如：SchoolName。

但是我的普通變量一般都是首字母小寫，例如：studentNumber。

這樣做只是個(gè)人習(xí)慣，便于在代碼里區(qū)分普通的變量和自定義的變量，之后會(huì)學(xué)到的 enum 和 union，我也是習(xí)慣將其名稱的首字母大寫。

在 struct 的名字之后，我們需要寫上一對(duì)大括號(hào)，在這對(duì)大括號(hào)里面寫入你的 struct 要包含的各種類型的變量。

通常說來，struct 的大括號(hào)內(nèi)至少得定義兩個(gè)變量吧。如果只有一個(gè)變量，那定義這個(gè)結(jié)構(gòu)體也沒什么意義。

注意：不要忘了，在大括號(hào)后面還要加上一個(gè)分號(hào)(;)，
因?yàn)楫吘惯@個(gè) struct 是一個(gè)變量，變量的定義最后都要加分號(hào)的。

如你所見，創(chuàng)建一個(gè)自定義的變量也不復(fù)雜么。其實(shí)結(jié)構(gòu)體就是各種基本類型變量的集合，是一個(gè)“大雜燴”。

當(dāng)然以后的課程中我們還會(huì)看到：結(jié)構(gòu)體的嵌套定義(結(jié)構(gòu)體里包含另一個(gè)結(jié)構(gòu)體)。

結(jié)構(gòu)體的例子

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假設(shè)我們需要自定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體，它儲(chǔ)存屏幕上的一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)。

下面就給出 2D(D 是英語 dimension 的首字母，表示維度)世界的坐標(biāo)系的大致印象：

當(dāng)我們?cè)?2D 世界中做研究時(shí)，我們有兩個(gè)軸：

• 橫坐標(biāo)軸(從左到右，一般也稱為 x 軸)。

• 縱坐標(biāo)軸(從下到上，一般也稱為 y 軸)。

只要數(shù)學(xué)還沒有還給小學(xué)體育老師，應(yīng)該都知道 x 和 y 軸的。

現(xiàn)在，你可以寫出一個(gè)名叫 Coordinate(表示“坐標(biāo)”)的 struct 的定義了嗎？我看好你！

可以自己先寫，然后對(duì)一下我們給出的參考答案：

struct?Coordinate
{
????int?x;??//?橫坐標(biāo)
????int?y;??//?縱坐標(biāo)
};

很簡(jiǎn)單，不是嗎？我們的 Coordinate 這個(gè) struct 包含了兩個(gè)變量：x 和 y，都是 int 類型，分別表示橫坐標(biāo)值和縱坐標(biāo)值。

當(dāng)然了，如果你愿意，也可以創(chuàng)建一個(gè)表示 3D(三維)空間的點(diǎn)的 struct，只需要在剛才的 Coordinate 這個(gè)結(jié)構(gòu)體的基礎(chǔ)上加上 z 軸。

結(jié)構(gòu)體里面的數(shù)組

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結(jié)構(gòu)體里面也可以存放數(shù)組。

例如，可以構(gòu)造一個(gè)名叫 Person(表示“人”)的結(jié)構(gòu)體，如下所示：

struct?Person
{
????char?firstName[100];??//?名
????char?lastName[100];???//?姓
????char?address[1000];???//?地址

????int?age;??//?年齡
????int?boy;??//?性別，布爾值?:?1?=?boy(表示“男孩”),?0?=?girl(表示“女孩”)
};

可以看到，這個(gè)結(jié)構(gòu)體變量包含五個(gè)基本的變量。

• 前三個(gè)分別表示 名、姓和地址，是字符數(shù)組。

• 第四個(gè)是年齡。

• 第五個(gè)是性別，是一個(gè)“布爾值”(當(dāng)然，C語言本身沒有定義布爾類型(true 或 false)，但是可以用數(shù)值來“表示”布爾值的真或假)，boy 這個(gè) int 變量的值如果為 1，那就是表示男孩；如果為 0，那就是女孩。

這個(gè)結(jié)構(gòu)體可以用于構(gòu)建一個(gè)通訊錄程序。當(dāng)然，你完全可以在這個(gè)結(jié)構(gòu)體里再添加其他變量，使其更完善。

只要內(nèi)存夠，一般來說在一個(gè)結(jié)構(gòu)體里沒有變量的數(shù)目限制。

3. 結(jié)構(gòu)體的使用

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現(xiàn)在，我們的結(jié)構(gòu)體已經(jīng)定義在 .h 頭文件里了，那么我們就可以在 include(“包含”)此頭文件的文件中使用這些結(jié)構(gòu)體了。

以下展示如何創(chuàng)建一個(gè)類型為 Coordinate(我們之前已經(jīng)定義了這個(gè)結(jié)構(gòu)體，表示二維空間的坐標(biāo))的變量：

#include?"coordinate.h"??//?假設(shè)包含結(jié)構(gòu)體定義的頭文件叫?coordinate.h

int?main(int?argc,?char?*argv[]){
????struct?Coordinate?point;??//?創(chuàng)建一個(gè)?Coordinate?類型的變量，名字是?point

????return?0;
}

如上，我們創(chuàng)建了一個(gè) Coordinate 類型的變量，名字是 point(表示“點(diǎn)”)。

這個(gè)變量自動(dòng)擁有兩個(gè)子變量：x 和 y，都是 int 類型，分別表示此二維坐標(biāo)的橫坐標(biāo)值和縱坐標(biāo)值。

你也許要問：“創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體變量開頭的那個(gè)關(guān)鍵字 struct 是必須的嗎？”

是的，是必須的。

struct 關(guān)鍵字使電腦能夠區(qū)分基礎(chǔ)變量類型(例如 int)和自定義變量類型(例如 Coordinate)。

然而，每次加 struct 關(guān)鍵字也有點(diǎn)麻煩。所以聰(懶)明(惰)伶(成)俐(性)的 C語言開發(fā)者設(shè)計(jì)了 typedef 關(guān)鍵字。

當(dāng)然了，人類的大多數(shù)發(fā)明都是為了“懶惰”的緣故，能提高效率誰不愿意啊？

typedef 關(guān)鍵字

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typedef 是 C語言的一個(gè)關(guān)鍵字，是 type(表示“類型”)和 define(表示“定義”)的縮合，顧名思義是表示“類型定義”。

聽到“類型定義”，好像很難理解。但其實(shí) typedef 的作用并沒有它的含義那么“高深莫測(cè)”。

重新回到剛才定義 Coordinate 這個(gè)結(jié)構(gòu)體的 .h 頭文件中。我們來加一條由 typedef 開頭的命令，目的是為 Coordinate 結(jié)構(gòu)體創(chuàng)建一個(gè)別名。

什么是別名(alias)呢？

就比如有一個(gè)人，真實(shí)姓名叫王小明，別名可以是小明，明明，等，但都代表那個(gè)人。

有點(diǎn)類似 C++ 語言的引用的機(jī)制。

所以對(duì)別名的操作就是對(duì)原先對(duì)象的操作。

比如小時(shí)候你上課不乖，老師點(diǎn)名的時(shí)候，點(diǎn)到你的小名或者你的真實(shí)名字，都是叫的你，你就得去罰站。

我們就在 Coordinate 結(jié)構(gòu)體的定義之前加這句命令吧，一般習(xí)慣加在后面的，但是加在前面也可以：

typedef?struct?Coordinate?Coordinate;

struct?Coordinate
{
????int?x;
????int?y;
};

可以看到，我們新加了一行命令：

typedef?struct?Coordinate?Coordinate;

為了更好地理解這句命令的作用，我們把它拆為三部分來看：

typedef：說明我們將要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)別名。

struct Coordinate：這是我們要為其創(chuàng)建別名的結(jié)構(gòu)體。

Coordinate：這就是要?jiǎng)?chuàng)建的別名。

所以，上面這句命令的含義就是“從今以后，Coordinate 就相當(dāng)于 struct Coordinate 了 ”。

這樣做以后，我們就可以不用每次在創(chuàng)建一個(gè)新的 Coordinate 結(jié)構(gòu)體的變量時(shí)都加上 struct 關(guān)鍵字了。

所以，我們的 .c 文件中就可以改寫為：

int?main(int?argc,?char?*argv[]){
????Coordinate?point;??//?因?yàn)橛昧?typedef，電腦就清楚地知道此處的?Coordinate?其實(shí)就是?struct?Coordinate

????return?0;
}

當(dāng)然，別名不一定要叫 Coordinate，也可以叫作 Coor，也許更不容易混淆。例如：

typedef?struct?Coordinate?Coor;

struct?Coordinate
{
????int?x;
????int?y;
};

Coor?coor;??//?創(chuàng)建一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量

建議大家在平時(shí)定義了 struct 類型后，也加一句 typdedef 命令，這樣在代碼里就不用每次新建一個(gè)此類型的變量時(shí)都要在開頭寫 struct 關(guān)鍵字了。

很多程序員都會(huì)這么做。
因?yàn)橐粋€(gè)好的程序員是懂得如何“偷懶”的程序員，這和一個(gè)懶惰的程序員是有區(qū)別的。
我們要使代碼"write less，do more"(用盡量少的代碼做更多的事)。

當(dāng)然，上面的代碼塊可以簡(jiǎn)寫為：

typedef?struct?struct的名字
{
??//?struct?的內(nèi)容
}?別名;

所以上面 Coordinate 的代碼塊可以簡(jiǎn)寫為：

typedef?struct?Coordinate
{
????int?x;
????int?y;
}?Coordinate;

注意：之后我們的示例代碼，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)例如

Person?player1;

這樣的形式，那就是假定我們之前已經(jīng)用了 typedef 了：

typedef?struct?Person?Person;

這樣就可以省略開頭的 struct 關(guān)鍵字，不需要再寫成：

struct?Person?player1;

修改 struct 的成員變量

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既然我們的 point 變量(是 Coordinate 類型的，希望大家還沒暈)已經(jīng)創(chuàng)建好了，那我們就可以修改它的成員的值了。

我們?nèi)绾卧L問 point 的兩個(gè)成員 x 和 y 呢？如下所示：

int?main(int?argc,?char?*argv[]){
????Coordinate?point;

????point.x?=?10;
????point.y?=?20;

????return?0;
}

這樣，我們就順利地修改了 point 的兩個(gè)成員的值，使其 x 坐標(biāo)為 10，y 坐標(biāo)為 20。

因此我們的點(diǎn)就位于坐標(biāo)系的(10, 20)處了。

所以，為了能訪問到結(jié)構(gòu)體的某個(gè)成員，我們可以這樣做：

結(jié)構(gòu)體實(shí)例名稱.成員名

中間的點(diǎn)(.)表示“從屬”關(guān)系。

如果有面向?qū)ο缶幊袒A(chǔ)的朋友，就會(huì)覺得：這與“類和對(duì)象”也太像了吧。

是的，其實(shí)我們可以用 struct 來“模擬”類。

如果我們用之前創(chuàng)建的 Person 這個(gè)結(jié)構(gòu)體來舉例的話：

int?main(int?argc,?char?*argv[]){
????Person?user;??//?user?表示“用戶”

????printf("你姓什么???");
????scanf("%s",?user.lastName);

????printf("你名叫什么???");
????scanf("%s",?user.firstName);

????printf("原來你的名字是?%s%s，失敬失敬\n",?user.lastName,?user.firstName);

????return?0;
}

運(yùn)行輸出：

你姓什么？王
你名叫什么？小明
原來你的名字是?王小明，失敬失敬

我們把 user.lastName 傳給 scanf，使得用戶輸入的值直接修改 user 的 lastName 成員；我們對(duì) user.firstName 也是如此。

當(dāng)然我們也可以再添加對(duì) address，age，boy 的賦值。

當(dāng)然了，你也許會(huì)說：“我不知道結(jié)構(gòu)體的使用，我用兩個(gè)單獨(dú)的字符串變量 lastName 和 firstName 不是也可以做到和上述程序相同的事么？”

是的，但是用結(jié)構(gòu)體的好處就是我們可以創(chuàng)建此結(jié)構(gòu)體的變量，將很多相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)封裝在一起，成為一個(gè)整體，而不是零散地定義。

比如定義了 Person 這個(gè)結(jié)構(gòu)體之后，凡是用 Person 來創(chuàng)建的變量，里面都自動(dòng)包含了 lastName，firstName，address，age 和 boy 這五個(gè)變量，非常方便。

比如我們可以這樣創(chuàng)建：

Person?player1,?player2;??//?之前已經(jīng)用?typedef(?typedef?struct?Person?Person;?)

在 player1 和 player2 中都包含 lastName，firstName，address，age 和 boy 這五個(gè)變量。

我們也可以更“偷懶”一些：創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體數(shù)組。例如：

Person?players[2];

這樣，我們就可以很方便的訪問 players[1] 當(dāng)中的變量了，例如：

players[1].lastName?=?"xiaoming";

用結(jié)構(gòu)體數(shù)組的好處是可以方便地使用循環(huán)，等等。

自測(cè)小練習(xí)

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創(chuàng)建一個(gè)名叫 CoderHub(「程序員聯(lián)盟」公眾號(hào))的結(jié)構(gòu)體，在定義里放入你想創(chuàng)建的變量。然后創(chuàng)建此結(jié)構(gòu)體的一個(gè)數(shù)組，用循環(huán)的方式給變量賦值，再用循環(huán)的方式打印出其中變量的信息。

結(jié)構(gòu)體的初始化

之前的課程里，我們建議對(duì)于基本變量，數(shù)組和指針，最好在創(chuàng)建的時(shí)候?qū)ζ涑跏蓟?。結(jié)構(gòu)體也不例外。

初始化有一個(gè)很大的好處，就是避免此變量里存放“任意數(shù)據(jù)”。

事實(shí)上，一個(gè)變量在創(chuàng)建時(shí)，如果沒有初始化，那么它會(huì)取當(dāng)時(shí)在內(nèi)存那個(gè)位置所存的值，所以這個(gè)值的隨機(jī)性是很大的。

我們來回憶一下，不同變量的初始化應(yīng)該怎么做：

• 基礎(chǔ)變量(int，double，char，等)：初始化為 0。

• 指針：初始化為 NULL。事實(shí)上，NULL 位于 stdlib.h 標(biāo)準(zhǔn)庫頭文件中，是用 #define 預(yù)處理命令定義的一個(gè)常量。它的值通常是 0。雖然是 0，但是有多種定義形式，例如：

#define?NULL?0
#define?NULL?0L
#define?NULL?((void?*)?0)

但是我們只要每次用 NULL 就好了，為了清楚表明這是指針變量，而不是一般變量。

• 數(shù)組：將每一個(gè)成員變量初始化為 0。

那么對(duì)于我們的“朋友” 結(jié)構(gòu)體，我們?cè)趺闯跏蓟?#xff1f;

其實(shí)結(jié)構(gòu)體的初始化也很簡(jiǎn)單，與數(shù)組的初始化很類似。我們可以像下面這樣定義：

Coordinate?point?=?{0,?0};

這樣，我們就依照順序?qū)?point.x 和 point.y 都初始化為 0 了。

對(duì)于像 Person 這樣的結(jié)構(gòu)體，里面的變量類型有 char 型數(shù)組和 int，那么我們可以將 char 型數(shù)組初始化為 ""(雙引號(hào)中間為空)。

我們可以像這樣初始化一個(gè)字符串，在 C語言探索之旅 | 第二部分第四課：字符串 那一課忘記提了。不過，我想現(xiàn)在提還不算晚吧。

所以我們就可以這樣來初始化我們的 Person 結(jié)構(gòu)體變量：

Person?player?=?{"",?"",?"",?0,?0};

然而，我們也可以這樣來初始化一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量：創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)，比如叫 initializeStruct，可以為每一個(gè)傳遞給它的結(jié)構(gòu)體做初始化，這樣就方便很多，特別是當(dāng)結(jié)構(gòu)體中的變量很多時(shí)。

之前指針那一章我們也已經(jīng)學(xué)了，如果我們對(duì)函數(shù)傳遞普通變量，那么因?yàn)?C語言的函數(shù)參數(shù)傳遞方式是值傳遞，所以它會(huì)對(duì)傳給它的函數(shù)參數(shù)做一份拷貝，這樣函數(shù)里面修改的其實(shí)是那一份拷貝，真正的實(shí)參并沒有被改變。

為了讓實(shí)參實(shí)實(shí)在在被修改，我們需要用到指針，也就是傳遞此變量的地址。

對(duì)于結(jié)構(gòu)體，也需要這樣。因此，接下來我們就來學(xué)習(xí)如何使用結(jié)構(gòu)體指針。開始難起來咯，準(zhǔn)備好了嗎？

4. 結(jié)構(gòu)體指針

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結(jié)構(gòu)體指針的創(chuàng)建其實(shí)和普通的指針變量創(chuàng)建沒什么區(qū)別。例如：

Coordinate?*point?=?NULL;

上面的代碼就創(chuàng)建了一個(gè)叫做 point 的 Coordinate 結(jié)構(gòu)體指針變量(Coordinate 是我們上面定義的表示坐標(biāo)的一個(gè)結(jié)構(gòu)體)。

我們?cè)賮硖嵝岩淮?#xff1a;

一般推薦寫成：

Coordinate?*point?=?NULL;?//?星號(hào)挨著指針變量名字

而不推薦寫成：

Coordinate*?point?=?NULL;??//?星號(hào)挨著結(jié)構(gòu)體名，這種寫法不好！

在指針的創(chuàng)建中，我們推薦第一種寫法。

因?yàn)橛玫诙N寫法，如果你在一行上創(chuàng)建好幾個(gè)指針變量時(shí)，會(huì)容易忘記在第二個(gè)之后的變量前加 * 號(hào)。例如，容易寫成這樣：

Coordinate*?point1?=?NULL,?point2?=?NULL;???//?編譯會(huì)出錯(cuò)

但這樣編譯會(huì)出錯(cuò)，因?yàn)?point2 其實(shí)是 Coordinate 結(jié)構(gòu)體變量，而不是 Coordinate 結(jié)構(gòu)體指針變量！

所以我們建議這樣寫：

Coordinate?*point1?=?NULL,?*point2?=?NULL;

在以前的課程中，對(duì)于基礎(chǔ)類型的指針變量，我們也是這樣建議：

int?*number1?=?NULL,?*number2?=?NULL;

特別是 int 型的指針，還很不容易察覺到錯(cuò)誤，如果寫成：

int*?number1?=?NULL,?number2?=?NULL;

編譯器是不會(huì)報(bào)錯(cuò)的。因?yàn)?NULL 的值就是 0，可以賦給 number2 這個(gè) int 型變量(注意：上面的 number2 不是 int 指針)。

回顧總是很好的(“傷心總是難免的…”)。

結(jié)構(gòu)體作為函數(shù)參數(shù)

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這里，我們主要來學(xué)習(xí)如何將一個(gè)結(jié)構(gòu)體指針(為什么是傳結(jié)構(gòu)體指針而不是傳結(jié)構(gòu)體，可以看之前的解釋)傳給一個(gè)函數(shù)(作為參數(shù))，使得函數(shù)內(nèi)部可以真正修改此結(jié)構(gòu)體。

我們來看一個(gè)實(shí)例：

#include?

typedef?struct?Coordinate
{
????int?x;??//?橫坐標(biāo)值
????int?y;??//?縱坐標(biāo)值
}?Coordinate;

void?initializeCoordinate(Coordinate?*point);??//?函數(shù)原型

int?main(int?argc,?char?*argv[])?{
????Coordinate?myPoint;

????initializeCoordinate(&myPoint);??//?函數(shù)的參數(shù)是?myPoint?變量的地址

????return?0;
}

//?用于初始化結(jié)構(gòu)體變量
void?initializeCoordinate(Coordinate?*point)?{
????//?結(jié)構(gòu)體初始化的代碼
}

上面的 initializeCoordinate 函數(shù)體內(nèi)，我們將放置初始化結(jié)構(gòu)體的成員變量的代碼。

我們按順序來看一下這段代碼：

• 首先，我們定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)體，叫做 Coordinate，里面包含兩個(gè)變量，x 和 y。

• 我們?cè)?main 函數(shù)中創(chuàng)建了Coordinate 結(jié)構(gòu)體的變量，名字叫 myPoint。

• 我們將 myPoint 的地址傳遞給 initializeCoordinate 這個(gè)函數(shù)。

• 接下來，我們就在 initializeCoordinate 函數(shù)中添加初始化 x 和 y 變量的代碼吧：

void?initializeCoordinate(Coordinate?*point){
????*point.x?=?0;
????*point.y?=?0;
}

point 前面的 * 號(hào)是必不可少的噢。因?yàn)?#xff0c;傳進(jìn)函數(shù)的參數(shù)是一個(gè)結(jié)構(gòu)體指針，我們要取到此結(jié)構(gòu)體，就需要用到“解引用”符號(hào)：星號(hào)(*)。

但是，認(rèn)真的讀者看出上面這個(gè)函數(shù)中的錯(cuò)誤了嗎？

我們的初衷是想要：先用 * 號(hào)解引用 point 這個(gè)結(jié)構(gòu)體指針，取到結(jié)構(gòu)體，然后再用 . 號(hào)取到其中的變量 x 和 y。但是如果按上面的寫法，其實(shí)效果相當(dāng)于如下:

*(point.x)?=?0;
*(point.y)?=?0;

因?yàn)?. 號(hào)的優(yōu)先級(jí)是高于 * 號(hào)的。

有興趣可以看一下 C語言運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)，不過之前的課我們也說過了，記不清怎么辦呢？加括號(hào)就解決啦。

上面的代碼編譯是通不過的，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)體指針 point 并沒有成員叫 x 和 y，而且，對(duì)于結(jié)構(gòu)體指針我們也不能用 . 號(hào)來取到什么值。

因此，我們需要修改一下。改為如下就可以了：

void?initializeCoordinate(Coordinate?*point)?{
????(*point).x?=?0;
????(*point).y?=?0;
}

這樣就對(duì)了。用括號(hào)去掉了運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)的影響。

但是，之前也說過：程序員是懂得偷懶的一群人。

如果每次要取結(jié)構(gòu)體的成員變量都要這么麻煩，先用 * 號(hào)，還要加括號(hào)，再用 . 號(hào)。想想都要讓 Denis Ritchie(C語言的作者)老爺子醉了。他是決不允許這種事發(fā)生的，因此，他就定義了一個(gè)新的符號(hào)： ->(一個(gè)箭頭。是的，就是這么“霸氣側(cè)漏”)。

用法如下：

point->x?=?0;

就相當(dāng)于：

(*point).x?=?0;

是不是簡(jiǎn)便了很多？

記住：這個(gè)符號(hào)，只能用在指針上面。

因此，我們的函數(shù)可以改寫為：

void?initializeCoordinate(Coordinate?*point)?{
????point->x?=?0;
????point->y?=?0;
}

我們?cè)?main 函數(shù)里也可以這樣寫：

int?main(int?argc,?char?*argv[]){
????Coordinate?myPoint;
????Coordinate?*myPointPointer?=?&myPoint;

????myPoint.x?=?10;??//?用結(jié)構(gòu)體的方式，修改?myPoint?中的?x?值
????myPointPointer->y?=?15;??//?用結(jié)構(gòu)體指針的方式，修改?myPoint?中的?y?值

????return?0;
}

結(jié)構(gòu)體是 C語言中一個(gè)非常好用且很重要的概念，希望大家好好掌握！

當(dāng)然，還有不少知識(shí)細(xì)節(jié)，就要大家自己去看 C語言的經(jīng)典教材了，例如《C程序設(shè)計(jì)語言》(不是譚浩強(qiáng)那本《C語言程序設(shè)計(jì)》！而是 C語言作者寫的經(jīng)典之作)，《C和指針》，《C專家編程》，《C語言深度解剖》，《C陷阱和缺陷》，等等。

5. union

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union 是“聯(lián)合”的意思，是 C語言的關(guān)鍵字，也有的書上翻譯為“共用體”。

我們可以來寫一個(gè) union 的例子。

union?CoderHub
{
????char?character;
????int?memberNumber;
????double?rate;
};

乍看之下，和 struct 沒什么區(qū)別么。但是真的沒有區(qū)別嗎？

假如我們用 C語言的 sizeof 關(guān)鍵字(size 表示“尺寸，大小”，of 表示“…的”)來測(cè)試此 union 的大小(大小指的是在內(nèi)存中所占的字節(jié)(byte)數(shù)，一個(gè)字節(jié)相當(dāng)于 8 個(gè) bit(二進(jìn)制位))：

#include?

typedef?union?CoderHub
{
????char?character;??//?大小是?1?個(gè)字節(jié)
????int?memberNumber;??//?大小是?4?個(gè)字節(jié)
????double?rate;??//?大小是?8?個(gè)字節(jié)
}?CoderHub;

int?main(int?argc,?char?*argv[]){
????CoderHub?coderHub;

????printf("此?union?的大小是?%lu?個(gè)字節(jié)\n",?sizeof(coderHub));

????return?0;
}

運(yùn)行程序，輸出：

此?union?的大小是?8?個(gè)字節(jié)

假如我們對(duì)結(jié)構(gòu)體也做一次測(cè)試，對(duì)比一下：

#include?

typedef?struct?CoderHub
{
????char?character;??//?大小是?1?個(gè)字節(jié)
????int?memberNumber;??//?大小是?4?個(gè)字節(jié)
????double?rate;??//?大小是?8?個(gè)字節(jié)
}?CoderHub;

int?main(int?argc,?char?*argv[]){

????CoderHub?coderHub;

????printf("此?struct?的大小是?%lu?個(gè)字節(jié)\n",?sizeof(coderHub));

????return?0;
}

運(yùn)行程序，輸出：

此?struct?的大小是?16?個(gè)字節(jié)

為什么我們自定義的 union 的大小是 8 個(gè)字節(jié)，而 struct 是 16 個(gè)字節(jié)呢？

這就涉及到 union(共用體)和 struct(結(jié)構(gòu)體)的區(qū)別了。

struct 的大小是其中所有變量大小的總和。

但是你會(huì)說：“不對(duì)啊， 1 + 4 + 8 = 13，為什么 sizeof(coderHub) 的值為 16 呢？”

好問題！這個(gè)有點(diǎn)復(fù)雜，涉及到內(nèi)存對(duì)齊的問題，我們以后再說。如果你一定要知道，那是因?yàn)閮?nèi)存對(duì)齊使得第一個(gè) char 變量對(duì)齊了第二個(gè) int 變量的空間，也變成了 4，如此一來：4 + 4 + 8 = 16。

有興趣的讀者可以去參考《C語言深度解剖》的解釋。

在嵌入式編程等內(nèi)存有限的環(huán)境下，需要考慮內(nèi)存對(duì)齊，以節(jié)省空間。

union 的大小等于其中最大(sizeof() 得到的值最大)的那個(gè)變量的大小。所以我們就知道了，其實(shí) union 的儲(chǔ)存是這樣的：其中的每個(gè)變量在內(nèi)存中的起始地址是一樣的，所以 union 同一時(shí)刻只能存放其中一個(gè)變量，union 的大小等于其中最大的那個(gè)變量，以保證可以容納任意一個(gè)成員。

union 適合用在很多相同類型的變量集，但是某一時(shí)刻只需用到其中一個(gè)的情況，比較節(jié)省空間。

6. enum

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看完了 struct(結(jié)構(gòu)體)和 union(聯(lián)合)，我們最后來學(xué)習(xí)很常用的一個(gè)自定義變量類型：enum。

enum 是 enumeration(表示“枚舉”)的縮寫，也是一個(gè) C語言關(guān)鍵字。

枚舉是一個(gè)比較特別的自定義變量類型。當(dāng)初我學(xué) C語言時(shí)，一開始還真有點(diǎn)不理解。但用得好，卻非常實(shí)用。

我們之前學(xué)了：結(jié)構(gòu)體里面包含了多個(gè)可以是不同類型的成員變量(一說“成員”就有點(diǎn)面向?qū)ο蟮母杏X :P)。

但是 enum(枚舉)里面是一系列可選擇的值。也就是說每次只能取其中一個(gè)值，聽著和 union 有點(diǎn)類似啊。但是 enum 和 union 還是有區(qū)別的。

我們來舉一個(gè)例子就知道區(qū)別了：

typedef?enum?Shape?Shape;

enum?Shape???//?shape?表示“身材、體型”
{
????THIN,???//?thin?表示“瘦”
????MEDIUM,???//?medium?表示“中等”
????FAT???//?fat?表示“胖”
};

所以，我們定義了一個(gè)名叫 Shape 的 enum 變量。其中有三個(gè)值，分別是 THIN，MEDIUM 和 FAT(身材有瘦，中等和胖之分)。不一定要大寫，只是習(xí)慣。

那我們?cè)趺磥韯?chuàng)建 enum 變量呢？如下：

Shape?shape?=?MEDIUM;

shape 這個(gè)變量，我們?cè)诔绦蚶镆部梢栽賹⑵湫薷臑?THIN 或者 FAT。

將數(shù)值賦給 enum 的成員

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大家看到 enum 和 union 以及 struct 的區(qū)別了嗎？是的，enum 的定義里，每個(gè)成員沒有變量類型(int，char，double，之類)！

很奇怪吧。想起來為什么 enum 的成員習(xí)慣用大寫了嗎？

對(duì)，就是因?yàn)?enum 的每個(gè)成員都不是變量，而是常量！但是 enum 的機(jī)制和常量定義以及 #define 還是有些區(qū)別：

像上面的代碼：

typedef?enum?Shape
{
????THIN,
????MEDIUM,
????FAT
}?Shape;

編譯器會(huì)自動(dòng)為其中的每一個(gè)成員綁定一個(gè)常量值，我們寫程序測(cè)試一下：

#include?

typedef?enum?Shape?Shape;

enum?Shape
{
????THIN,
????MEDIUM,
????FAT
};

int?main(int?argc,?char?*argv[])?{
????Shape?shape?=?THIN;
????printf("THIN?=?%d\n",?shape);

????shape?=?MEDIUM;
????printf("MEDIUM?=?%d\n",?shape);

????shape?=?FAT;
????printf("FAT?=?%d\n",?shape);

????return?0;
}

運(yùn)行程序，輸出：

THIN?=?0
MEDIUM?=?1
FAT?=?2

看到了嗎？編譯器自動(dòng)給這三個(gè)成員賦值 0，1 和 2。如果沒有指定 enum 成員的值，那么它們的值是從 0 開始，依次加 1。

我們也可以自己來定義 enum 成員的值，不一定要每次讓編譯器給我們自動(dòng)分配。

我們可以這樣寫：

typedef?enum?Shape
{
????THIN?=?40,
????MEDIUM?=?60,
????FAT?=?90
}?Shape;

這樣，我們就自己給每個(gè)成員定義了值。

我們也可以讓編譯器為我們自動(dòng)分配幾個(gè)值，再自己定義幾個(gè)值，例如：

typedef?enum?Shape
{
????THIN,
????MEDIUM,
????FAT?=?90
}?Shape;

上面，我們沒有為 THIN 和 MEDIUM 賦值，那么編譯器會(huì)將他們賦值為 0 和 1。

而 FAT，因?yàn)槲覀円呀?jīng)指定了其值為 90，所以 FAT 就等于 90。

enum 和 #define 的區(qū)別

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是不是覺得 enum 和用 #define 來定義的常量是有些類似呢？

其實(shí)，還是有些不同的：

• #define 宏常量(或預(yù)處理常量)是在預(yù)處理階段進(jìn)行簡(jiǎn)單替換，枚舉常量則是在編譯的時(shí)候確定其值。

• 一般在編譯器里，可以調(diào)試枚舉常量，但是不能調(diào)試宏常量。

• 枚舉可以一次定義大量相關(guān)的常量，而 #define 宏一次只能定義一個(gè)。

7. 總結(jié)

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結(jié)構(gòu)體(struct)是一種自定義的變量類型，完全由我們自由發(fā)揮，自己定制(走的是“高級(jí)定制”的路線啊)，與 int，double 等基礎(chǔ)變量類型有所區(qū)別。結(jié)構(gòu)體的使用可以讓我們的 C語言程序更加靈活，可以做更多事。

結(jié)構(gòu)體里包含成員變量，通常是基礎(chǔ)變量類型的變量，如 int，double 等變量，但也可以有指針變量，數(shù)組，甚至其他的結(jié)構(gòu)體變量。

為了訪問到結(jié)構(gòu)體的成員變量，我們可以用普通的結(jié)構(gòu)體方式訪問：結(jié)構(gòu)體變量名稱.成員變量名(中間用一個(gè)“點(diǎn)”連接)。

我們也可以用特別簡(jiǎn)便的結(jié)構(gòu)體指針的方式來訪問結(jié)構(gòu)體的成員變量：結(jié)構(gòu)體指針變量名->成員變量名(中間用一個(gè)“箭頭”連接)。

union(“共用體”，或“聯(lián)合”)和 struct 的最大不同就是：union 的大小是其中容量最大的那個(gè)成員變量的大小，而結(jié)構(gòu)體的大小是每一個(gè)成員變量的總和(還要考慮內(nèi)存對(duì)齊)。union 一次只能取其中一個(gè)變量。

enum(枚舉)一次只能取其中的一個(gè)成員的值，這一點(diǎn)和 union 有些類似。但是 enum 的成員都是常量，而不是變量。而且 enum 的成員如果沒有指定數(shù)值，編譯器會(huì)按照遞增順序?yàn)槊恳粋€(gè)變量賦值，從 0 開始。

8. 第二部分第七課預(yù)告

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今天的課就到這里，一起加油吧！

下一課：C語言探索之旅 | 第二部分第七課：文件讀寫

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作者：謝恩銘
出處：公眾號(hào)「程序員聯(lián)盟」
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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的c语言 如何创建adt_C语言探索之旅 | 第二部分第六课：创建你自己的变量类型的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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