C语言结构体(struct)常见使用方法
目錄
結構體聲明與定義
結構體變量及其內部成員變量的定義及訪問
引用(C++)、指針和數組
結構體嵌套
結構體與函數傳參
占用內存空間
變長結構體
基本定義:結構體,通俗講就像是打包封裝,把一些有共同特征(比如同屬于某一類事物的屬性,往往是某種業務相關屬性的聚合)的變量封裝在內部,通過一定方法訪問修改內部變量。具體一點說,結構體是讓一些很散的數據變得很整,不管是網絡傳輸,還是函數傳參,還是為了便于你肉眼管理。
一個函數,你想傳入一個參數void func(),就需要改一下函數定義,加一個數據類型和數據名void func(int i);又想加一個參數,又改一遍void func(int i,double b);如此往復。但是用一個結構體(或者類對象)傳入,這個函數定義就可以不改動了,只改結構體就好了,比如一個游戲,你的人物屬性有成百上千,你只需要修改你的類與結構體成員就好了。
(因為C++和C有共通之處,但是在結構體上的某些機制又有所不同,所以后邊提了一下C++得東西,不喜歡可以略過,但是2021年了,用純C的人估計要消失了吧,尤其新人)
結構體聲明與定義
第一種:只有結構體定義
struct stuff{char job[20];int age;float height; };第二種:附加該結構體類型的“結構體變量”的初始化的結構體定義
//直接帶變量名Huqinwei struct stuff{char job[20];int age;float height; }Huqinwei;也許初期看不習慣容易困惑,其實這就相當于兩步合并一步:先定義結構體stuff,再定義變量Huqinwei
struct stuff{char job[20];int age;float height; }; struct stuff Huqinwei;第三種:匿名結構體
如果該結構體你只用一個變量Huqinwei,而不再需要用來定義第二個變量。
struct stuff yourname;那么,附加變量初始化的結構體定義還可進一步簡化出第三種:
把結構體名稱去掉,用匿名結構體直接定義一個結構體對象(習慣用對象這詞了,大家都要習慣,沒有人用純C了),這樣更簡潔,不過也不能定義其他同類型結構體變量了(除非用typeof再逆向找到這個類型。)
struct{//匿名結構體char job[20];int age;float height; }Huqinwei;//變量Huqinweiint main(){struct Huqinwei little_h;//錯誤,Huqinwei是一個匿名結構體類型的變量,而不是一個結構體類型,struct Huqinwei用法不成立}第三種附加:使用typeof重新找到匿名結構體變量HU的結構體,來定義HU3
并且定義指針ptr1,ptr2
只是理論上可以這樣干,但是實際不推薦這樣,不可讀,無法維護。所以可以無視這種用法,最好是定義struct aa{int a;},而不是定義struct {int a;}aa; 前者是結構體類型,后者是結構體變量。
#include <stdio.h>struct {char a;short b;int c; }HU;struct {char a;short b;int c; }HU2;int main(){printf("%ld\n",sizeof(HU));typeof(HU) HU3;printf("%ld\n",sizeof(HU3));printf("%ld\n",sizeof(HU2));typeof(HU) *ptr1 = &HU;typeof(HU) *ptr2 = &HU3;ptr2->b = 444;printf("%d\n",ptr2->b);ptr1 = ptr2;printf("%d\n",ptr1->b);}同樣的寫法,再定義一個結構體成員HU2,他們的“類型”不同,因為如果類型相同,肯定會報錯了,實際并沒有報。
不過內存操作角度,HU2和HU應該沒有任何區別,也可以用指針強行更改,前提是確認安全,比如沒有不同文件不同平臺對齊不兼容這種問題,所以C很萬能,也很危險
結構體變量及其內部成員變量的定義及訪問
繞口吧?要分清結構體變量和結構體內部成員變量的概念。
就像剛才的第二種提到的,結構體變量的聲明可以用:
struct stuff yourname;其成員變量的定義可以隨聲明進行:
struct stuff Huqinwei = {"manager",30,185};也可以考慮結構體之間的“賦值”(拷貝構造):
struct stuff faker = Huqinwei; //或 struct stuff faker2; // faker2 = faker; 打印,可見結構體的每一個成員變量一模一樣如果不使用上邊兩種方法,那么成員數組的操作會稍微麻煩(用for循環可能好點)
Huqinwei.job[0] = 'M';Huqinwei.job[1] = 'a';Huqinwei.age = 27;Huqinwei.height = 185;結構體成員變量的訪問除了可以借助符號".",還可以用"->"訪問(下邊會提)。
引用(C++)、指針和數組
首先是引用和指針:
struct stuff{char job[20];int age;float height; };int main() {struct stuff huqinwei987;//定義stuff結構體的變量huqinwei987struct stuff &ref = huqinwei987;//定義huqinwei987的引用refref.age = 100;//通過ref修改huqinwei987的變量//打印對比printf("huqinwei987.age is %d\n",huqinwei987.age);printf("ref.age is %d\n",ref.age);struct stuff *ptr = &huqinwei987;//定義到huqinwei987的指針ptr->age = 200;//通過指針修改huqinwei987的變量//打印對比printf("huqinwei987.age is %d\n",huqinwei987.age);printf("ptr->age is %d\n",ptr->age);//既然都寫了,把指針引用也加上吧struct stuff *&refToPtr = ptr;//定義到指針ptf的引用,通過指針引用修改huqinwei987的變量refToPtr->age = 300;printf("huqinwei987.age is %d\n",huqinwei987.age);printf("refToPtr->age is %d\n",refToPtr->age);}更正:之前給引用的初始化語句寫錯了,而且沒注明引用是純C中沒有的東西(在這么個以C為幌子的博客中)。
引用是C++特有的一個機制,必須靠編譯器支撐,至于引用轉換到C中本質是什么,我有個帖子寫過
?
結構體也不能免俗,必須支持數組:
//結構體中數組變量定義方法 struct test{int array[3];int val; }; //對于數組和變量同時存在的情況,有如下定義方法:struct test student[3] = {{{66,77,55},0},{{44,65,33},0},{{46,99,77},0}}; //特別的,可以簡化成:struct test student[3] = {{66,77,55,0},{44,65,33,0},{46,99,77,0}};結構體嵌套
結構體嵌套其實沒有太意外的東西,只要遵循一定規律即可:
//對于“一錘子買賣”,只對最終的結構體變量感興趣,其中A、B也可刪,不過最好帶著 struct A{ struct B{int c;}b; } a; //使用如下方式訪問: a.b.c = 10;特別的,可以一邊定義結構體B,一邊就使用上:
struct A{struct B{int c;}b;struct B sb; }a;使用方法與測試:
a.b.c = 11;printf("%d\n",a.b.c);a.sb.c = 22;printf("%d\n",a.sb.c); 結果無誤。但是如果嵌套的結構體B是在A內部才聲明的,并且沒定義一個對應的對象實體b,這個結構體B的大小還是不算進結構體A中。
結構體與函數傳參
關于傳參,首先,把結構體中的int成員變量當做和普通int變量一樣的東西來使用(當做函數參數),是不用腦子就想到的一種方法,如下:
void func(int); func(a.b.c);另外的主要用法就是傳遞副本和指針了 :
//20210805更新:用了能完整跑通的代碼,降低了文章前后所需的連貫性,避免讀者拼接代碼編譯不過——https://mp.csdn.net/mp_blog/creation/editor/23625823 struct A {struct B {int c;}b;struct B sb; }a;//設立了兩個函數,分別傳遞struct A結構體和其指針。 void func1(struct A a) {//復制結構體printf("%d\n", a.b.c); } void func2(struct A* a) {//傳遞結構體指針printf("%d\n", a->b.c); } void func3(struct A& a) {//進階:傳遞結構體引用,效用上近似結構體指針,但訪問形式不同于指針printf("%d\n", a.b.c); } int main() {a.b.c = 112;struct A * pa;pa = &a;func1(a);func2(&a);func2(pa);func3(a); }20220222針對評論更新:結構體與int型在參數傳遞過程中沒有本質區別,雖然他可以包含int型,但是它也和int型“平等”,都是一個“對象”,這里可以把int叫做內建類型(built-in)。傳參方面,都分傳副本和傳指針兩種,前者是右值,需要復制,后者是左值,傳遞地址即可修改原值。C語言結構體(struct)常見使用方法_huqinwei的專欄-CSDN博客_c struct。
占用內存空間
struct結構體,在結構體定義的時候不能申請內存空間,不過如果是結構體變量,聲明的時候就可以分配——兩者關系就像C++的類與對象,對象才分配內存(不過嚴格講,作為代碼段,結構體定義部分“.text”真的就不占空間了么?當然,這是另外一個范疇的話題)。
結構體的大小通常(只是通常)是結構體所含變量大小的總和,下面打印輸出上述結構體的size:
printf("size of struct man:%d\n",sizeof(struct man));printf("size:%d\n",sizeof(Huqinwei)); 結果毫無懸念,都是28:分別是char數組20,int變量4,浮點變量4.下邊說說不通常的情況:
對于結構體中比較小的成員,可能會被強行對齊,造成空間的空置,這和讀取內存的機制有關,為了效率。通常32位機按4字節對齊,小于的都當4字節,有連續小于4字節的,可以不著急對齊,等到湊夠了整,加上下一個元素超出一個對齊位置,才開始調整,比如3+2或者1+4,后者都需要另起(下邊的結構體大小是8bytes),相關例子就多了,不贅述。
struct s { char a; short b; int c; }相應的,64位機按8字節對齊。不過對齊不是絕對的,用#pragma pack()可以修改對齊,如果改成1,結構體大小就是實實在在的成員變量大小的總和了。
補一個代碼,壓入1字節對齊,定義s,然后彈出,使用默認,定義s2,兩個結構體大小分別為7和8
和C++的類不一樣,結構體不可以給結構體內部變量初始化,。
如下,為錯誤示范:
#include<stdio.h> //直接帶變量名Huqinwei struct stuff{ // char job[20] = "Programmer"; // char job[]; // int age = 27; // float height = 185; }Huqinwei;PS:結構體的聲明也要注意位置的,作用域不一樣。
C++的結構體變量的聲明定義和C有略微不同,說白了就是更“面向對象”風格化,要求更低。
變長結構體
變長結構體應該越來越不常見了,考慮二八法則和學習效率(和本文闡述的清晰程度),建議可以跳過,收藏,以后再研究。
可以變長的數組
#include <stdio.h> #include <malloc.h> #include <string.h> typedef struct changeable{int iCnt;char pc[0]; }schangeable;main(){printf("size of struct changeable : %d\n",sizeof(schangeable));schangeable *pchangeable = (schangeable *)malloc(sizeof(schangeable) + 10*sizeof(char));printf("size of pchangeable : %d\n",sizeof(pchangeable));schangeable *pchangeable2 = (schangeable *)malloc(sizeof(schangeable) + 20*sizeof(char));pchangeable2->iCnt = 20;printf("pchangeable2->iCnt : %d\n",pchangeable2->iCnt);strncpy(pchangeable2->pc,"hello world",11);printf("%s\n",pchangeable2->pc);printf("size of pchangeable2 : %d\n",sizeof(pchangeable2)); }運行結果
size of struct changeable : 4 size of pchangeable : 4 pchangeable2->iCnt : 20 hello world size of pchangeable2 : 4如上,本例中變長結構體本身長度就是一個int的長度(這個int值通常只為了方便表示后邊的數組長度),而后邊的數組長度不計算在內,但是該數組可以直接使用。
(說后邊是個指針吧?指針也占長度!這個是不占的!原理很簡單,這個東西完全是數組后邊的尾巴,malloc開辟的是一片連續空間。其實這不應該算一個機制,感覺應該更像一個技巧吧)
20191113:這塊可能有點抽象?建議去了解一下手動開辟空間malloc和指針相關知識,所謂“變長結構體”,不是一個你理解的結構體!至少不是按正常結構體用的,他像是一個邏輯性的概念,空間是malloc開辟的,結構體是以指針形式存在的“虛擬”的概念,簡單說,這個“結構體”不在棧空間!
20160405補充:
非彈性數組不能用"char a[]"這種形式定義彈性(flexible)變量,必須明確大小。
彈性數組在結構體中,下面的形式是唯一允許的:
struct s {int a;char b[] ; };順序顛倒會讓b和a數據重合,會在編譯時不通過。
char b[] = "hell";也不行(C和C++都不行)
少了整型變量a又會讓整個結構體長度為0,compiler不允許編譯通過!不同的是,其實C++形式上是允許空結構體的,本質上是通過機制避免了純空結構體和類對象,自動給空結構體對象分配一個字節(sizeof()返回1)方便區分對象,避免地址重合!所以呢,C如果有空結構體,定義兩個(或一打,或干脆一個數組)該結構體的變量(對象),地址是完全一樣的!·!!!!!!!!調試看程序運行,這些語句其實都被當屁放了,根本沒有運行,沒有實際意義,C壓根不支持空結構體這種東西(或者說我也沒想好什么場合有用)
struct s2 { // char a[] = "hasd" ; // int c; }; int main() {struct s2 s22;struct s2 s23;struct s2 s24;struct s2 s25; }
例外的是,C++唯獨不給帶彈性數組的結構體分配空間(可能怕和變長結構體機制產生某種沖突,比如大小怎么算):
C++中兩者是不一樣的,空的結構體反而“大”(sizeof()返回1)
?
20160321補充:這個機制利用了一個非常重要的特性——數組和指針的區別!數組和指針在很多操作上是一樣的,但是本質不一樣。最直觀的,指針可以改指向,數組不可以,因為數組占用的每一個內存地址都用來保存變量或者對象,而指針占用的內存地址保存的是一個地址,數組沒有單獨的保存指向地址的這樣一個結構。數組的位置是固定的,正如指針變量自身的位置也是固定的,改的是指針的值,是指向的目標地址,而因為數組不存儲目標地址,所以改不了指向。企圖把地址強制賦值給數組的話,也只是說把指針賦值給數組,類型不兼容。
一句話概括:變長數組用在哪?可能用在一些網絡傳輸和自定義協議的場景中,先讀取int count,知道數組有多長,然后把數組中數據取出。
2022-03-18? ? ? ?01:03
結構體的簡單初始化方法:
直接用花括號初始化,類似構造函數,auto res為自動類型接受s1返回結果。
#include <iostream> struct s1{int i1;double d1;bool b1; };int main (){auto res = s1{4,2.2,true};std::cout << res.d1<<std::endl;; }=========================================================================
那么熟悉了常用方法,都要注意哪些常犯錯誤呢,見C語言結構體常見錯誤。
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的C语言结构体(struct)常见使用方法的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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