全面復(fù)盤C語(yǔ)言struct 與 union
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struct 結(jié)構(gòu)體
struct即結(jié)構(gòu)體,C程序中經(jīng)常需要用相關(guān)的不同類型的數(shù)據(jù)來(lái)描述一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象。例如,描述學(xué)生的綜合信息時(shí),需要使用學(xué)生的學(xué)號(hào)、姓名、性別等不同類型的數(shù)據(jù)時(shí),像這種數(shù)據(jù)類型總是在一起出現(xiàn),那么我們不如把這些變量裝入同一個(gè)“文件夾”中,這時(shí)用的關(guān)鍵字struct聲明的一種數(shù)據(jù)類型就是表示這個(gè)“文件夾”的使用。那么在說(shuō)明和使用之前必須先定義它,也就是構(gòu)造它。如同在說(shuō)明和調(diào)用函數(shù)之前要先定義一樣。
結(jié)構(gòu)體是一種集合,它里面包含了多個(gè)變量或數(shù)組,它們的類型可以相同,也可以不同,每個(gè)這樣的變量或數(shù)組都稱為結(jié)構(gòu)體的成員,結(jié)構(gòu)體也是一種數(shù)據(jù)類型,它由程序員自己定義,可以包含多個(gè)其他類型的數(shù)據(jù),成員又稱為成員變量,它是結(jié)構(gòu)體所包含的若干個(gè)基本的結(jié)構(gòu)類型,必須用“{}”括起來(lái),并且要以分號(hào)結(jié)束,每個(gè)成員應(yīng)表明具體的數(shù)據(jù)類型,成員一般用名字訪問(wèn)。結(jié)構(gòu)體和數(shù)組類似,也是一組數(shù)據(jù)的集合,整體使用沒(méi)有太大的意義。數(shù)組使用下標(biāo)[ ]獲訪問(wèn)元素,結(jié)構(gòu)體使用點(diǎn)號(hào).訪問(wèn)單個(gè)成員。通過(guò)這種方式可以獲取成員的值,也可以給成員賦值
數(shù)組:a[0]=10; 結(jié)構(gòu)體:today.day (指針結(jié)構(gòu)體用->訪問(wèn))結(jié)構(gòu)體的成員可以包含其他結(jié)構(gòu)體,也可以包含指向自己結(jié)構(gòu)體類型的指針,而通常這種指針的應(yīng)用是為了實(shí)現(xiàn)一些更高級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如鏈表和樹(shù)等。
聲明定義結(jié)構(gòu):
struct關(guān)鍵字+結(jié)構(gòu)體的標(biāo)志名+大括號(hào)里邊是成員+}后面的聲明此結(jié)構(gòu)變量+末尾分號(hào),一般有這些:
struct week{定義一int x;char y;};struct week p1,p2;//聲明變量p1,p2,里邊都是week的值//里邊有x和y的值//用.訪問(wèn) :p1.x p2.x// p1.y, p2.ystruct{定義二int x;char y;}p1,p2;//在這里聲明變量//p1和p2都是一種無(wú)名結(jié)構(gòu),// 里邊有X和y 訪問(wèn)一樣用.struct week {定義三int x;int y;}p1,p2;//常用的一種結(jié)構(gòu)定義聲明形式對(duì)于第一和第三種形式,都聲明了結(jié)構(gòu)名week,但是第二種沒(méi)有聲明結(jié)構(gòu)名,只是定義了兩個(gè)結(jié)構(gòu)變量,這種叫無(wú)名結(jié)構(gòu)無(wú)名結(jié)構(gòu): 可以定義無(wú)名結(jié)構(gòu)體類型的變量。編譯器對(duì)無(wú)名結(jié)構(gòu)體的處理是隨機(jī)生成一個(gè)不重復(fù)的變量名。無(wú)名結(jié)構(gòu)的定義方式就是定義無(wú)名結(jié)構(gòu)體時(shí)必須定義該結(jié)構(gòu)體類型的至少一個(gè)變量。優(yōu)點(diǎn):無(wú)名結(jié)構(gòu)體的妙用就是可以避免相同類型的結(jié)構(gòu)體的重復(fù)定義,這樣可以對(duì)每一個(gè)具體類型的隊(duì)列都可以定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體來(lái)管理該隊(duì)列的頭尾指針,即使定義多個(gè)相同具體類型的隊(duì)列也不會(huì)引發(fā)重復(fù)定義的編譯錯(cuò)誤。這樣定義了兩個(gè)隊(duì)列,其元素類型均為int類型,同時(shí)各得到了一個(gè)維護(hù)隊(duì)列頭尾指針的結(jié)構(gòu)體缺點(diǎn):這里定義了一個(gè)無(wú)名的結(jié)構(gòu)體,同時(shí)聲明了三個(gè)此種類型的變量。但是,因?yàn)闆](méi)有名字,我們?cè)谶@句之后,無(wú)法內(nèi)再定義與那三種變量相同類型的變量了。除非你再容次去定義一個(gè)這樣的相同的結(jié)構(gòu)體類型。還有一個(gè)重要的原因就是沒(méi)有辦法在其他位置定義我們所需要的結(jié)構(gòu)體變量,每次需要新定義結(jié)構(gòu)體變量的時(shí)候都必須要找到最開(kāi)始結(jié)構(gòu)體代碼書(shū)寫(xiě)的位置才能定義新的結(jié)構(gòu)體所以實(shí)際編程中無(wú)名結(jié)構(gòu)并不常用
注意:
1、結(jié)構(gòu)體本身并不會(huì)被作為數(shù)據(jù)而開(kāi)辟內(nèi)存,真正作為數(shù)據(jù)而在內(nèi)存中存儲(chǔ)的是這種結(jié)構(gòu)體所定義的變量。
2、先聲明結(jié)構(gòu)體類型,再定義該類型的變量,聲明結(jié)構(gòu)體類型,不分配空間定義結(jié)構(gòu)體類型變量,就要分配內(nèi)存空間
3、量使用占為少的類型,如,在可能的時(shí)候使用short代替int,按數(shù)據(jù)類型本身占用的位置從大到小排
4、除了可以對(duì)成員進(jìn)行逐一賦值,也可以在定義時(shí)整體賦值:p1={struct week}{5,10}; 相當(dāng)于 p1.x=5,p1.y=10;
p1=p2 表示 p1.x=p2.x , p1.y=p2.y; 不過(guò)整體賦值僅限于定義結(jié)構(gòu)體變量的時(shí)候,在使用過(guò)程中只能對(duì)成員逐一賦值
5、結(jié)構(gòu)體變量不能相加,相減,也不能相互乘除,但結(jié)構(gòu)體可以相互賦值,也就是說(shuō),可以將一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量賦值給另一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量。但是前提是這兩個(gè)結(jié)構(gòu)體變量的結(jié)構(gòu)體類型必須相同
結(jié)構(gòu)體的運(yùn)算:要訪問(wèn)整個(gè)結(jié)構(gòu),直接用結(jié)構(gòu)變量的名字,對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu),可以做賦值,取地址,也可以傳遞給函數(shù)參數(shù)
結(jié)構(gòu)體數(shù)值
嵌套的結(jié)構(gòu)體:
struct week{int x;int y;strcut week at;//在結(jié)構(gòu)體又定義了名為at的一個(gè)和week同樣參數(shù)的結(jié)構(gòu)體變量//其中可以用.運(yùn)算符訪問(wèn) see.at.x see.at.y}see;但是其實(shí)這樣的方式是不建議(非法)的,因?yàn)檫@種聲明實(shí)際上是一個(gè)無(wú)限循環(huán),成員at是一個(gè)結(jié)構(gòu)體,at的內(nèi)部還會(huì)有成員是結(jié)構(gòu)體,依次下去,無(wú)線循環(huán)。在分配內(nèi)存的時(shí)候,由于無(wú)限嵌套,也無(wú)法確定這個(gè)結(jié)構(gòu)體的長(zhǎng)度,所以這種方式是非法的正確的方式是使用《結(jié)構(gòu)體指針》,因?yàn)橹羔樀拈L(zhǎng)度是確定的:struct week{int x;int y;strcut week *at;//在結(jié)構(gòu)體內(nèi)定義了一個(gè)指向和week一樣類型的結(jié)構(gòu)指針}see; 但是注意用指針訪問(wèn)時(shí)要用->運(yùn)算符 see.at->x
結(jié)構(gòu)體相互引用:
一個(gè)結(jié)構(gòu)體A中包含一個(gè)或多個(gè)與結(jié)構(gòu)體B相關(guān)的成員, 且結(jié)構(gòu)體B中也包含一個(gè)或多個(gè)與結(jié)構(gòu)體A相關(guān)的成員稱為結(jié)構(gòu)體的互引用.
但是要注意: 如果已經(jīng)定義了兩個(gè)結(jié)構(gòu)A和B ,在定義結(jié)構(gòu)體A的成員b時(shí),結(jié)構(gòu)體B對(duì)A還未可見(jiàn),故此時(shí)編譯器會(huì)報(bào)數(shù)據(jù)類型B未定義
解決的辦法是使用不完整聲明:
strcut A;//不完整聲明strcut B;//不完整聲明strcut _A{ strcut _B{int x; int x;int y; int y;struct _B a; struct _A b; //在結(jié)構(gòu)B中定義了一個(gè)名為b的和A結(jié)構(gòu)一樣類型的結(jié)構(gòu)變量//其中可以用點(diǎn)訪問(wèn) A.a.x B.b.x}A; }B;//但是注意這種方式犯了一個(gè)和上面第一個(gè)嵌套結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤,就是結(jié)構(gòu)體A和B都是直接包含了對(duì)方,正確的用法還是使用指針:strcut _A{ strcut _B{int x; int x;int y; int y;struct _B *a; struct _A *b; //在結(jié)構(gòu)B中定義了一個(gè)名為b的和A結(jié)構(gòu)一樣類型的結(jié)構(gòu)指針//其中指針要用->訪問(wèn) A.a->x B.b->x}A; }B;//但是注意這種方式犯了一個(gè)和上面第一個(gè)嵌套結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤,就是結(jié)構(gòu)體A和B都是直接包含了對(duì)方,正確的用法還是使用指針:strcut _A{ strcut _B{int x; int x;int y; int y;struct _B *a; struct _A *b; //在結(jié)構(gòu)B中定義了一個(gè)名為b的和A結(jié)構(gòu)一樣類型的結(jié)構(gòu)指針//其中指針要用->訪問(wèn) A.a->x B.b->x}A; }B;//所以使用互引用要注意:至少有一個(gè)結(jié)構(gòu)必須在另一個(gè)結(jié)構(gòu)體中以指針的形式被引用。
結(jié)構(gòu)體函數(shù)與函數(shù)參數(shù)
結(jié)構(gòu)體做函數(shù)形參:
整個(gè)結(jié)構(gòu)可以作為參數(shù)的值傳入函數(shù),這時(shí)候是在函數(shù)內(nèi)新建一個(gè)結(jié)構(gòu)變量,并復(fù)制調(diào)用者結(jié)構(gòu)的值,也可以返回一個(gè)值,這和數(shù)組完全不同
用結(jié)構(gòu)體變量作實(shí)參時(shí),采取的也是“值傳遞”方式,將 結(jié)構(gòu)體變量所占的內(nèi)存單元的內(nèi)容(結(jié)構(gòu)體變量成員列表) 全部順序傳遞給形參,這里形參也得是結(jié)構(gòu)體變量。
typedef struct _node {int n;char a[100];}NODE;void add(NODE a);//這種形式只是用來(lái)做值的傳遞int main(void) {//以傳值方式傳遞結(jié)構(gòu)需要對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)做一份拷貝NODE t;scanf("%d %d", &t.a[0], &t.n);//輸入1 3printf("1-%d %d\n",t.a[0],t.n);//輸出 1 3add(t);printf("3-%d %d\n", t.a[0], t.n);//輸出1 3//也就是說(shuō)在add函數(shù)里邊做修改根本就影響不了主函數(shù)這邊的值}void add(NODE a) {a.a[0] = 100;//在這里能接受到NODE結(jié)構(gòu)里邊的成員a.n = 666;printf("2-%d %d\n", a.a[0], a.n);//輸出100 666}****//解決辦法是用指針(也是經(jīng)常用的方式):****typedef struct _node {int n;char a[100];}NODE;int add(NODE a);//這種形式只是用來(lái)做值的傳遞int main(void) {//以傳值方式傳遞結(jié)構(gòu)需要對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)做一份拷貝NODE t;scanf("%d %d", &t.a[0], &t.n);//輸入1 3printf("1-%d %d\n",t.a[0],t.n);//輸出 1 3add(&t);//這里傳進(jìn)去的是t的地址printf("3-%d %d\n", t.a[0], t.n);//輸出100 666//傳進(jìn)去的是地址,所以就可以達(dá)到訪問(wèn)同一個(gè)變量的操作}int add(NODE *) {//定義一個(gè)結(jié)構(gòu)指針a.a[0] = 100;//在這里能接受到NODE結(jié)構(gòu)里邊的成員a.n = 666;printf("2-%d %d\n", a.a[0], a.n);//輸出100 666return a;//這里返回的是指針 所以能達(dá)到訪問(wèn)主函數(shù)里邊調(diào)用的值//使用指針才可以用返回值}//常用的方式
另一種做法
結(jié)構(gòu)體做函數(shù):
/*上面的第一個(gè)的方案,把一個(gè)結(jié)構(gòu)傳入了函數(shù),然后在函數(shù)中操作,但是沒(méi)有返回回去問(wèn)題在于傳入函數(shù)的是外面那個(gè)結(jié)構(gòu)的克隆體,而不是指針,傳入結(jié)構(gòu)和傳入數(shù)組是不同的,解決辦法是在這個(gè)輸入函數(shù)中,在里邊創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)的結(jié)構(gòu)變量,然后把這個(gè)結(jié)構(gòu)返回給調(diào)用者*/typedef struct _node {int x;int y;}NODE;struct _node add();//定義結(jié)構(gòu)類型的函數(shù)int main(void) {NODE a;a.x = 0;a.y = 0;printf("1-%d %d\n", a.x, a.y);// 0 0a = add();//函數(shù)調(diào)用 /把n的值又返回到aprintf("3-%d %d\n", a.x, a.y);//所以在這里的時(shí)候值已經(jīng)被改變return 0;}struct _node add() {NODE n;scanf("%d", &n.x);//輸入1 3scanf("%d", &n.y);printf("2-%d %d\n", n.x, n.y);//在這里的時(shí)候賦值就成功了//return n;//把n的值帶回出去}//這種方法也能達(dá)到“改變"的效果,但是往往開(kāi)銷內(nèi)存較大,所以一般情況都是使用指針比較方便
用結(jié)構(gòu)體變量名作參數(shù),這種傳遞方式是單向的,如果在執(zhí)行被調(diào)函數(shù)期間改變了形參(也是結(jié)構(gòu)體變量)的值,該值不能返回主調(diào)函數(shù),這往往造成使用上的不便,因此一般少用這種方法。
和本地變量一樣。在函數(shù)內(nèi)部聲明的結(jié)構(gòu)只能在函數(shù)內(nèi)部使用,所以通常在函數(shù)外部聲明一個(gè)結(jié)構(gòu)類型的,這樣就可以被多個(gè)函數(shù)所使用
//結(jié)構(gòu)做函數(shù)參數(shù)例子 (輸入今天計(jì)算明天)struct date {int year;int month;int day;};bool If(struct date p);//判斷是否是閏年int number(struct date c);//判斷是否是此月最后一天int main(void) {struct date today,tomorrow;printf("年-月-日\(chéng)n");scanf("%d %d %d", &today.year, &today.month, &today.day);//前面兩個(gè)判斷 是否此月最后一天 是否此年此月最后一天if (today.day==number(today)&&today.month!=12) {//首月1號(hào)tomorrow.day = 1;tomorrow.month =today.month+1;tomorrow.year = today.year;}else if (today.day == number(today) && today.month == 12) {//下一年tomorrow.day = 1;tomorrow.month = 1;tomorrow.year =today.year+1;}else {tomorrow.day =today.day+1;tomorrow.month = today.month;tomorrow.year = today.year;}printf("明天是%d-%d-%d\n", tomorrow.year, tomorrow.month, tomorrow.day);return 0;}int number(struct date c)//這里的形參接收的today結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù){int day;const int a[12] = { 31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };//這個(gè)月最大的天數(shù)if (c.month==22&&If(c)) {//查看是否是二月并且是潤(rùn)年day = 29;//是潤(rùn)年}else {day = a[c.month - 1];}return day;}bool If(struct date p) {//這里的形參接收的today結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)//潤(rùn)年的特點(diǎn),能被4整除,但不能被100整數(shù),能被100整除,但是不能被400整除if (p.year % 4 == 0 && p.year / 100 != 0 || p.year % 400 == 0) {return true;}else {return false;}}
//結(jié)構(gòu)體做函數(shù)例子 (計(jì)算下一秒)struct time {int hour;int minute;int second;};struct time times(struct time now);//利用結(jié)構(gòu)做函數(shù)返回值,形參也是使用結(jié)構(gòu)體做為傳值int main(void) {struct time nows[5] = {{11,50,20},{13,25,59},{12,59,59},{23,59,59},{00,00,00},};int i;for (i = 0; i < 5; i++) {printf("時(shí)間是 %d:%d:%d\n", nows[i].hour, nows[i].minute, nows[i].second);nows[i] = times(nows[i]);printf("下一秒是 %d:%d:%d\n", nows[i].hour, nows[i].minute, nows[i].second);}return 0;}struct time times(struct time now) {now.second++;if (now.second == 60) {//60秒now.minute++;now.second = 0;if (now.minute == 60)//60分{now.hour++;now.minute = 0;now.second = 0;if (now.hour == 24) {//零點(diǎn)now.hour=0;now.minute = 0;now.second = 0;}}}return now;//返回類型必須也函數(shù)類型一致,換句話說(shuō)只有結(jié)構(gòu)體類型才能返回結(jié)構(gòu)體類型}
結(jié)構(gòu)體數(shù)組
結(jié)構(gòu)體數(shù)組,是指數(shù)組中的每個(gè)元素都是一個(gè)結(jié)構(gòu)體。在實(shí)際應(yīng)用中,C語(yǔ)言結(jié)構(gòu)體數(shù)組常被用來(lái)表示一個(gè)擁有相同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的群體,比如一個(gè)班的學(xué)生、一個(gè)車間的職工等。結(jié)構(gòu)體可以存儲(chǔ)不同的數(shù)據(jù)類型,將他們互相聯(lián)系起來(lái)。結(jié)構(gòu)體數(shù)組可以連續(xù)存儲(chǔ)多個(gè)結(jié)構(gòu)體,和數(shù)組作用相似。比如想定義同一個(gè)最小外接矩形的四個(gè)坐標(biāo)值,并給予這個(gè)矩形一個(gè)特征編號(hào)。當(dāng)需要存儲(chǔ)多個(gè)最小外接矩形的信息時(shí),就需要?jiǎng)討B(tài)申請(qǐng)一個(gè)結(jié)構(gòu)體數(shù)組
定義結(jié)構(gòu)體數(shù)組的方法很簡(jiǎn)單,同定義結(jié)構(gòu)體變量是一樣的,只不過(guò)將變量改成數(shù)組。或者說(shuō)同前面介紹的普通數(shù)組的定義是一模一樣的:struct student tp[10]; 這就定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)體數(shù)組,共有 10 個(gè)元素,每個(gè)元素都是一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量,都包含所有的結(jié)構(gòu)體成員。
結(jié)構(gòu)體數(shù)組的初始化與前面講的數(shù)值型數(shù)組的初始化也是一樣的,數(shù)值型數(shù)組初始化的方法和需要注意的問(wèn)題在結(jié)構(gòu)體數(shù)組的初始化中同樣適用,因?yàn)椴还苁菙?shù)值型數(shù)組還是結(jié)構(gòu)體數(shù)組都是數(shù)組。
//例子: //尋找學(xué)生中 學(xué)號(hào)最大的struct STU{char name[20];int age;char sex[20];char num[20];};void OutputSTU(struct STU stu[]); //函數(shù)聲明, 該函數(shù)的功能是輸出成績(jī)最大的學(xué)生信息int main(void){int i;struct STU stu[5];for (i = 0; i < 2; ++i){printf("請(qǐng)按照名字、年齡、性別、學(xué)號(hào)(1-9數(shù)字)輸入第%d個(gè)學(xué)生的信息:", i + 1);scanf("%s %d %s %s", stu[i].name, &stu[i].age, stu[i].sex, stu[i].num);/*%c前面要加空格, 不然輸入時(shí)會(huì)將空格賦給%c*/}OutputSTU(stu);return 0;}void OutputSTU(struct STU stu[]){struct STU stumax = stu[0];//讓臨時(shí)結(jié)構(gòu)stumax保存第一個(gè)學(xué)生的信息int j;for (j = 1; j < 2; ++j)//第一個(gè)學(xué)生依次和后面的學(xué)生比較{if (strcmp(stumax.num, stu[j].num) < 0) //strcmp函數(shù)的使用 s1>s2:1 s1<s2:-1{stumax = stu[j];//讓臨時(shí)結(jié)構(gòu)保存那個(gè)學(xué)生的信息}}printf("學(xué)生姓名:%s 學(xué)生年齡:%d 學(xué)生性別:%s 學(xué)生分?jǐn)?shù):%s\n", stumax.name, stumax.age, stumax.sex, stumax.num);}
結(jié)構(gòu)體指針
和數(shù)組不同,結(jié)構(gòu)變量的名字并不是結(jié)構(gòu)變量的地址,必須使用&運(yùn)算符 strcut node *tp=&nb; 指針一般用->訪問(wèn)結(jié)構(gòu)體里邊的成員
指針變量非常靈活方便,可以指向任一類型的變量 ,若定義指針變量指向結(jié)構(gòu)體類型變量,則可以通過(guò)指針來(lái)引用結(jié)構(gòu)體類型變量。
struct node{int x;int y;}my;int main(void) {struct node *p = &my;//定義了一個(gè)指針p指向了my的結(jié)構(gòu)體p->x = 11;//這是一種訪問(wèn)方式(常用的方式)(*p).x = 12;//這是第二種方式,printf("%d", p->x);//輸出是12}以下 2 種形式是等價(jià)的:(*指針變量).成員名。指針變量->成員名。其中第 2 種方式很重要,通常都是使用這種方式,另外兩種方式用得不多。后面講鏈表的時(shí)候用的也都是第 3 種方式。
這里說(shuō)明:結(jié)構(gòu)體和結(jié)構(gòu)體變量是兩個(gè)不同的概念:結(jié)構(gòu)體是一種數(shù)據(jù)類型,是一種創(chuàng)建變量的模板,編譯器不會(huì)為它分配內(nèi)存空間,就像 int、float、char 這些關(guān)鍵字本身不占用內(nèi)存一樣;結(jié)構(gòu)體變量才包含實(shí)實(shí)在在的數(shù)據(jù),才需要內(nèi)存來(lái)存儲(chǔ)。所以用一個(gè)結(jié)構(gòu)體去取一個(gè)結(jié)構(gòu)體名的地址,這種寫(xiě)法是錯(cuò)誤的,也不能將它賦值給其他變量。
struct point {int x;int y;};struct point *gt(struct point*p);//結(jié)構(gòu)指針函數(shù)void print(const struct point *p);//結(jié)構(gòu)指針void out(struct point p);//普通的結(jié)構(gòu)體做函數(shù)參數(shù)int main(void) {struct point y = { 0,0 };//以point結(jié)構(gòu)定義一個(gè)y的結(jié)構(gòu)變量//以下三種調(diào)用 等價(jià)//注意gt是一個(gè)結(jié)構(gòu)體的指針函數(shù)gt(&y); //這是一個(gè)函數(shù)的返回結(jié)果函數(shù) //取y結(jié)構(gòu)的地址傳入函數(shù)out(y);out(*gt(&y)); // (里邊)的都是做為參數(shù) *gt(&y)做為指針?lè)祷刂? 這個(gè)函數(shù)它的返回用指針表示print(gt(&y)); //gt(&y)是一個(gè)返回值 這樣表示的是利用gt函數(shù)的返回值在print函數(shù)里邊操作//*get(&y) = (struct point){ 1,2 }; //這也可以做的}struct point* gt(struct point*p) {// *p要的是&y的地址scanf("%d", &p->x);scanf("%d", &p->y);printf("a=%d,%d \n", p->x, p->y);//用->來(lái)訪問(wèn)指針結(jié)構(gòu)里邊的成員return p;// 用完指針后 返回指針}void out(struct point p) {printf("b=%d,%d\n", p.x, p.y);}void print(const struct point *p) {//加上const表示不再改動(dòng)參數(shù)printf("c=%d,%d\n", p->x, p->y);}
指向結(jié)構(gòu)體數(shù)組的指針:
在之前講數(shù)值型數(shù)組的時(shí)候可以將數(shù)組名賦給一個(gè)指針變量,從而使該指針變量指向數(shù)組的首地址,然后用指針訪問(wèn)數(shù)組的元素。結(jié)構(gòu)體數(shù)組也是數(shù)組,所以同樣可以這么做。
我們知道,結(jié)構(gòu)體數(shù)組的每一個(gè)元素都是一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量。如果定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體指針變量并把結(jié)構(gòu)體數(shù)組的數(shù)組名賦給這個(gè)指針變量的話,就意味著將結(jié)構(gòu)體數(shù)組的第一個(gè)元素,即第一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量的地址,也即第一個(gè)結(jié)構(gòu)變量中的第一個(gè)成員的地址賦給了這個(gè)指針變量
struct qt{char name[5];int age;char sex[5];double scroe;};int main(void){ //定義了一個(gè)student的結(jié)構(gòu)數(shù)組struct qt student[5] = { {"李青", 20, "男", 99}, {"黃歡", 20, "女", 80}, {"七七", 23, "男", 95} };struct qt *p = student;int i;for (i = 0; i < 5; i++) {printf("%s ", p->name);//利用->可訪問(wèn)成員(訪問(wèn)意味著可以讀寫(xiě))printf("%d ", p->age);printf("%s ", p->sex);printf("%f ", p->scroe);}return 0;}當(dāng)結(jié)構(gòu)體指針變量指向一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量數(shù)組的時(shí)候,此時(shí)指針變量的值就是結(jié)構(gòu)體數(shù)組的首地址,此時(shí)指針變量 p 就指向了結(jié)構(gòu)體數(shù)組的第一個(gè)元素,即指向 student[0]。我們知道,當(dāng)一個(gè)指針指向一個(gè)數(shù)組后,指針就可以通過(guò)移動(dòng)的方式指向數(shù)組的其他元素。這個(gè)原則對(duì)結(jié)構(gòu)體數(shù)組和結(jié)構(gòu)體指針同樣適用,所以 p + 1 就指向 student[1] 的首地址;p + 2 就指向student[2] 的首地址……所以只要利用 for 循環(huán),指針就能一個(gè)個(gè)地指向結(jié)構(gòu)體數(shù)組元素。同樣需要注意的是,要將一個(gè)結(jié)構(gòu)體數(shù)組名賦給一個(gè)結(jié)構(gòu)體指針變量,那么它們的結(jié)構(gòu)體類型必須相同。
typedef 別名
typedef是在編程語(yǔ)言中用來(lái)為復(fù)雜的聲明定義簡(jiǎn)單的別名,新的名字是某種類型的別名,這樣做改善了程序的可讀性,它與宏定義有些差異。它本身是一種存儲(chǔ)類的關(guān)鍵字,與auto、extern、mutable、static、register等關(guān)鍵字不能出現(xiàn)在同一個(gè)表達(dá)式中。
typedef為C語(yǔ)言的關(guān)鍵字,功能是用來(lái)聲明一個(gè)已有的數(shù)據(jù)類型的新名字,比如 typedef int last ; 這就使得last成為 int 類型的別名 這樣last這個(gè)名字就可以代替int出現(xiàn)在變量定義和參數(shù)聲明的地方了
typedef也有一個(gè)特別的長(zhǎng)處:它符合范圍規(guī)則,使用typedef定義的變量類型其作用范圍限制在所定義的函數(shù)或者文件內(nèi)(取決于此變量定義的位置),而宏定義則沒(méi)有這種特性。
typedef & 復(fù)雜的變量聲明理解復(fù)雜聲明可用的“右左法則”:從變量名看起,先往右,再往左,碰到一個(gè)圓括號(hào)就調(diào)轉(zhuǎn)閱讀的方向;括號(hào)內(nèi)分析完就跳出括號(hào),還是按先右后左的順序,如此循環(huán),直到整個(gè)聲明分析完。舉例:int (*func)(int *p);首 先找到變量名func,外面有一對(duì)圓括號(hào),而且左邊是一個(gè)*號(hào),這說(shuō)明func是一個(gè)指針;然后跳出這個(gè)圓括號(hào),先看右邊,又遇到圓括號(hào)(只有函數(shù)后面才跟形參圓括號(hào)),這說(shuō)明 (*func)是一個(gè)函數(shù),所以func是一個(gè)指向這類函數(shù)的指針,即函數(shù)指針,這類函數(shù)具有int*類型的形參,返回值類型是int,此處就是聲明函數(shù)。int (*func[5])(int *);func 右邊是一個(gè)[]運(yùn)算符,說(shuō)明func是具有5個(gè)元素的數(shù)組;func的左邊有一個(gè)*,說(shuō)明func的元素是指針(注意這里的*不是修飾func,而是修飾 func[5]的,原因是[]運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)比*高,func先跟[]結(jié)合)。跳出這個(gè)括號(hào),看右邊,又遇到圓括號(hào),說(shuō)明func數(shù)組的元素是函數(shù)類型的指 針,它指向的函數(shù)具有int*類型的形參,返回值類型為int。也可以記住2個(gè)模式:type (*)(....)函數(shù)指針type (*)[]數(shù)組指針
結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存對(duì)齊方式(存儲(chǔ)空間)
結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對(duì)齊:一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量定義完之后,其在內(nèi)存中的存儲(chǔ)并不等于其所包含元素的寬度之和,元素是按照定義順序一個(gè)一個(gè)放到內(nèi)存中去的,但并不是緊密排列的。從結(jié)構(gòu)體存儲(chǔ)的首地址開(kāi)始,每個(gè)元素放置到內(nèi)存中時(shí),它都會(huì)認(rèn)為內(nèi)存是按照自己的大小來(lái)劃分的,因此元素放置的位置一定會(huì)在自己寬度的整數(shù)倍上開(kāi)始。
內(nèi)存對(duì)齊可以大大提升內(nèi)存訪問(wèn)速度,是一種用空間換時(shí)間的方法。內(nèi)存不對(duì)齊會(huì)導(dǎo)致每次讀取數(shù)據(jù)都會(huì)讀取兩次,使得內(nèi)存讀取速度減慢。
cpu把內(nèi)存當(dāng)成是一塊一塊的,塊的大小可以是2,4,8,16 個(gè)字節(jié),因此CPU在讀取內(nèi)存的時(shí)候是一塊一塊進(jìn)行讀取的,塊的大小稱為內(nèi)存讀取粒度。
// 內(nèi)存對(duì)齊原則:// 1、第一個(gè)成員的首地址為0.// 2、每個(gè)成員的首地址是自身大小的整數(shù)倍// 3、結(jié)構(gòu)體的總大小,為其成員中所含最大類型的整數(shù)倍。typedef struct _node {//char t;//1//int p; //4//float y;//8//char t 要存放的偏移量為0,滿足對(duì)齊方式,t占用一個(gè)字節(jié),int p要存儲(chǔ)在下一個(gè)可用的地址的偏移量為1.不是sizeof(int)=4的倍數(shù),需要補(bǔ)足3個(gè)字節(jié)才能使偏移量變?yōu)?span id="go7utgvlrp" class="code-snippet__number" style="outline: 0px;">4(使其滿足對(duì)齊方式),因此系統(tǒng)自動(dòng)填充3個(gè)字節(jié)使偏移量增加到4,int p放到此位置,占用4個(gè)字節(jié),下一可用的偏移量為8,滿足sizeof(float)=4的對(duì)齊,所以float y直接存放在偏移量為8的位置上,它占用4個(gè)字節(jié) 總共就是 //1+3+4+4=12double a;//8char b;//1int c;//4//double a的要存放的偏移量為0,滿足對(duì)齊方式直接存儲(chǔ),占用8個(gè)字節(jié),char b要存儲(chǔ)在下一的可用的地址的偏移量為9,直接存儲(chǔ),占用字節(jié)為1;int c要存儲(chǔ)在下一個(gè)可用的地址的偏移量為9,9不滿足sizeof(int)=4;所以系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分配3的字節(jié)增加到12,12滿足對(duì)齊方式,存儲(chǔ)下去c占用4個(gè)字節(jié)。總共就是 //8+1+3+4=16}NODE;int main(void) {printf("%d ", sizeof(NODE));}
如果結(jié)構(gòu)體內(nèi)存在長(zhǎng)度大于處理器位數(shù)的元素,那么就以處理器的倍數(shù)為對(duì)齊單位;否則,如果結(jié)構(gòu)體內(nèi)的元素的長(zhǎng)度都小于處理器的倍數(shù)的時(shí)候,便以結(jié)構(gòu)體里面最長(zhǎng)的數(shù)據(jù)元素為對(duì)齊單位。
另外 結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存地址就是它第一個(gè)成員變量的地址 isa永遠(yuǎn)都是結(jié)構(gòu)體中的第一個(gè)成員變量 所以結(jié)構(gòu)體的地址也就是其isa指針的地址
內(nèi)存對(duì)齊簡(jiǎn)介
由于內(nèi)存的讀取時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于CPU的存儲(chǔ)速度,這里用設(shè)定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)齊系數(shù),即犧牲空間來(lái)?yè)Q取時(shí)間的思想來(lái)提高CPU的存儲(chǔ)效率。
內(nèi)存對(duì)齊”應(yīng)該是編譯器的“管轄范圍”。編譯器為程序中的每個(gè)“數(shù)據(jù)單元”安排在適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀5荂語(yǔ)言的一個(gè)特點(diǎn)就是太靈活,太強(qiáng)大,它允許你干預(yù)“內(nèi)存對(duì)齊”。如果你想了解更加底層的秘密,“內(nèi)存對(duì)齊”對(duì)你就不應(yīng)該再模糊了。這也是一個(gè)大小端模式的問(wèn)題
每個(gè)特定平臺(tái)上的編譯器都有自己的默認(rèn)“對(duì)齊系數(shù)”(也叫對(duì)齊模數(shù))。程序員可以通過(guò)預(yù)編譯命令#pragma pack(n)來(lái)改變這一系數(shù),其中的n就是你要指定的“對(duì)齊系數(shù)”。
規(guī)則:
1、數(shù)據(jù)成員對(duì)齊規(guī)則:結(jié)構(gòu)(struct)(或聯(lián)合(union))的數(shù)據(jù)成員,第一個(gè)數(shù)據(jù)成員放在offset為0的地方,以后每個(gè)數(shù)據(jù)成員的對(duì)齊按照#pragma pack指定的數(shù)值和這個(gè)數(shù)據(jù)成員自身長(zhǎng)度中,比較小的那個(gè)進(jìn)行。
2、結(jié)構(gòu)(或聯(lián)合)的整體對(duì)齊規(guī)則:在數(shù)據(jù)成員完成各自對(duì)齊之后,結(jié)構(gòu)(或聯(lián)合)本身也要進(jìn)行對(duì)齊,對(duì)齊將按照#pragma pack 指定的數(shù)值和結(jié)構(gòu)(或聯(lián)合) 最大數(shù)據(jù)成員長(zhǎng)度中,比較小的那個(gè)進(jìn)行對(duì)齊。
3、結(jié)合1、2可推斷:當(dāng)#pragma pack的n值等于或超過(guò)所有數(shù)據(jù)成員長(zhǎng)度的時(shí)候,這個(gè)n值的大小將不產(chǎn)生任何效果。
#pragmapack(n) 設(shè)定變量以n字節(jié)為對(duì)齊方式:
作用:指定結(jié)構(gòu)體、聯(lián)合以及類成員
語(yǔ)法:#pragmapack( [show] | [push | pop] [, identifier], n )
1,pack提供數(shù)據(jù)聲明級(jí)別的控制,對(duì)定義不起作用;
2,調(diào)用pack時(shí)不指定參數(shù),n將被設(shè)成默認(rèn)值;
n:可選參數(shù);指定packing的數(shù)值,以字節(jié)為單位;缺省數(shù)值是8,合法的數(shù)值分別是1、2、4、8、16。
其他參數(shù)都是可選的可先不了解
typedef struct _A {double x;//4int y;//4char p;//1}NODE;//8+4+1+1=14按n為2//8+4+1+3=16按n為4以上或者使用系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)齊typedef struct test{char m1;double m4;int m3;}NODE2;//1+1+4+8=14//按n為2//1+7+8+4=20 不滿足8的倍數(shù) 加4等于24滿足 總:1+7+8+4+4=24int main(void) {printf("%d\n", sizeof(NODE));printf("%d", sizeof(NODE2));}結(jié)構(gòu)、聯(lián)合或者類的數(shù)據(jù)成員,第一個(gè)放在偏移為0的地方;以后每個(gè)數(shù)據(jù)成員的對(duì)齊,按照也就是說(shuō),當(dāng)這個(gè)指定值的大小將不產(chǎn)生任何效果;
每個(gè)成員分別對(duì)齊,即每個(gè)成員按自己的方式對(duì)齊,并最小化長(zhǎng)度;規(guī)則就是每個(gè)成員按其類型的對(duì)齊參數(shù)(通常是這個(gè)類型的大小)和指定對(duì)齊參數(shù)中較小的一個(gè)對(duì)齊。
大小端:
11 22 33 44在存儲(chǔ)的時(shí)候22 33 440 1 2 3高地址33 22 110 1 2 3高地址大小端的差異在于存放順序不同常見(jiàn)的操作系統(tǒng)是小端,通訊協(xié)議是大端。
//結(jié)構(gòu)體例子:使用尾插法創(chuàng)建鏈表typedef struct _node {int nb;//數(shù)值struct _node *nxte;//定義一個(gè)指向下一個(gè)的節(jié)點(diǎn)的指針}NODE;typedef struct _link{//利用這個(gè)結(jié)構(gòu)體 封裝 首尾節(jié)點(diǎn)NODE *head;NODE *qt;}link;void add(link *phead, link *qt, int n);//定義函數(shù)將 首尾指針傳入int main(void) {link head, q;//定義一個(gè)結(jié)構(gòu),連指針都不是的head.head = q.qt = NULL;//初始化int n;for (scanf("%d", &n); n != -1; scanf("%d", &n)) {add(&head, &q, n);//將地址 值傳入}NODE *t;t = head.head;//利用臨時(shí)結(jié)構(gòu)將鏈表輸出for (; t; t = t->nxte) {printf("%d ", t->nb);}return 0;}//尾插法void add(link *phead, link *qt, int n) {NODE *p = (NODE*)malloc(sizeof(NODE));//為新結(jié)點(diǎn)開(kāi)辟空間p->nb = n;p->nxte = NULL;if (phead->head == NULL) {//判斷首結(jié)點(diǎn)是否為空phead->head = p;//是空的就讓首結(jié)點(diǎn)等于新結(jié)點(diǎn)}else {//不為空時(shí),讓尾結(jié)點(diǎn)依次跑到后面去qt->qt->nxte = p;}qt->qt = p;}
4、union 共用體(聯(lián)合體)
在進(jìn)行某些算法的C語(yǔ)言編程的時(shí)候,需要使幾種不同類型的變量存放到同一段內(nèi)存單元中。也就是使用覆蓋技術(shù),幾個(gè)變量互相覆蓋。這種幾個(gè)不同的變量共同占用一段內(nèi)存的結(jié)構(gòu),在C語(yǔ)言中 以關(guān)鍵字union聲明的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),這種被稱作“共用體”類型結(jié)構(gòu),也叫聯(lián)合體。
“聯(lián)合”與“結(jié)構(gòu)”有一些相似之處。但兩者有本質(zhì)上的不同。在結(jié)構(gòu)中各成員有各自的內(nèi)存空間,一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量的總長(zhǎng)度大于等于各成員長(zhǎng)度之和。而在“聯(lián)合”中,各成員共享一段內(nèi)存空間,一個(gè)聯(lián)合變量的長(zhǎng)度等于各成員中最長(zhǎng)的長(zhǎng)度。注意這里所謂的共享不是指把多個(gè)成員同時(shí)裝入一個(gè)聯(lián)合變量?jī)?nèi),而是指該聯(lián)合變量可被賦予任一成員值,但每次只能賦一種值,賦入新值則沖去舊值,共用體變量中起作用的成員是最后一次存放的成員,在存入一個(gè)新成員后,原有成員就失去作用,共用體變量的地址和它的各成員的地址都是同一地址
一個(gè)聯(lián)合類型必須經(jīng)過(guò)定義之后,才能把變量說(shuō)明為該聯(lián)合類型:
聯(lián)合的定義:定義一個(gè)聯(lián)合類型的一般形式為:union [name](聯(lián)合名) name是可選的{成員表};成員表中含有若干成員,成員的一般形式為: 類型說(shuō)明符 成員名成員名的命名應(yīng)符合標(biāo)識(shí)符的規(guī)定。union Data{int i;double f;char str[20];} data;現(xiàn)在 Data所有的成員共享一個(gè)空間,同一時(shí)間只有一個(gè)成員是的值有效的,Data 類型的變量可以存儲(chǔ)一個(gè)整數(shù)、一個(gè)浮點(diǎn)數(shù),或者一個(gè)字符串。這意味著一個(gè)變量(相同的內(nèi)存位置)可以存儲(chǔ)多個(gè)多種類型的數(shù)據(jù)。您可以根據(jù)需要在一個(gè)共用體內(nèi)使用任何內(nèi)置的或者用戶自定義的數(shù)據(jù)類型。共用體占用的內(nèi)存應(yīng)足夠存儲(chǔ)共用體中最大的成員。例如,在上面的實(shí)例中,Data 將占用 20 個(gè)字節(jié)的內(nèi)存空間,因?yàn)樵诟鱾€(gè)成員中,字符串所占用的空間是最大的。
注意:1、不能把共用體變量作為函數(shù)參數(shù),也不能是函數(shù)帶回共用體變量,但可以使專用指向共用體變量的指針
2、所有成員占用同一段內(nèi)存,修改一制個(gè)成員會(huì)影響其余所有成員。
共用體的訪問(wèn):
共用體訪問(wèn)成員的值時(shí)一般使用.運(yùn)算符,指針時(shí)用->運(yùn)算符(和結(jié)構(gòu)體是一樣的)
typedef union _node {int a;double b;char c;union _node *p;}NODE;int main(void) {NODE a;//定義變量NODE t;a.b;//用.訪問(wèn)t.p->a;//指針用->訪問(wèn)}聯(lián)合的使用規(guī)則幾乎和結(jié)構(gòu)體strtct的規(guī)則用法一樣,只不過(guò)是內(nèi)部表示的不同。補(bǔ)充:還有一個(gè)是無(wú)名聯(lián)合體,它是和無(wú)名結(jié)構(gòu)體的工作原理是相同的
typedef union _node{int a;double b;char c[20];}NODE;int main(void) {NODE a;//這里只定義一個(gè)變量a.a = 666;printf("%d\n", a.a);a.b = 9.99;printf("%f\n", a.b);strcpy(a.c, "hello world!");printf("%s\n", a.c);//我們看到,三個(gè)都被完整的輸出了,因?yàn)樵谕粫r(shí)刻,只有一個(gè)成員是有效的}輸出:6669.990000hellow world!
共用體的作用:
1、節(jié)省內(nèi)存,有兩個(gè)很長(zhǎng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),不會(huì)同時(shí)使用,比如一個(gè)表示老師,一個(gè)表示學(xué)生,如果要統(tǒng)計(jì)教師和學(xué)生的情況用結(jié)構(gòu)體的話就有點(diǎn)浪費(fèi)了!用結(jié)構(gòu)體的話,只占用最長(zhǎng)的那個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所占用的空間,就足夠了!
2、實(shí)現(xiàn)不同類型數(shù)據(jù)之間的類型轉(zhuǎn)換,遇到各種類型的數(shù)據(jù)共用存儲(chǔ)空間,很方便的實(shí)現(xiàn)了不同數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換,不需要顯示的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。
其他:
1、確定CPU的模式:大端、小端模式確定
大小端不同,則存儲(chǔ)的方式也存在差別,比如int需要4個(gè)字節(jié),而char只需要1個(gè)字節(jié),根據(jù)1個(gè)字節(jié)所在的具體位置即可判定CPU的模式
2、寄存器的定義,實(shí)現(xiàn)整體的訪問(wèn)和單項(xiàng)的訪問(wèn)
//共用體綜合例子:根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)類型輸出需要的相應(yīng)的數(shù)據(jù)union node {int a;double b;char c[30];}add[10000];char p[10000][30]; //保存的字符串?dāng)?shù)組int main(void) {int n, m;scanf("%d %d", &n, &m);int x;double y;char t[50];int i, j;for (i = 0; i < n; i++) {//輸入scanf("%s", &p[i]);//作為字符串?dāng)?shù)組,需要取地址if (strcmp("INT", p[i]) == 0) {//整形scanf("%d", &x);add[i].a = x;}else if(strcmp("DOUBLE",p[i])==0){//浮點(diǎn)scanf("%lf", &y);add[i].b = y;}else if (strcmp("STRCING", p[i]) == 0) {//字符串scanf("%s", t);strcpy(add[i].c, t);}}for (i = 0; i < m; i++) {//輸出scanf("%d", &j);if (strcmp("INT", p[j]) == 0) {printf("%d\n", add[j].a);}else if (strcmp("DOUBLE", p[j]) == 0){printf("%f\n", add[j].b);}else if(strcmp("STRING",p[j])==0){printf("%s\n", add[j].c);}}return 0;}//輸入:/*5 4INT 456DOUBLE 123.56DOUBLE 0.476STRING welcomeToCSTRING LemonTree0124*///輸出:/*456123.560.48LemonTree*/
希望對(duì)你有幫助!
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