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标题: C语言结构体（struct）常见使用方法 [打印本页]

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作者: zd305    时间: 2016-8-23 18:26
标题: C语言结构体（struct）常见使用方法
本文由dongeasy.com收集整理，原文链接：http://www.dongeasy.com/software-development/embedded-system/1710.html
/ I- P- H+ A1 K0 ~3 l/ R5 J  o

基本定义：结构体，通俗讲就像是打包封装，把一些有共同特征（比如同属于某一类事物的属性，往往是某种业务相关属性的聚合）的变量封装在内部，通过一定方法访问修改内部变量。

结构体定义：

第一种：只有结构体定义

• struct stuff{
•    char job[20];
•    int age;
•    float height;
• };
  

第二种：附加该结构体类型的“结构体变量”的初始化的结构体定义

//直接带变量名DongEasy

• struct stuff{
•    char job[20];
•    int age;
•    float height;
• }DongEasy;
  8 W( Y$ H: Z" x& c$ Z/ m) O

也许初期看不习惯容易困惑，其实这就相当于：

• struct stuff{
•    char job[20];
•    int age;
•    float height;
• };
• struct stuff DongEasy;
  ' |( d. X6 ~6 \" W# `

第三种：如果该结构体你只用一个变量DongEasy，而不再需要用

• struct stuff yourname;
  

去定义第二个变量。

那么，附加变量初始化的结构体定义还可进一步简化出第三种：

• struct{
•    char job[20];
•    int age;
•    float height;
• }DongEasy;
  ( h% B0 q1 y5 x  x7 d" X7 w

把结构体名称去掉，这样更简洁，不过也不能定义其他同结构体变量了——至少我现在没掌握这种方法。
结构体变量及其内部成员变量的定义及访问：

绕口吧？要分清结构体变量和结构体内部成员变量的概念。

就像刚才的第二种提到的，结构体变量的声明可以用：

• struct stuff yourname;
  * c+ J, t: a1 V

其成员变量的定义可以随声明进行：

• struct stuff DongEasy = {"manager",30,185};
  

也可以考虑结构体之间的赋值：

• struct stuff faker = DongEasy; //或    struct stuff faker2; //      faker2 = faker;
  

打印，可见结构体的每一个成员变量一模一样

如果不使用上边两种方法，那么成员数组的操作会稍微麻烦（用for循环可能好点）

• DongEasy.job[0 = 'M';
• DongEasy.job[1 = 'a';
• DongEasy.age = 27;
• DongEasy.height = 185;
  ) G( m* M- C/ _$ O0 D% K

结构体成员变量的访问除了可以借助符号”.”，还可以用”->”访问（下边会提）。

引用（C++）、指针和数组：

首先是引用和指针：

• int main() {
•     struct stuff DongEasy;
•     struct stuff &ref = DongEasy;
•     ref.age = 100;
•     printf("DongEasy.age is %d\n",DongEasy.age);
•     printf("ref.age is %d\n",ref.age);
•     struct stuff *ptr = &DongEasy;
•     ptr->age = 200;
•     printf("DongEasy.age is %d\n",DongEasy.age);
•     printf("ptr->age is %d\n",DongEasy.age); //既然都写了，把指针引用也加上吧
•     struct stuff *&refToPtr = ptr;
•     refToPtr->age = 300;
•     printf("DongEasy.age is %d\n",DongEasy.age);
•     printf("refToPtr->age is %d\n",refToPtr->age);
• }
  

更正：之前给引用的初始化语句写错了，而且没注明引用是纯C中没有的东西（在这么个以C为幌子的博客中）。

引用是C++特有的一个机制，必须靠编译器支撑，至于引用转换到C中本质是什么，我有个帖子写过

结构体也不能免俗，必须有数组：

• struct test{
• int a[3];
• int b;
• };
  

//对于数组和变量同时存在的情况，有如下定义方法：

• struct test student[3 =      {{{66,77,55},0},
• {{44,65,33},0},
• {{46,99,77},0}};
• //特别的，可以简化成：
• struct test student[3 = {{66,77,55,0},
• {44,65,33,0},
• {46,99,77,0}};
  ; Y' d+ Q% b0 O

变长结构体

可以变长的数组

• #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));
• }
  + M6 m1 Z/ o: w: F

运行结果

• size of struct changeable : 4
• size of pchangeable : 4
• pchangeable2->iCnt : 20
• hello world
• size of pchangeable2 : 4
  

结构体本身长度就是一个int长度（这个int值通常只为了表示后边的数组长度），后边的数组长度不计算在内，但是该数组可以直接使用。

（说后边是个指针吧？指针也占长度！这个是不占的！原理很简单，这个东西完全是数组后边的尾巴，malloc开辟的是一片连续空间。其实这不应该算一个机制，感觉应该更像一个技巧吧）

20160405补充：

非弹性数组不能用”char a[]”这种形式定义弹性（flexible）变量，必须明确大小。

弹性数组在结构体中，下面的形式是唯一允许的：

• struct s
• {
• int a;
• char b[] ;
• };
  & A# n" Y+ x% h

顺序颠倒会让b和a数据重合，会在编译时不通过。

char b[] = “hell”;也不行（C和C++都不行）
少了整型变量a又会让整个结构体长度为0，compiler不允许编译通过！不同的是，其实C++形式上是允许空结构体的，本质上是通过机制避免了纯空结构体和类对象，自动给空结构体对象分配一个字节（sizeof（）返回1）方便区分对象，避免地址重合！所以呢，C如果有空结构体，定义两个（或一打，或干脆一个数组）该结构体的变量（对象），地址是完全一样的！·！！！！！！！！调试看程序运行，这些语句其实都被当屁放了，根本没有运行，没有实际意义，C压根不支持空结构体这种东西（或者说我也没想好什么场合有用）

• 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++唯独不给带弹性数组的结构体分配空间（可能怕和变长结构体机制产生某种冲突，比如大小怎么算）:

• struct  s
• {
• char b[] ;
• };
• struct s
• {
• //        char b[] ;
• };
  ! a4 @/ d* o1 Y* j

C++中两者是不一样的，空的结构体反而“大”（sizeof()返回1）

补充：这个机制利用了一个非常重要的特性——数组和指针的区别！数组和指针在很多操作上是一样的，但是本质不一样。最直观的，指针可以改指向，数组不可以，因为数组占用的每一个内存地址都用来保存变量或者对象，而指针占用的内存地址保存的是一个地址，数组没有单独的保存指向地址的这样一个结构。数组的位置是固定的，正如指针变量自身的位置也是固定的，改的是指针的值，是指向的目标地址，而因为数组不存储目标地址，所以改不了指向。企图把地址强制赋值给数组的话，也只是说把指针赋值给数组，类型不兼容。

结构体嵌套：

结构体嵌套其实没有太意外的东西，只要遵循一定规律即可：

$ W) @0 u9 j, V( z/ W# O& k0 f7 G

//对于“一锤子买卖”，只对最终的结构体变量感兴趣，其中A、B也可删，不过最好带着

• struct A{
• struct B{
• int c;
• }
• b;
• }
• a;
• //使用如下方式访问：
• a.b.c = 10;
  

特别的,可以一边定义结构体B，一边就使用上：

• struct  A{
• struct B{
• int c;
• }b;
• struct B sb;
• }a;
  - a) S5 c( ?# a. ?, q# ^5 g

使用方法与测试：

• a.b.c = 11;
• printf("%d\n",a.b.c);
• a.sb.c = 22;
• printf("%d\n",a.sb.c);
  

结果无误。

但是如果嵌套的结构体B是在A内部才声明的，并且没定义一个对应的对象实体b，这个结构体B的大小还是不算进结构体A中。

结构体与函数：

关于传参，首先：

• void func(int);
• func(a.b.c);
  . R7 x1 O5 x% L6 X' s/ L

把结构体中的int成员变量当做和普通int变量一样的东西来使用，是不用脑子就想到的一种方法。

另外两种就是传递副本和指针了 ：

• //struct A定义同上
• //设立了两个函数，分别传递struct A结构体和其指针。
• void func1(struct A a){
• printf("%d\n",a.b.c);
• }
• void func2(struct A* a){
• printf("%d\n",a->b.c);
• }
• main(){
• a.b.c = 112;
• struct A * pa;
• pa = &a;
• func1(a);
• func2(&a);
• func2(pa);
• }
  9 e# C. q7 K0 p- `! s9 a

占用内存空间：

struct结构体，在结构体定义的时候不能申请内存空间，不过如果是结构体变量，声明的时候就可以分配——两者关系就像C++的类与对象，对象才分配内存（不过严格讲，作为代码段，结构体定义部分“.text”真的就不占空间了么？当然，这是另外一个范畴的话题）。

结构体的大小通常（只是通常）是结构体所含变量大小的总和，下面打印输出上述结构体的size：

• printf("size of struct man:%d\n",sizeof(struct man));
• printf("size:%d\n",sizeof(DongEasy));
  

结果毫无悬念，都是28：分别是char数组20，int变量4，浮点变量4.

下边说说不通常：

对于结构体中比较小的成员，可能会被强行对齐，造成空间的空置，这和读取内存的机制有关，为了效率。通常32位机按4字节对齐，小于的都当4字节，有连续小于4字节的，可以不着急对齐，等到凑够了整，加上下一个元素超出一个对齐位置，才开始调整，比如3+2或者1+4，后者都需要另起（下边的结构体大小是8bytes），相关例子就多了，不赘述。

• struct s
• {
• char a;
• short b;
• int c;
• }
  

相应的，64位机按8字节对齐。不过对齐不是绝对的，用#pragma pack()可以修改对齐，如果改成1，结构体大小就是实实在在的成员变量大小的总和了。

和C++的类不一样，结构体不可以给结构体内部变量初始化，。

如下，为错误示范：

• #include<stdio.h>
• //直接带变量名DongEasy
• struct stuff{
• //      char job[20] = "Programmer";
• //      char job[];
• //      int age = 27;
• //      float height = 185;
• }DongEasy;
  3 A6 E1 L3 V: ~4 ?8 E8 X4 E

• PS：结构体的声明也要注意位置的，作用域不一样。
• C++的结构体变量的声明定义和C有略微不同，说白了就是更“面向对象”风格化，要求更低。
• 
  ! B, Y, u' {9 |  r! a' b6 G9 `

1 v$ D! j# y. x% {9 v8 j" ]

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