C语言结构体（struct）常见使用方法

zd305 · 发表于 2016-8-23 18:26

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本文由dongeasy.com收集整理，原文链接：http://www.dongeasy.com/software-development/embedded-system/1710.html

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;
};1 p5 B& W/ i# {6 g4 t+ B, M

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;
* n# o( S. A" c3 D5 O0 _

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;1 D0 D+ |5 M: X! P4 R& q% ?

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;# H1 C5 @# O; V0 @4 H- U( G

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;
& M+ F7 k3 i; x# L# D; ?+ K3 l

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;
- u. e" x# q) \/ q S7 d% p a2 H

其成员变量的定义可以随声明进行：

struct stuff DongEasy = {"manager",30,185};
) W- @, N. T. _& F) Q: D

也可以考虑结构体之间的赋值：

struct stuff faker = DongEasy; //或 struct stuff faker2; // faker2 = faker;
/ G7 s6 V$ X6 |& a; Z

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;
2 I4 J/ I5 {, Z( h# N6 d

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);
}, \# B+ _* p G

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;
};
. I6 D. Q9 x& ^

//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}};: |& K& r4 `: E* X

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));
}
2 t$ t) y7 T( u- J. z* c( N

运行结果

size of struct changeable : 4
size of pchangeable : 4
pchangeable2->iCnt : 20
hello world
size of pchangeable2 : 4; O& i& p3 ~0 I+ S( h

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[] ;
};5 W% A9 q3 f1 u, Q+ B" p

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;
}
* |" b) e% a4 { j* {1 {

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[] ;
};
4 G; h1 M: A: z% I+ O2 R! n! `

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：

//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;+ ?- `; M s6 b! [2 P- W3 @

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;) w! z9 l/ a( v2 F2 C

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);1 Y5 c; @5 S- l5 A% y- a. G" F

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);5 e: S' {6 i9 W6 U

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);
}
' N6 G0 q# d6 ? x7 T

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));
# R) |3 `/ \! }$ c7 `

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。