C語言結(jié)構(gòu)體(struct)的詳細(xì)講解
引言
當(dāng)前文章介紹動態(tài)堆空間內(nèi)存分配與釋放,C語言結(jié)構(gòu)體定義、初始化、賦值、結(jié)構(gòu)體數(shù)組、結(jié)構(gòu)體指針的相關(guān)知識點,最后通過一個學(xué)生管理系統(tǒng)綜合練習(xí)結(jié)構(gòu)體數(shù)組的使用。
1. 動態(tài)內(nèi)存管理
C語言代碼----->編譯----->鏈接------>可執(zhí)行的二進(jìn)制文件(windows下xxx.exe) 二進(jìn)制文件中的數(shù)據(jù)是如何擺放的? 文本數(shù)據(jù)段、靜態(tài)數(shù)據(jù)段、全局?jǐn)?shù)據(jù)段。
堆??臻g: 代碼在運行的時候才有的空間。 棧空間: 系統(tǒng)負(fù)責(zé)申請,負(fù)責(zé)釋放。比如: 函數(shù)形參變量、數(shù)組…… 堆空間: 程序員負(fù)責(zé)申請,負(fù)責(zé)釋放。
#include <stdlib.h> //標(biāo)準(zhǔn)庫頭文件 void *malloc(int size); //內(nèi)存申請。 形參表示申請的空間大小,返回值:申請的空間的地址 void free(void *p); //內(nèi)存釋放。 形參就是要釋放的空間首地址。
動態(tài)空間申請示例。
動態(tài)空間申請 #include "stdio.h" #include "string.h" #include <stdlib.h> int main() { int *p=malloc(sizeof(int)); //申請空間 if(p!=NULL) { printf("申請的空間地址: 0x%X\n",p); *p=888; printf("%d\n",*p); } free(p); //釋放空間 return 0; } 示例2: #include "stdio.h" #include "string.h" #include <stdlib.h> ? char *func(void) { char*str=malloc(100); //char str[100]; if(str!=NULL) { strcpy(str,"1234567890"); printf("子函數(shù)打印:%s\n",str); //free(str); //釋放空間 return str; } else { return NULL; } } ? int main() { char *p=func(); printf("主函數(shù)打印:%s\n",p); return 0; }
2. 結(jié)構(gòu)體
2.1 定義語法
結(jié)構(gòu)體的概念: 可存放不同數(shù)據(jù)類型的集合。 比如: 存放一個班級學(xué)生的信息。 可以使用一個結(jié)構(gòu)體存放一個學(xué)生的信息。 一個結(jié)構(gòu)體數(shù)組存放整個班級的學(xué)習(xí)信息。 數(shù)組的概念: 可存放相同數(shù)據(jù)類型的集合。
結(jié)構(gòu)體的定義語法:
//聲明一種新類型-----數(shù)據(jù)類型 struct <結(jié)構(gòu)體的名稱> { <結(jié)構(gòu)體的成員>1; <結(jié)構(gòu)體的成員>2; ………… }; //最后有分號結(jié)束 ? struct MyStruct { char a; int b; float c; char str[100]; };
2.2 定義示例
結(jié)構(gòu)體如何賦值? 如何訪問結(jié)構(gòu)體內(nèi)部成員
#include "stdio.h" #include "string.h" #include <stdlib.h> ? //定義結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型 struct MyStruct { char a; int b; float c; char str[100]; }; int main() { struct MyStruct data={'A',123,456.789,"abcd"}; //data就是結(jié)構(gòu)體類型的變量 //結(jié)構(gòu)體變量訪問內(nèi)部成員的語法: . 點運算符 printf("%c\n",data.a); printf("%d\n",data.b); printf("%f\n",data.c); printf("%s\n",data.str); return 0; }
2.3 初始化
#include "stdio.h" #include "string.h" #include <stdlib.h> ? //定義結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型 struct MyStruct { char a; int b; float c; char str[100]; }data={'A',123,456.789,"abcd"}; //data就是結(jié)構(gòu)體類型的變量 ? int main() { //結(jié)構(gòu)體變量訪問內(nèi)部成員的語法: . 點運算符 printf("%c\n",data.a); printf("%d\n",data.b); printf("%f\n",data.c); printf("%s\n",data.str); return 0; }
2.4 結(jié)構(gòu)體賦值
//結(jié)構(gòu)體變量訪問內(nèi)部成員的語法: . 點運算符 #include "stdio.h" #include "string.h" #include <stdlib.h> ? //定義結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型 struct MyStruct { char a; int b; float c; char str[100]; }; ? int main() { struct MyStruct data;//data就是結(jié)構(gòu)體類型的變量 //成員單獨賦值 data.a='A'; data.b=123; data.c=456.789; strcpy(data.str,"abcd"); //數(shù)組賦值 ? //結(jié)構(gòu)體變量訪問內(nèi)部成員的語法: . 點運算符 printf("%c\n",data.a); printf("%d\n",data.b); printf("%f\n",data.c); printf("%s\n",data.str); return 0; }
2.5 結(jié)構(gòu)體數(shù)組
結(jié)構(gòu)體賦值分為兩種標(biāo)準(zhǔn): C89 、C99 ?結(jié)構(gòu)體數(shù)組 #include "stdio.h" #include "string.h" #include <stdlib.h> ? //定義結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型 struct MyStruct { char a; int b; float c; char str[100]; }; ? int main() { struct MyStruct data[100];//data就是結(jié)構(gòu)體數(shù)組類型變量 struct MyStruct data2[50]; ? //成員單獨賦值 data[0].a='A'; data[0].b=123; data[0].c=456.789; strcpy(data[0].str,"abcd"); //數(shù)組賦值 ? //結(jié)構(gòu)體變量訪問內(nèi)部成員的語法: . 點運算符 printf("%c\n",data[0].a); printf("%d\n",data[0].b); printf("%f\n",data[0].c); printf("%s\n",data[0].str); return 0; }
2.6 結(jié)構(gòu)體指針賦值
#include "stdio.h" #include "string.h" #include <stdlib.h> //定義結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型 struct MyStruct { char a; int b; float c; char str[100]; }; ? int main() { //struct MyStruct buff[100]; //struct MyStruct *data=buff; //結(jié)構(gòu)體指針類型變量 ? struct MyStruct *data=malloc(sizeof(struct MyStruct)); data->a='A'; data->b=123; data->c=456.789; strcpy(data->str,"abcd"); ? //結(jié)構(gòu)體指針訪問內(nèi)部成員的變量 通過 -> 運算符。 printf("%c\n",data->a); printf("%d\n",data->b); printf("%f\n",data->c); printf("%s\n",data->str); return 0; }
3. 學(xué)生管理系統(tǒng)
作業(yè): 學(xué)生管理系統(tǒng)
需求: (每一個功能都是使用函數(shù)進(jìn)行封裝) 1.實現(xiàn)從鍵盤上錄入學(xué)生信息。 (姓名、性別、學(xué)號、成績、電話號碼) 2.將結(jié)構(gòu)體里的學(xué)生信息全部打印出來。 3.實現(xiàn)根據(jù)學(xué)生的姓名或者學(xué)號查找學(xué)生,查找到之后打印出學(xué)生的具體信息。 4.根據(jù)學(xué)生的成績對學(xué)生信息進(jìn)行排序。 5.根據(jù)學(xué)號刪除學(xué)生信息。
示例:
#include "stdio.h" #include "string.h" #include <stdlib.h> //定義存放學(xué)生信息的結(jié)構(gòu)體類型 struct StuDentInfo { char Name[20]; //姓名 int number; //學(xué)號 char phone[20];//電話號碼 }; //全局變量區(qū)域 unsigned int StuDentCnt=0; //記錄已經(jīng)錄入的全部學(xué)生數(shù)量 //函數(shù)聲明區(qū)域 void PrintStuDentInfoList(void); void InputStuDentInfo(struct StuDentInfo*info); void FindStuDentInfo(struct StuDentInfo*info); void SortStuDentInfo(struct StuDentInfo*info); void PrintStuDentInfo(struct StuDentInfo*info); int main() { struct StuDentInfo data[100]; //可以100位學(xué)生的信息 int number; while(1) { PrintStuDentInfoList(); //打印功能列表 scanf("%d",&number); printf("\n"); switch(number) { case 1: InputStuDentInfo(data); break; case 2: FindStuDentInfo(data); break; case 3: SortStuDentInfo(data); break; case 4: PrintStuDentInfo(data); break; case 5: break; default: printf("選擇錯誤!\n\n"); break; } } return 0; } /* 函數(shù)功能: 打印學(xué)生管理系統(tǒng)的功能列表 */ void PrintStuDentInfoList(void) { printf("\n--------------學(xué)生管理系統(tǒng)功能列表----------------\n"); printf("1. 錄入學(xué)生信息\n"); printf("2. 根據(jù)學(xué)號查找學(xué)生信息\n"); printf("3. 根據(jù)學(xué)號排序\n"); printf("4. 打印所有學(xué)生信息\n"); printf("5. 刪除指定的學(xué)生信息\n"); printf("請選擇功能序號:"); } /* 函數(shù)功能: 錄入學(xué)生信息 */ void InputStuDentInfo(struct StuDentInfo*info) { printf("輸入學(xué)生姓名:"); scanf("%s",info[StuDentCnt].Name); printf("輸入學(xué)號:"); scanf("%d",&info[StuDentCnt].number); printf("輸入電話號碼:"); scanf("%s",info[StuDentCnt].phone); StuDentCnt++; //數(shù)量自增 } /* 函數(shù)功能: 查找學(xué)生信息 */ void FindStuDentInfo(struct StuDentInfo*info) { int num,i; printf("輸入查找的學(xué)號:"); scanf("%d",&num); for(i=0; i<StuDentCnt; i++) { if(info[i].number==num) { printf("信息查找成功,該學(xué)生的信息如下:\n"); printf("姓名:%s\n",info[i].Name); printf("學(xué)號:%d\n",info[i].number); printf("電話號碼:%s\n",info[i].phone); printf("\n"); break; } } if(i==StuDentCnt) { printf("----------%d學(xué)號不存在!---------\n",num); } } /* 函數(shù)功能: 根據(jù)學(xué)號排序 */ void SortStuDentInfo(struct StuDentInfo*info) { int i,j; struct StuDentInfo tmp; //保存臨時信息 for(i=0; i<StuDentCnt-1; i++) { for(j=0;j<StuDentCnt-i-1;j++) { if(info[j].number>info[j+1].number) { tmp=info[j]; info[j]=info[j+1]; info[j+1]=tmp; } } } } /* 函數(shù)功能: 打印所有學(xué)生信息 */ void PrintStuDentInfo(struct StuDentInfo*info) { int i=0; printf("-----------所有學(xué)生的信息列表------------\n"); for(i=0;i<StuDentCnt;i++) { printf("姓名:%s\n",info[i].Name); printf("學(xué)號:%d\n",info[i].number); printf("電話號碼:%s\n",info[i].phone); printf("\n"); } }
附:結(jié)構(gòu)體變量的存儲原理
1)結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)成員對齊的意義
內(nèi)存是以字節(jié)為單位編號的,某些硬件平臺對特定類型的數(shù)據(jù)的內(nèi)存要求從特定的地址開始,如果數(shù)據(jù)的存放不符合其平臺的要求,就會影響到訪問效率。所以在內(nèi)存中各類型的數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則在內(nèi)存中存放,就是對齊問題。而結(jié)構(gòu)體所占用的內(nèi)存空間就是每個成員對齊后存放時所占用的字節(jié)數(shù)之和。
計算機(jī)系統(tǒng)對基本數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存放的限制是:這些數(shù)據(jù)的起始地址的值要求是某個數(shù)K的倍數(shù),這就是內(nèi)存對齊,而這個數(shù) K 就是該數(shù)據(jù)類型的對齊模數(shù)(alignment modulus)。這樣做的目的是為了簡化處理器與內(nèi)存之間傳輸系統(tǒng)的設(shè)計,并且能提升讀取數(shù)據(jù)的速度。
結(jié)構(gòu)體對齊不僅包括其各成員的內(nèi)存對齊(即相對結(jié)構(gòu)體的起始位置),還包括結(jié)構(gòu)體的總長度。
2)結(jié)構(gòu)體大小的計算方法和步驟
i. 將結(jié)構(gòu)體內(nèi)所有數(shù)據(jù)成員的長度值相加,記為 sum_a ;
ii. 將各數(shù)據(jù)成員為了內(nèi)存對齊,按各自對齊模數(shù)而填充的字節(jié)數(shù)累加到sum_a上,記為sum_b。
對齊模數(shù)是 #pragma pack 指定的數(shù)值與該數(shù)據(jù)成員自身長度相比較得到的數(shù)值較小者。該數(shù)據(jù)相對起始位置應(yīng)該是對齊模數(shù)的整數(shù)倍。
iii. 將和 sum_b 向結(jié)構(gòu)體模數(shù)對齊。
該模數(shù)則是 #pragma pack 指定的數(shù)值與結(jié)構(gòu)體內(nèi)最大的基本數(shù)據(jù)類型成員長度相比較得到的數(shù)值較小者。結(jié)構(gòu)體的長度應(yīng)該是該模數(shù)的整數(shù)倍。
數(shù)據(jù)類型自身對齊:
所謂“對齊在N上”,是指“存放的起始位置是%N = 0”.
總結(jié)
到此這篇關(guān)于C語言結(jié)構(gòu)體(struct)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言結(jié)構(gòu)體struct內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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