【指针与结构体的使用详解】

指针与结构体的使用详解（C语言）

在C语言中，结构体（struct） 和 指针（pointer） 是两个非常重要的概念。将它们结合使用，可以实现很多复杂的数据结构，比如链表、树、图等。

一、结构体基本使用

1. 定义结构体

struct Person {
    char name[50];
    int age;
    float height;
};

这定义了一个名为 Person 的结构体类型，包含三个成员：名字、年龄、身高。

2. 声明结构体变量

struct Person p1;

也可以用 typedef 简化：

typedef struct {
    char name[50];
    int age;
    float height;
} Person;

Person p2;  // 直接使用 Person 类型

二、指针与结构体的结合使用

1. 定义结构体指针

struct Person *ptr;

或使用 typedef 后的简写：

Person *ptr;

2. 给结构体指针分配内存

ptr = (Person*)malloc(sizeof(Person));

注意：使用完后记得释放内存：

free(ptr);

3. 访问结构体成员（两种方式）

• 点运算符（.）：用于普通结构体变量
• 箭头运算符（->）：用于结构体指针

Person p;
p.age = 20;

Person* ptr = &p;
ptr->age = 25;  // 等价于 (*ptr).age = 25;

三、指针与结构体在链表中的典型应用

链表是最经典的结构体与指针结合使用的例子。

1. 定义链表结构体

typedef struct Node {
    int data;
    struct Node* next;  // 指向下一个节点
} Node, *LinkList;

• Node 表示链表节点；
• LinkList 是指向 Node 的指针，常用于表示链表头指针。

2. 创建链表节点

Node* createNode(int value) {
    Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    if (!newNode) {
        printf("内存分配失败\n");
        exit(1);
    }
    newNode->data = value;
    newNode->next = NULL;
    return newNode;
}

3. 尾插法创建链表

LinkList createList() {
    int value;
    LinkList head = NULL, tail = NULL;

    printf("请输入整数序列（输入9999结束）：\n");
    while (1) {
        scanf("%d", &value);
        if (value == 9999) break;

        Node* newNode = createNode(value);
        if (head == NULL) {
            head = tail = newNode;
        } else {
            tail->next = newNode;
            tail = newNode;
        }
    }
    return head;
}

4. 打印链表

void printList(LinkList head) {
    Node* current = head;
    while (current != NULL) {
        printf("%d -> ", current->data);
        current = current->next;
    }
    printf("NULL\n");
}

5. 主函数调用

int main() {
    LinkList list = createList();
    printList(list);

    // 释放内存（可选）
    Node* current = list;
    while (current != NULL) {
        Node* temp = current;
        current = current->next;
        free(temp);
    }

    return 0;
}

四、你可能遇到的问题与解答

❓1. typedef struct Node { ... } Node, *LinkList; 是什么意思？

• Node 是结构体类型别名，等价于 struct Node；
• LinkList 是指向 Node 的指针别名，等价于 Node*；
• 常用于链表定义，简化写法。

✅ 示例：

LinkList head;  // 等价于 Node* head;

❓2. 为什么用指针访问结构体成员要用 -> 而不是 .？

• . 用于普通结构体变量；
• -> 是 (*ptr). 的简写方式，用于结构体指针。

✅ 示例：

Node node;
node.data = 10;  // 正确

Node* ptr = &node;
ptr->data = 20;  // 正确
(*ptr).data = 30;  // 也正确，但写法麻烦

❓3. malloc 是做什么的？为什么结构体要动态分配？

• malloc 是在堆上分配内存；
• 结构体变量如果在函数中定义，函数结束后就会被释放；
• 使用 malloc 可以在函数外部继续访问结构体内容。

✅ 示例：

Node* createNode(int value) {
    Node* node = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    node->data = value;
    node->next = NULL;
    return node;
}

❓4. 为什么要用 typedef？

• 简化结构体声明；
• 避免每次都写 struct Node；
• 提高代码可读性和可维护性。

✅ 不使用 typedef：

struct Node {
    int data;
    struct Node* next;
};
struct Node* head;

✅ 使用 typedef：

typedef struct Node {
    int data;
    struct Node* next;
} Node;

Node* head;

❓5. Node* head = NULL; 和 LinkList head = NULL; 是一样的吗？

✅ 是的，它们是等价的。

• Node* head 和 LinkList head 都是结构体指针；
• LinkList 是 Node* 的别名。

五、完整示例代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 定义链表结构体
typedef struct Node {
    int data;
    struct Node* next;
} Node, *LinkList;

// 创建节点
Node* createNode(int value) {
    Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));
    newNode->data = value;
    newNode->next = NULL;
    return newNode;
}

// 创建链表（尾插法）
LinkList createList() {
    int value;
    LinkList head = NULL, tail = NULL;

    printf("请输入整数序列（输入9999结束）：\n");
    while (1) {
        scanf("%d", &value);
        if (value == 9999) break;

        Node* newNode = createNode(value);
        if (head == NULL) {
            head = tail = newNode;
        } else {
            tail->next = newNode;
            tail = newNode;
        }
    }
    return head;
}

// 打印链表
void printList(LinkList head) {
    Node* current = head;
    while (current != NULL) {
        printf("%d -> ", current->data);
        current = current->next;
    }
    printf("NULL\n");
}

// 主函数
int main() {
    LinkList list = createList();
    printList(list);

    // 释放内存
    Node* current = list;
    while (current != NULL) {
        Node* temp = current;
        current = current->next;
        free(temp);
    }

    return 0;
}

六、总结

✅ 你可能需要练习的场景

• 创建双向链表（含 prev 和 next 指针）
• 使用结构体模拟学生管理系统
• 用结构体和指针实现栈、队列