数组是一组具有相同类型的数据的集合。但在实际的编程过程中,我们往往还需要一组类型不同的数据,例如对于学生信息登记表,姓名为字符串,学号为整数,年龄为整数,所在的学习小组为字符,成绩为小数,因为数据类型不同,显然不能用一个数组来存放。
在C语言中,可以使用结构体(Struct)来存放一组不同类型的数据。结构体的定义形式为:
struct 结构体名{
结构体所包含的变量或数组
};
结构体是一种集合,它里面包含了多个变量或数组,它们的类型可以相同,也可以不同,每个这样的变量或数组都称为结构体的成员(Member)。请看下面的一个例子:
- struct stu{
- char *name; //姓名
- int num; //学号
- int age; //年龄
- char group; //所在学习小组
- float score; //成绩
- };
stu 为结构体名,它包含了 5 个成员,分别是 name、num、age、group、score。结构体成员的定义方式与变量和数组的定义方式相同,只是不能初始化。
注意大括号后面的分号 ;
不能少,这是一条完整的语句。
结构体也是一种数据类型,它由程序员自己定义,可以包含多个其他类型的数据。
像 int、float、char 等是由C语言本身提供的数据类型,不能再进行分拆,我们称之为基本数据类型;而结构体可以包含多个基本类型的数据,也可以包含其他的结构体,我们将它称为复杂数据类型或构造数据类型。
结构体变量
既然结构体是一种数据类型,那么就可以用它来定义变量。例如:
struct stu stu1, stu2;
定义了两个变量 stu1 和 stu2,它们都是 stu 类型,都由 5 个成员组成。注意关键字struct
不能少。
stu 就像一个“模板”,定义出来的变量都具有相同的性质。也可以将结构体比作“图纸”,将结构体变量比作“零件”,根据同一张图纸生产出来的零件的特性都是一样的。
你也可以在定义结构体的同时定义结构体变量:
- struct stu{
- char *name; //姓名
- int num; //学号
- int age; //年龄
- char group; //所在学习小组
- float score; //成绩
- } stu1, stu2;
将变量放在结构体定义的最后即可。
如果只需要 stu1、stu2 两个变量,后面不需要再使用结构体名定义其他变量,那么在定义时也可以不给出结构体名,如下所示:
- struct{ //没有写 stu
- char *name; //姓名
- int num; //学号
- int age; //年龄
- char group; //所在学习小组
- float score; //成绩
- } stu1, stu2;
这样做书写简单,但是因为没有结构体名,后面就没法用该结构体定义新的变量。
理论上讲结构体的各个成员在内存中是连续存储的,和数组非常类似,例如上面的结构体变量 stu1、stu2 的内存分布如下图所示,共占用 4+4+4+1+4 = 17 个字节。
但是在编译器的具体实现中,各个成员之间可能会存在缝隙,对于 stu1、stu2,成员变量 group 和 score 之间就存在 3 个字节的空白填充(见下图)。这样算来,stu1、stu2 其实占用了 17 + 3 = 20 个字节。
关于成员变量之间存在“裂缝”的原因,我们将在《C语言内存精讲》专题中的《C语言内存对齐,提高寻址效率》一节中详细讲解。
成员的获取和赋值
结构体和数组类似,也是一组数据的集合,整体使用没有太大的意义。数组使用下标[ ]
获取单个元素,结构体使用点号.
获取单个成员。获取结构体成员的一般格式为:
结构体变量名.成员名;
通过这种方式可以获取成员的值,也可以给成员赋值:
- #include <stdio.h>
- int main(){
- struct{
- char *name; //姓名
- int num; //学号
- int age; //年龄
- char group; //所在小组
- float score; //成绩
- } stu1;
- //给结构体成员赋值
- stu1.name = "Tom";
- stu1.num = 12;
- stu1.age = 18;
- stu1.group = 'A';
- stu1.score = 136.5;
- //读取结构体成员的值
- printf("%s的学号是%d,年龄是%d,在%c组,今年的成绩是%.1f!\n", stu1.name, stu1.num, stu1.age, stu1.group, stu1.score);
- return 0;
- }
运行结果:
Tom的学号是12,年龄是18,在A组,今年的成绩是136.5!
除了可以对成员进行逐一赋值,也可以在定义时整体赋值,例如:
- struct{
- char *name; //姓名
- int num; //学号
- int age; //年龄
- char group; //所在小组
- float score; //成绩
- } stu1, stu2 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 };
不过整体赋值仅限于定义结构体变量的时候,在使用过程中只能对成员逐一赋值,这和数组的赋值非常类似。
需要注意的是,结构体是一种自定义的数据类型,是创建变量的模板,不占用内存空间;结构体变量才包含了实实在在的数据,需要内存空间来存储。
习题精讲
设有一组学生的成绩数据已经放在结构数组boy中, 1)计算不及格人数。要求:使用结构指针变量作为函数参数编程。
2)在学生wang ming之前添加一条记录“105, ma li, f, 20”,并输出所有学生信息。
3)学生cheng 1ing已转学,请将其记录从数组中删除,并输出所有学生信息。
#include<stdio.h>
#include<string.h>
typedef struct stu
{
int num;
char name[20];
char gender;
double score;
}BOY;
int unpass(BOY boy[],int length);
void add(BOY *p);
void add_printf(BOY *p,int length);
void sub(BOY *p);
int main()
{
BOY boy[6] =
{
{
101,"li ping",'m',45
},
{
102,"zhang ping",'m',62.5
},
{
103,"he fang",'m',92.5
},
{
104,"cheng ling",'f',87
},
{
106,"wang ming",'m',58
}
};
int ret = 0;
ret = unpass(boy,6);
printf("%d\n",ret);
BOY *p;
p = &boy;
add(p);
add_printf(p,6);
sub(p);
add_printf(p,6);
}
int unpass(BOY boy[],int length)
{
int i =0;
for(int j = 0;j<length-1;j++)
{
if(boy[j].score<60.0)
{
i++;
}
}
return i;
}
void add(BOY *p)
{
*(p+5) = *(p+4);
(*(p+4)).num = 105;
strcpy((*(p+4)).name ,"ma li");
(*(p+4)).gender = 'f';
(*(p+4)).score = 20;
}
void add_printf(BOY *p,int length)
{
for(int i = 0;i<length;i++)
{
if((*(p+i)).num ==0)
{
}
else
{
printf("id=%d name=%s gender=%c score=%.2f\n",(*(p+i)).num,(*(p+i)).name,\
(*(p+i)).gender,(*(p+i)).score);
}
}
printf("\n\n");
}
void sub(BOY *p)
{
(*(p+3)).num = 0;
strcpy((*(p+3)).name ,"0");
(*(p+3)).gender = '0';
(*(p+3)).score = 0;
}
编写一个程序,完成根据学员姓名查询成绩的功能(要求查询通过函数实现),定义一个学员结构体,包含姓名,成绩,定义一个结构体数组,保存所有学员的信息(假定有3个学生),首先录入学员信息,然后调用查询函数获得要查询学员成绩
//编写一个程序,完成根据学员姓名查询成绩的功能(要求查询通过函数实现),定义一个学员结构体,包含姓名,成绩,定义一个结构体数组,保存所有学员的信息(假定有3个学生),首先录入学员信息,然后调用查询函数获得要查询学员成绩
#include<stdio.h>
#include<string.h>
typedef struct
{
char name[20];
float score;
}Stu;
void scan(Stu stu[],int n)
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
{
printf("请输入第%d个学生的姓名、成绩:\n",i+1);
scanf("%s",&stu[i].name);
scanf("%f",&stu[i].score);
}
}
void find (Stu stu[],int length)
{
int i,j=1;
char name[20];
printf("请输入要查找的学生名字:");
getchar();
gets(name);
for(i=0;i<length;i++)
{
j=strcmp(name,stu[i].name);
if(j==0)
{
printf("该同学的成绩为%.2f\n",stu[i].score);
break;
}
}
if(i==length)
printf("哒咩~");
}
int main()
{
int num;
printf("请输入学生人数:");
scanf("%d",&num);
Stu stu[num];
scan(stu,num);
find(stu,num);
return 0;
}