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【C语言】自定义类型：结构体深入解析（一）

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文章目录

  • 📝前言
  • 🌠 什么是结构体？
  • 🌅 结构体类型的声明和创建
  • 🌠 结构体变量的初始化
  • 🌅 结构成员访问操作符
  • 🌠 匿名结构体类型
  • 🌅 结构的⾃引⽤
  • 🚩总结

📝前言

本小节，阿森继续和你一起学习什么是结构体？结构体类型的声明和创建，然后就是结构体的初始化，随即学习结构成员的访问操作符来更好的打印结构体的数据，当然还有匿名结构体类型，和结构的自引用。文章干货满满，接下来我们就学习一下结构体吧 😃！

🌠 什么是结构体？

结构体是一种用户定义的数据类型，它允许用户根据需要组合不同类型的变量。

struct Student 
{
  char name[20];
  int age;
  float score;
};

结构体通过struct关键字来定义，它允许将多个不同类型的数据元素组合在一起，这些数据元素称为结构体的成员。

🌅 结构体类型的声明和创建

  1. 结构体类型的声明
struct 结构体类型标签名 
{
  成员声明1;
  成员声明2;
  ...
};//分号不能丢

例如：

struct Student//此时只是声明了 Student 类型，
{				//但还没有创建任何 Student 类型的变量。
  int id;
  char name[20];
  float score;
};//分号不能丢
  1. 创建结构体类型的变量的语法如下：
struct 结构体类型名 变量名;

例如：

创建一个名为student1的学生结构体变量：
struct Student student1;

也可以在声明结构体类型的同时创建变量：
struct Stu
{
	char name[20];//名字
	int age;//年龄
	char sex[5];//性别
	char id[20];//学号
};
struct Stu s1;
struct Stu s2;

3.typedef关键字来为结构体类型定义别名，然后创建结构体变量：

// 首先定义一个结构体类型
struct Student 
{
  int id;
  char name[20];
};

int main() 
{

  // 使用typedef为Student结构体类型定义一个别名StudentType
  typedef struct Student StudentType;  

  // 使用原结构体类型定义变量
  struct Student st1;

  // 使用新的类型别名定义变量 
  StudentType st2;

  // 访问结构体成员
  st1.id = 1001;
  st2.id = 1002;

  return 0;
}

typedef struct Student StudentType可以理解使用typedef把 struct Student重新取了一个名字 StudentType ，此时这个 StudentTye 就是一个类型，比如：int a;这个StudentTye就相当于int， StudentType st2 ;当然，这个 struct Student 也可以理解为 int ，所以也可以这么用 struct Student st1 ;

🌠 结构体变量的初始化

结构体变量的初始化主要有两种方式：

  1. 按照默认顺序初始化：

默认情况下，结构体成员的初始化顺序与它们在结构体定义中的顺序相同。

例如：

struct Stu
{
	char name[20];//名字
	int age;//年龄
	char sex[5];//性别
	char id[20];//学号
}p1;
struct Stu s1 = { "asenyaozixin",11,"男","2023012018" };
//定义结构体变量s2
  1. 指定顺序初始化：

可以通过在列表中指定成员名来指定成员的初始化顺序：

例如：

struct Stu
{
	char name[20];//名字
	int age;//年龄
	char sex[5];//性别
	char id[20];//学号
};
struct Stu s2 = { .age = 66,.id = "2023001001",.name = "ahuibuyiban",.sex = "nv" };

完整示例且打印：

struct Stu
{
	char name[20];//名字
	int age;//年龄
	char sex[5];//性别
	char id[20];//学号
};
int main()
{
	struct Stu s1 = { "asenyaozixin",11,"nan","2023012018" };//按照默认顺序初始化
	struct Stu s2 = { .age = 66,.id = "2024001001",.name = "ahuibuyiban",.sex = "nv" };//指定顺序初始化
	printf("%s %d %s %s\n", s1.name, s1.age, s1.sex, s1.id);
	printf("%s %d %s %s\n", s2.name, s2.age, s2.sex, s2.id);

	return 0;
}

打印结果：

🌅 结构成员访问操作符

结构成员访问操作符用于访问结构体中的成员变量。

结构体成员的直接访问

  1. 结构体成员的直接访问—-点操作符(.)
    使⽤⽅式：结构体变量.成员名

使用点操作符可以访问结构的普通成员，例如：

struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
} s3 = { "熊大", 33, 66.0f }, s4 = {"熊二", 18, 100.0f};//全局变量

int main()
{
	struct Stu s1 = {"zhangsan", 20, 95.5f};//局部变量
	struct Stu s2 = {"lisi", 18, 87.5f};
	struct Stu s5 = {.score= 98.5f, .name="hehe", .age = 18};

	//. 结构成员访问操作符
	//结构体变量.成员名
	//
	printf("%s %d %f\n", s1.name, s1.age, s1.score);
	printf("%s %d %f\n", s2.name, s2.age, s2.score);
	printf("%s %d %f\n", s3.name, s3.age, s3.score);
	printf("%s %d %f\n", s4.name, s4.age, s4.score);
}

输出：

  1. 结构体成员的间接访问—-箭头操作符(->)
    使⽤⽅式：结构体指针->成员名

当结构体变量声明为结构体指针时，使用箭头操作符访问其成员：

struct Stu
{
	char name[20];
	int age;
	float score;
} s3 = { "熊大", 33, 66.0f }, s4 = {"熊二", 18, 100.0f};//全局变量

int main()
{
	struct Stu s1 = {"zhangsan", 20, 95.5f};//局部变量
	struct Stu s2 = {"lisi", 18, 87.5f};
	struct Stu s5 = {.score= 98.5f, .name="hehe", .age = 18};

	//结构体指针
	struct Stu* p1 = &s1;//取出s1的地址
	struct Stu* p2 = &s2;//取出s2的地址
	struct Stu* p3 = &s3;//取出s3的地址
	struct Stu* p4 = &s4;//取出s4的地址
	struct Stu* p5 = &s5;//取出s5的地址

	printf("%s %d %f\n", p1->name, p1->age, p1->score);
	printf("%s %d %f\n", p2->name, p2->age, p2->score);
	printf("%s %d %f\n", p3->name, p3->age, p3->score);
	printf("%s %d %f\n", p4->name, p4->age, p4->score);
	printf("%s %d %f\n", p5->name, p5->age, p5->score);

	//结构体指针->成员名
	
	return 0;
}

输出：

🌠 匿名结构体类型

匿名结构体类型就是没有给结构体类型起名字的结构体类型。

匿名结构体的定义方式：

struct 
{
  成员1 数据类型;
  成员2 数据类型;
  ...
} 变量名1, 变量名2, ...;

例如：

struct
{
    int a;
    char b;
    float c;
} x;

匿名结构体的特点是：

  • 不需要给结构体起名字，定义时不指定结构体名称。

  • 只能在定义它的代码块内使用，不能在其他地方再次使用这个匿名结构体类型。

思考：下⾯的两个结构在声明的时候省略掉了结构体标签（tag），然后主函数里的p = &x的代码合法吗?

struct
{
	int a;
	char b;
	float c;
} x;

struct
{
	int a;
	char b;
	float c;
} *p;


int main()
{
	p = &x;//?代码合法吗？
	return 0;
}

输出没问题但有警告：

警告：
编译器会把上⾯的两个声明当成完全不同的两个类型，所以是⾮法的。
匿名的结构体类型，如果没有对结构体类型重命名的话，基本上只能使⽤⼀次。

🌅 结构的⾃引⽤

结构的自引用指的是结构体内部包含自己类型的指针成员，通过这个指针可以实现结构体之间的引用关系。

⾃引⽤⽅式：

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

// Node结构体包含一个指向Node结构体的指针next
// 通过next可以实现链表节点之间的引用关系

  • 思考1：
    在结构中包含⼀个类型为该结构本⾝的成员是否可以呢？
    ⽐如，定义⼀个链表的节点：
struct Node
{
 int data;
 struct Node next;
};

上述代码正确吗？如果正确，那 sizeof(struct Node) 是多少？
仔细分析，其实是不⾏的，因为⼀个结构体中再包含⼀个同类型的结构体变量，这样结构体变量的⼤⼩就会⽆穷的⼤，是不合理的。

代码运行：

图解分析：

  • 思考2：
    在结构体⾃引⽤使⽤的过程中，夹杂了 typedef 对匿名结构体类型重命名，也容易引⼊问题，看看下⾯的代码，可⾏吗？
typedef struct 
{
	int data;//存放数据
	Node* next;//存放写一个节点的地址
}Node;
int main()
{

	return 0;
}

运行：

分析：
首先使用typedef给前面匿名结构体起了别名Node，还不是类型，但是在typedef语句内，struct定义部分还没有结束，所以在struct内部使用Node声明next时，Node类型还未通typedef获得定义，仅仅是对匿名结构体的一个重命名，就提前使⽤Node类型来创建成员变量。

解决⽅案如下：定义结构体不要使⽤匿名结构体了
如下：
先定义结构体：

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

再使用typedef给它起别名：

typedef struct Node Node;

或者一步完成：

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

🚩总结

这次阿森和你一起学习结构体的结构体类型的声明和创建，初始化，访问操作符，这是结构体基础知识，但阿森会慢慢和你一起学习，从基础到进阶。感谢你的收看，如果文章有错误，可以指出，我不胜感激，让我们一起学习交流，如果文章可以给你一个小小帮助，可以给博主点一个小小的赞😘

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