赵老师笔记----结构体

是一种构造数据类型

跟数组一样，也是构造数据类型

数组：

相同数据类型数据的集合

引入：

教务系统录入每个同学的成绩

int num;

char name[20];

char sex;

int age;

int score[7];

录入一个班的学生如何解决

解决方案一，用变量名区别每个学生：

int num1;

char name1[20];

char sex1;

int age1;

int score1[7];

int num2;

char name2[20];

char sex2;

int age2;

int score2[7];

解决方案二,用数组解决：

int num[50];

char name[50][20];

char sex[50];

int age[50];

int score[50][7];

一、结构体的概念及定义方法

1、概念：

结构体是一种构造数据类型，是一种不同数据类型的变量的集合

2、定义方法：

①先定义结构体类型，再去定义变量

struct 结构体类型名

｛

成员变量；

｝；

struct 结构体类型名 变量名；

struct student

｛

int num;

char name[20];

char sex;

int age;

int score[7];

｝；

struct student class[50]；

②定义结构体时，顺便定义变量

struct 结构体类型名

｛

成员变量；

｝变量名，变量名2；

struct student

｛

int num;

char name[20];

char sex;

int age;

int score[7];

｝class1[50]，class2[50]；

struct student class3[50]；

③在定义结构体时可以没有结构体类型名，这样只能顺便定义变量。

由于没有类型名，所以以后不能再定义该结构体型的变量了 

struct 

｛

成员变量；

｝变量名，变量名2；

struct

｛

int num;

char name[20];

char sex;

int age;

int score[7];

｝class1[50]，class2[50]；

④最常用方法

 先用结构体类型定义类型名，然后用新的类型名去定义变量

 typedef struct 结构体类型名

｛

成员变量；

｝新类型名；

新类型名 变量名；

 typedef struct student

｛

int num;

char name[20];

char sex;

int age;

int score[7];

｝STU;

STU class1[50]，class2[50]；

struct student class1[50]，class2[50]；

二、结构体变量的初始化及使用

（1）整体初始化

 typedef struct student

｛

int num;

char name[20];

char sex;

int age;

｝STU;

STU liming={100,"liming",'m',19};

（2）利用单个成员变量初始化

 typedef struct student

｛

int num;

char name[20];

char sex;

int age;

｝STU;

STU liming;

liming.num=100;

strcpy(liming->name,"liming");

liming.sex='m';

liming.age=19;

（3）使用时通过.去引用个成员变量

liming.num=100;

strcpy(liming.name,"liming");

liming.sex='m';

liming.age=19;

（4）若是结构体指针变量，如何引用成员变量？？

 typedef struct student

｛

int num;

char name[20];

char sex;

int age;

｝STU;

STU *liming;

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

#include "string.h"

int main(int argc, char *argv[])

{

typedef struct student

{

int num;

char name[20];

char sex;

int age;

}STU;

STU *liming=(STU *)malloc(sizeof(STU));

liming->num=100;

strcpy(liming->name,"liming");

liming->sex='m';

liming->age=19;

printf("%d---%s----%c----%d\n",liming->num,liming->name,liming->sex,liming->age);

return 0;

}

（5）结构体多级引用

struct date

{

int year;

int month;

int day;

}; 

 typedef struct student

｛

int num;

char name[20];

char sex;

struct date birthday;

｝STU;

STU liming;

liming.birthday.year

练习：利用多级结构体定义，打印学生的生日信息，指针或普通变量

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

#include "string.h"

int main(int argc, char *argv[])

{

struct date

{

int year;

int month;

int day;

}; 

typedef struct student

{

int num;

char name[20];

char sex;

struct date birthday;

}STU;

STU liming={100,"liming",'m',{2005,10,20}};

STU *pliming;

pliming=&liming;

printf("%d---%d----%d\n",liming.birthday.year,liming.birthday.month,liming.birthday.day);

printf("%d---%d----%d\n",pliming->birthday.year,pliming->birthday.month,pliming->birthday.day);

printf("%d---%d----%d\n",(*pliming).birthday.year,(*pliming).birthday.month,(*pliming).birthday.day);

return 0;

}

（6）相同的结构体可以整体赋值；

 typedef struct student

｛

int num;

char name[20];

char sex;

int age;

｝STU;

STU liming={100,"liming",'m',19}，zhangsan;

zhangsan=liming;

（7）结构体递归定义

 typedef struct student

｛

int num;

char name[20];

char sex;

int age;

struct student *next;

｝STU;

三、结构体数组

数组，其次他是相同结构体类型的集合

 typedef struct student

｛

int num;

char name[20];

char sex;

int age;

｝STU;

STU  class[50];

练习：定义一个结构体数组，求学生平均成绩

四、结构体指针

1.定义 typedef struct student

{

int num;

char name[20];

char sex;

struct date birthday;

}STU;

STU liming={100,"liming",'m',{2005,10,20}};

STU *pliming=&liming;

2.访问结构体变量的成员

①通过普通结构体变量去访问

liming.num;//通过结构体变量名.成员变量名

②(*pliming).num；//*pliming相当于liming

③pliming->num;//指针->成员变量名，千万注意这时候它只是一个普通变量，而非指针

以上三种方式等价。

3.结构体指针应用场合

①利用结构体指针可以保存结构体变量的地址

STU liming={100,"liming",'m',{2005,10,20}};

STU *pliming=&liming;

②利用该地址可以进行传参给函数,可以改值

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

#include "string.h"

typedef struct student

{

int num;

char name[20];

char sex;

}STU;

void chgname(STU *p)

{

strcpy(p->name,"zhangsan");

p->num=110;

p->sex='F';

}

int main(int argc, char *argv[])

{

STU liming={100,"liming",'m'};

printf("%d---%s----%c\n",liming.num,liming.name,liming.sex);

chgname(&liming);

printf("**********************\n");

printf("%d---%s----%c\n",liming.num,liming.name,liming.sex);

return 0;

}

③传结构体数组的地址，同样可以改值

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

#include "string.h"

typedef struct student

{

int num;

char name[20];

char sex;

}STU;

void chgname(STU *p)

{

strcpy(p[1].name,"libai");

p[1].num=110;

(*(p+0)).sex='f';

}

int main(int argc, char *argv[])

{

int i;

STU liming[2]={{100,"liming",'m'},{101,"zhangsan",'f'}};

for (i=0;i<2;i++)

printf("%d---%s----%c\n",liming[i].num,liming[i].name,liming[i].sex);

chgname(liming);

printf("**********************\n");

for (i=0;i<2;i++)

printf("%d---%s----%c\n",liming[i].num,liming[i].name,liming[i].sex);

printf("%p\n",liming);

printf("%p\n",&liming[0]);

printf("%p\n",&(liming[0].num));

return 0;

}

注意：结构体变量的地址编号和结构体第一个成员变量的地址编号相同，但指针的类型不同

  结构体数组的地址就是结构体数组中第0个元素的地址

五、结构体内存分配

结构体的总大小是否是各成员变量大小的简单只和？？？

typedef struct A

{   

    char sex;

int age;

short num;

}A; sizeof(A)=12

typedef struct B

{   

    char sex;

short num;

int age;

}B; sizeof(B)=8

①字节序

系统向内存中存放多字节数据时，数据中个字节的排序

unsigned int x=0x12345678;

何为大端计算机何为小端计算机？？

编写一个小程序实现计算机大小端的判断，并在屏幕输出提示信息。

说明：大端计算机表示，高地址存放数据低位，低地址存放数据高位;小端计算机表示，低地址存放数据低位，高地址存放数据高位。

#include "stdio.h"

int main(int argc, char *argv[])

{

unsigned int x=0x12345678;

char b=0x78;

char c=(char)x;

if (c==b)

printf("小端计算机\n");

else

printf("大端计算机\n");

return 0;

}

②地址对齐

为了提高cpu访问内存数据的效率，牺牲空间来换取效率

char a;1

short b;2

int c;4

float d;4

double e;8

cpu 32bit 4byte

（1）自然对齐

起始地址能被长度整除，称为自然对齐

（2）适当对齐

起始地址能被M值整除称为适当对齐

M值：长度<机器字长，M值=长度

长度>=机器字长，M值=机器字长

数组：按元素类型适当对齐

结构体：成员中M值最大的对齐

公用体：成员中M值最大的对齐

（3）使用#pragma pack改变默认对其原则

格式：

#pragma pack (value)时的指定对齐值value。

1.value只能是：1  2  4  8等

2.指定对齐值与数据类型对齐值相比取较小值

如：如果指定对齐值：

  设为1：则short、int、float等均为1

  设为2：则char仍为1，short为2，int 变为2

#include "stdio.h"

int main(int argc, char *argv[])

{

#pragma pack(2)

typedef struct

{

  int aa1; //2个字节对齐 1111 4

  char bb1;//1个字节对齐 1

  short cc1;//2个字节对齐 011  4

  char dd1; //1个字节对齐 1    2

  } testlength1;

int length1 = sizeof(testlength1); 

printf("A的大小%d\n",length1); 10

return 0;

}

#include "stdio.h"

int main(int argc, char *argv[])

{

#pragma pack(4)

typedef struct

{

  int aa1; //4个字节对齐 1111  4

  char bb1;//1个字节对齐 1

  short cc1;//2个字节对齐 011   4

  char dd1; //1个字节对齐 1      4

  } testlength1;

int length1 = sizeof(testlength1); 

printf("A的大小%d\n",length1); 12

return 0;

}

规则1：以多少个字节单元去开辟内存

没有指定，就以默认的M值去开辟空间，以较大的数据类型占的字节数去开辟空间

typedef struct A

{   

    char sex;2

short num;2

}A; sizeof(A)=4

typedef struct A

{   

    char sex;4

int age;4

short num;4

}A; sizeof(A)=12

#pragma pack(value)以value个字节去开辟内存

#pragma pack(2)

typedef struct A

{   

    char sex;2

int age;4

short num;2

}A; sizeof(A)=8

#pragma pack(4)

typedef struct A

{   

    char sex;4

int age;4

short num;4

}A; sizeof(A)=12

规则2：字节对齐

#pragma pack(4)

typedef struct A

{   

    char sex;1

short num;011

int age;4

}A; sizeof(A)=8

#pragma pack(2)

typedef struct A

{   

    char sex;2

short num;2

int age;4

}A; sizeof(A)=8

六、位段

在结构体中，以位为单位的成员变量，称之为位段（位域）

struct packed_data

｛

unsigned int a:2;

unsigned int b:1;

unsigned int  :5;无意义位段

unsigned int c:6;

unsigned int :0;

unsigned int d:23;（另一个单元）

｝

例子：

#include "stdio.h"

int main(int argc, char *argv[])

{

typedef struct A

{   

    unsigned char led:2;

unsigned char    :2;

unsigned char key:1;

unsigned char button:2;

}A; 

int length1 = sizeof(A); 

A aa;

aa.led=2;

aa.key=0;

aa.button=2;

unsigned char bb=*((char*)&aa);

printf("A的大小%d\n",length1);

printf("bb的值%x\n",bb);

return 0;

}

七、公用体

union

定义方式同结构体，有三种方式

最常用方法

 先用结构体类型定义类型名，然后用新的类型名去定义变量

 typedef union 公用体类型名

｛

成员变量；

｝新类型名；

新类型名 变量名；

 typedef union 

｛

int num;

int age;

char sex;

｝DATA;

公用体特点：

①成员变量公用一块内存

②在某一时刻，只有一个成员变量起作用

③所有成员变量地址相同

④成员变量的初始化

DATA a ={123};//初始化公用体的第一成员

#include "stdio.h"

int main(int argc, char *argv[])

{

 typedef union 

{

int num;

int age;

char sex;

}DATA;

DATA aa;

aa.num=20;

aa.age=30;

aa.sex=10;

printf("num+age+sex=%d\n",aa.num+aa.age+aa.sex);

return 0;

}

对齐：公用体按最大的成员变量的字节数对齐

八、枚举

enum

定义：

enum 枚举名

{

枚举值表     //多个时逗号隔开

};

举例：

enum week

{mon, tue ,wed ,thu, fri, sat, sun};

#include "stdio.h"

int main(int argc, char *argv[])

{

enum week{mon, tue ,wed ,thu, fri, sat, sun}a,b,c;

enum bool{false,true}d;

a=mon;

b=thu;

c=sun;

d=true;

printf("%d,%d,%d\n",a,b,c);

if (d==true)

printf("d为真！\n");

return 0;

}

可以改变枚举值的默认值：

enum week  //枚举类型

{

    mon=3，tue，wed，thu，fri，sat,sun

};

    mon=3  tue=4,以此类推

综合练习

1.练习结构体数组排序　　 

从键盘输入5个学生的信息（姓名、学号、成绩）,

存入一个结构体数组中，计算平均分，并按成绩

高低排序并输出.

2.利用Sleep函数结合结构体，编写一个模拟时钟

#include <windows.h>

Sleep(1);  //1ms