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嵌入式C語言中結(jié)構(gòu)體詳解2016
C語言允許用戶自己指定這樣一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它由不同類型的數(shù)據(jù)組合成一個整體，以便引用，這些組合在一個整體中的數(shù)據(jù)是互相聯(lián)系的，這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為結(jié)構(gòu)體，它相當(dāng)于其它高級語言中記錄。
聲明一個結(jié)構(gòu)休類型的一般形式如下：
struct 結(jié)構(gòu)體名
{成員列表};
結(jié)構(gòu)體名，用作結(jié)構(gòu)體類型的標(biāo)志，它又稱 結(jié)構(gòu)體標(biāo)記，大括號內(nèi)是該結(jié)構(gòu)體中的各個成員，由它們組成一個結(jié)構(gòu)體，對各成員都應(yīng)進行類型聲明如：
類型名 成員名;
也可以把 成員列表稱為 域表，第一個成員也稱為結(jié)構(gòu)體中的一個域。成員名定名規(guī)則寫變量名同。
struct student
{
int num;
char name[20];
char sex;
int age;
float score;
char addr[30];
};
定義結(jié)構(gòu)體類型變量的方法
前面只是指定了一個結(jié)構(gòu)體類型，它相當(dāng)于一個模型，但其中并無具體數(shù)據(jù)，系統(tǒng)對之也不分配實際內(nèi)存單元，為了能在程序中使用結(jié)構(gòu)類型的數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)定義結(jié)構(gòu)體類型的變量，并在其中存放具體的數(shù)據(jù)，可以采取以下3種方法定義結(jié)構(gòu)體類型變量。
(1)先聲明結(jié)構(gòu)體類型再定義變量名
如上面已定義了一個結(jié)構(gòu)體類型 struct student，可以用它來定義變量。如：
struct student //結(jié)構(gòu)體類型名
student1, student2//結(jié)構(gòu)體變量名
定義了 student1, student2 為 struct student 類型的變量。
在定義了結(jié)構(gòu)體變量后，系統(tǒng)會為之分配內(nèi)存單元。例如 student1 和 student2在內(nèi)存中各占59個字節(jié)。
應(yīng)當(dāng)注意，將一個變量定義為標(biāo)準(zhǔn)類型(基本數(shù)據(jù)類型)與定義為結(jié)構(gòu)體類型不同之處在于后者不僅要求指定變量為結(jié)構(gòu)體類型，而且要求指定為某一特定的結(jié)構(gòu)體類型(例如 struct student 類型)，因為可以定義出許多種具體的結(jié)構(gòu)體類型。而在定義變量為整形時，只需指定為 int 型即可。
(2)在聲明類型的同時定義變量
例如：
struct student
{
int num;
char name[20];
char sex;
int age;
float score;
char addr[30];
}student1, student2;
它的作用與第一種方法相同，即定義了兩個 struct student 類型的變量 student1, student2 這種形式的定義的一般形式為
struct 結(jié)構(gòu)體名
{
成員表列
}變量名表列;
(3)直接定義結(jié)構(gòu)類型變量
其一般形式為
struct
{
成員表列
}變量名表列;
即不出現(xiàn)結(jié)構(gòu)體名。
關(guān)于結(jié)構(gòu)體類型，有幾點要說明：
a. 類型與變量是不同的概念，不是混同，只能對變量賦值，存取或運算，而不能對一個類型賦值，存取或運算。在編譯時，對類型是不分配空間的，只對變量分配空間。
b. 對結(jié)構(gòu)體中的成員(即 域)可以單元使用，它的作用與地位相當(dāng)于普通變量，
c. 成員也可以是一個結(jié)構(gòu)體變量。
如：
struct date // 聲明一個結(jié)構(gòu)體類型
{
int month;
int day;
int year;
}
struct student
{
int num;
char name[20];
char sex;
int age;
struct date birthday;
char addr[30];
}student1, student2;
先聲明一個 struct date 類型，它代表 日期 包括3個成員 month, day, year。然后在聲明 struct student 類型時，將成員 birthday 指定為 struct date 類型。
d. 成員名可以與程序中的變量名相同，二者不代表同一對象。
結(jié)構(gòu)體變量的引用
(1)不能將一個結(jié)構(gòu)體變量作為一個整體進行輸入和輸出。
只能對結(jié)構(gòu)體變量中的各個成員分別進行輸入輸出。引用結(jié)構(gòu)體變量中的成員的方式為
結(jié)構(gòu)體變量名.成員名
例如 student1.num 表示 student1 變量中的 num 成員，即 student1 的 num 項，可以對變量的成員賦值。例如：
student1.num = 10010;
"." 是成員(分量)運算符，它在所有的運算符中優(yōu)先級最高，因此可以把 student1.num 作為一個整體來看待。上面的賦值語句作用是將整數(shù) 10010賦給 student1 變量中的成員 num。
(2)如果成員本身又屬一個結(jié)構(gòu)體類型，則要用若干個成員運算符，一級一級地找到最低一級的成員。只能對最低的成員進行賦值或存取以及運算。
例如：結(jié)構(gòu)體變量 student1 可以這樣訪問各成員：
student1.num
student1.birthday.month
注意，不能用 student1.birthday 來訪問 student1 變量中的成員 birthday，因為 birthday 本身是一個結(jié)構(gòu)體變量。
(3)對結(jié)構(gòu)體變量的成員可以像普通變量一樣進行各種運算(根據(jù)其類型決定可以進行的運算)。
student2.score = student1.score;
sum = student1.score + student2.score;
student1.age ++;
++ student1.age;
由于 "." 運算符的優(yōu)先級最高，因此 student1.age ++ 是對 student1.age 進行自加運算。而不是先對 age 進行自加運算。
(4)可以引用結(jié)構(gòu)體變量成員的地址。也可以引用結(jié)構(gòu)體變量的地址。如：
scanf("%d", &student1.num);// 輸入 student1.num 的值
printf("%o", &student1);// 輸出 student1 的首地址
但不能用以下語句整體讀入結(jié)構(gòu)體變量如：
scanf("%d,%s,%c,%d,%f,%s", &student1);
結(jié)構(gòu)體變量的地址主要用于作函數(shù)參數(shù)，傳遞結(jié)構(gòu)體的地址。
結(jié)構(gòu)體變量的初始化
和其它類型變量一樣，對結(jié)構(gòu)體變量可以在定義時指定初始值。
如：
#include
struct student
{
long int num;
char name[20];
char sex;
char addr[30];
}a = {89031, "Li Lin", 'M', "123 Beijing Road"};
void main()
{
printf("NO. : %d\nname: %s\nsex: %c\naddress: %s\n", a.num, a.name, a.sex, a.addr);
}
結(jié)構(gòu)體數(shù)組
一個結(jié)構(gòu)體變量中可以存放一組數(shù)據(jù)(如一個學(xué)生的學(xué)號，姓名，成績等數(shù)據(jù))。如果有10個學(xué)生的數(shù)據(jù)需要參加運算，顯然應(yīng)該用數(shù)組，這就是結(jié)構(gòu)體數(shù)組。結(jié)構(gòu)體數(shù)組與以前介紹過的數(shù)據(jù)值型數(shù)組不同之處在于每個數(shù)組元素都一個結(jié)構(gòu)體類型的數(shù)據(jù)，它們分別包括各個成員(分量)項。
5.1 定義結(jié)構(gòu)體數(shù)組
和定義結(jié)構(gòu)體變量的方法相仿，只需說明其為數(shù)組即可。
struct student
{
int num;
char name[20];
char sex;
int age;
float score;
char addr[30];
};
struct student stu[3];
以上定義了一個數(shù)組 stu，其元素為 struct student 類型數(shù)據(jù)，數(shù)組有 3 個元素。也可以直接定義一個結(jié)構(gòu)體數(shù)組。如：
struct student
{
int num;
....
}stu[3];
或
struct
{
int num;
...
}stu[3];
5.2 結(jié)構(gòu)體數(shù)組的初始化
與其它類型數(shù)組一樣，對結(jié)構(gòu)體數(shù)組可以初始化如：
struct student
{
int mum;
char name[20];
char sex;
int age;
float score;
char addr[30];
}stu[3] = {{10101,"Li Lin", 'M', 18, 87.5, "103 Beijing Road"},
{10101,"Li Lin", 'M', 18, 87.5, "103 Beijing Road"},
{10101,"Li Lin", 'M', 18, 87.5, "103 Beijing Road"}};
定義數(shù)組 stu 時，元素個數(shù)可以不指定，即寫成以下形式：
stu[] = {{...},{...},{...}};
編譯時，系統(tǒng)會根據(jù)給出初值的結(jié)構(gòu)體常量的個數(shù)來確定數(shù)組元素的個數(shù)。
當(dāng)然，數(shù)組的初始化也可以用以下形式：
struct student
{
int num;
...
};
struct student stu[] = {{...},{...},{...}};
即先聲明結(jié)構(gòu)體類型，然后定義數(shù)組為該結(jié)構(gòu)體類型，在定義數(shù)組時初始化。
從以上可以看到，結(jié)構(gòu)體數(shù)組初始化的一般形式是在定義數(shù)組的后面加上：
5.3 結(jié)構(gòu)體數(shù)組應(yīng)用舉例
下面例子說明結(jié)構(gòu)體數(shù)組的定義和引用。
#include
#include
#include
struct person
{
char name[20];
int count;
}leader[3] = {{"Li", 0},
{"Zhang", 0},
{"Fun", 0}};
void main()
{
int i, j;
char leader_name[20];
for(i = 1; i<= 10;i++)
{
scanf("%s", leader_name);
for(j=0;j<3;j++)
if(strcmp(leader_name, leader[j].name) == 0)
leader[j].count ++;
}
printf("\n");
for(i=0;i<3;i++)
printf("%5s: %d\n", leader[i].name, leader[i].count);
system("pause");
}
運行結(jié)果如下：
LI
Li
Fun
Zhang
Zhang
Fun
Li
Fun
Zhang
Li
Li: 3
Zhang: 3
Fun: 3
指向結(jié)構(gòu)體類型數(shù)據(jù)的指針
一個結(jié)構(gòu)體變量的指針就是該變量所占據(jù)的內(nèi)存段的起始地址，可以設(shè)一個指針變量，用來指向一個結(jié)構(gòu)體變量，此時該指針變量的值是結(jié)構(gòu)體變量的起始地址。指針變量也可以用來指向結(jié)構(gòu)體數(shù)組中的元素。
6.1 指向結(jié)構(gòu)體變量的指針
指向結(jié)構(gòu)體變量的指針的應(yīng)用：
#include
#include
#include
struct student
{
long num;
char name[20];
char sex;
float score;
};
void main()
{
struct student stu_1;
struct student *p;
p = &stu_1;
stu_1.num = 89101;
strcpy(stu_1.name, "Li Lin");
stu_1.sex = 'M';
stu_1.score = 89.5;
printf("NO. :%ld\nname: %s\nsex:%c\nscore:%f\n", stu_1.num, stu_1.name, stu_1.sex, stu_1.score);
printf("NO. :%ld\nname: %s\nsex:%c\nscore:%f\n", (*p).num, (*p).name, (*p).sex, (*p).score);
system("pause");
}
在主函數(shù)中聲明了 struct student 類型，然后定義了一個 struct student 類型的變量，stu_1 同時又定義一個指針變量 p ，它指向一個 struct student 類型的數(shù)據(jù)，在函數(shù)的執(zhí)行部分將結(jié)構(gòu)體變量 stu_1 的起始地址賦給指針變量 p ，也就是使 p 指向 stu_1 然后對 stu_1 的各成員賦值，第二個 printf 函數(shù)也是用來輸出 stu_1 各成員的值，但使用的是 (*p).num 這樣的形式， (*p) 表示 p 指向的結(jié)構(gòu)體變量，(*p).num 是 p 指向的結(jié)構(gòu)體變量中的成員 num 。注意 *p 兩側(cè)的括弧不可省略，因為成員運算符 '.' 優(yōu)先于 '*' 運算符，*p.num 就等價于 *(p.num)
運行結(jié)果如下：
NO. :89101
name: Li Lin
sex:M
score:89.500000
NO. :89101
name: Li Lin
sex:M
score:89.500000
可以看到兩個 printf 輸出的結(jié)果相同。
在C語言中，為了使用方便和使之直觀，可以把 (*p).num 改用 p->num 來代替，它表示 *p 所指向的結(jié)構(gòu)體變量中的 num 成員，同樣，(*p).name 等價于 p->name。
也就是說以下三種形式等價：
a. 結(jié)構(gòu)體變量.成員名
b. (*p).成員名
c. p->成員名
上面的最后一個 printf 函數(shù)輸了項可以改寫為
printf("NO. :%ld\nname: %s\nsex:%c\nscore:%f\n",p->num, p->name, p->sex, p->score);
其中 -> 稱為指向運算符。
分析以下幾種運算符
p -> n 得到 p 指向的結(jié)構(gòu)體變量中的成員 n 的值
p -> n ++ 得到 p 指向的結(jié)構(gòu)體變量中的成員 n 的值，用完值后使它加1
++p -> n 得到 p 指向的結(jié)構(gòu)體變量中的成員 n 的值使之加 1 (先加)
6.2 指向結(jié)構(gòu)體數(shù)組的指針
以前介紹過可以使用指向數(shù)組或數(shù)組元素的指針和指針變量，同樣，對結(jié)構(gòu)體數(shù)組及其元素也可以用指針變量來指向。
指向結(jié)構(gòu)體數(shù)組的指針的應(yīng)用
#include
#inlcude
struct student
{
int num;
char name[20];
char sex;
int age;
};
struct student stu[3] = {{10101, "Li Lin", 'M', 18},
{10102, "Zhang Fun", 'M', 19},
{10103, "Wang Min", 'F', 20}};
void main()
{
struct student *p;
printf("No. name sex age\n");
for(p=stu; p
printf("%5d %-20s %2c %4d\n", p->num, p->name, p->sex, p->age);
system("pause");
}
運行結(jié)果如下：
No. name sex age
10101 Li Lin M 18
10102 Zhang Fun M 19
10103 Wang Min F 20
注意以下兩點：
(1)如果 p 的初值為 stu，即指向第一個元素，則 p + 1 后指向下一個元素的起始地址。例如：
(++p) -> num 先使 p 自加 1 ，然后得到它指向的元素中的 num 成員的值(即10102)。
(p++) ->num 先得到 p->num 的值(即10101)，然后使 p 自加 1 ，指向 stu[1]。
注意以上二者的不同。
(2)程序已定義了指針 p 為指向 struct student 類型數(shù)據(jù)的變量，它只能指向一個 struct student 型的數(shù)據(jù)(p 的值是 stu 數(shù)組的一個元素的起始地址)，而不能指向 stu 數(shù)組元素中的某一成員，(即 p 的地址不能是成員地址)。例如，下面是不對的：
p = &stu[1].name
編譯時將出錯。千萬不要認(rèn)為反正 p 是存放地址的，可以將任何地址賦給它。如果地址類型不相同，可以用強制類型轉(zhuǎn)換。例如：
p = (struct student *)&stu[1].name;
此時，在 p 中存放 stu[1] 元素的 name 成員的起始地址。
6.3 用結(jié)構(gòu)體變量和指向結(jié)構(gòu)體的指針作函數(shù)參數(shù)
將一個結(jié)構(gòu)體變量的值傳遞給另一個函數(shù)，有3個方法：
(1)用結(jié)構(gòu)體變量的成員作參數(shù)，例如：用 stu[1].num 或 stu[2].name 作函數(shù)實參，將實參值傳給形參。用法和用普通變量作實參是一樣的，屬于 值傳遞 方式。應(yīng)當(dāng)注意實參與形參的類型保持一致。
(2)用結(jié)構(gòu)體變量作參數(shù)。老版本的C系統(tǒng)不允許用結(jié)構(gòu)體變量作實參，ANSI C取消了這一限制。但是用結(jié)構(gòu)體變量作實參時，采取的是 值傳遞 的方式，將結(jié)構(gòu)體變量所占的內(nèi)存單元全部順序傳遞給形參。形參也必須是同類型的結(jié)構(gòu)體變量。在函數(shù)調(diào)用期間形參也要占用內(nèi)存單元。這種傳遞方式在空間和時間上開銷較大，如果結(jié)構(gòu)體的規(guī)模很大時，開銷是很可觀的，此外由于采用值傳遞方式，如果在執(zhí)行被調(diào)用函數(shù)期間改變了形參(也是結(jié)構(gòu)體變量)的值，該值不能返回主調(diào)函數(shù)，這往往造成使用上的不便。因此一般較少用這種方法。
(3)用指向結(jié)構(gòu)體變量(或數(shù)組)的指針作實參，將結(jié)構(gòu)體變量(或數(shù)組)的地址傳給形參。
用結(jié)構(gòu)體變量作函數(shù)參數(shù)。
#include
#define FORMAT "%d\n%s\n%f\n%f\n%f\n"
struct student
{
int num;
char name[20];
float score[3];
};
void print(struct student stu)
{
printf(FORMAT, stu.num, stu.score[0], stu.score[1], stu.score[2]);
printf("\n");
}
void main()
{
struct student stu;
stu.num = 12345;
strcpy(stu.name, "Li Li");
stu.score[0] = 67.5;
stu.score[1] = 89;
stu.score[2] = 78.6;
printf(stu);
}
將上面改用指向結(jié)構(gòu)體變量的指針作實參。
#include
#define FORMAT "%d\n%s\n%f\n%f\n%f\n"
struct student
{
int num;
char name[20];
float score[3];
}stu = {12345, "Li Li", 67.5, 89, 78.6};
void print(struct student *p)
{
printf(FORMAT, p->num, p->name, p->score[0], p->score[1], p->score[2]);
printf("\n");
}
void main()
{
print(&stu);
}
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