C語言是一門通用計算機編程語言,應用廣泛。C語言的設計目標是提供一種能以簡易的方式編譯、處理低級存儲器、產生少量的機器碼以及不需要任何運行環(huán)境支持便能運行的編程語言。
盡管C語言提供了許多低級處理的功能,但仍然保持著良好跨平臺的特性,以一個標準規(guī)格寫出的C語言程序可在許多電腦平臺上進行編譯,甚至包含一些嵌入式處理器(單片機或稱MCU)以及超級電腦等作業(yè)平臺。
二十世紀八十年代,為了避免各開發(fā)廠商用的C語言語法產生差異,由美國國家標準局為C語言訂定了一套完整的國際標準語法,稱為ANSI C,作為C語言最初的標準。
結構體(struct)是由一系列具有相同類型或不同類型的數(shù)據(jù)構成的數(shù)據(jù)集合,叫做結構。
在C語言中,結構體(struct)指的是一種數(shù)據(jù)結構,是C語言中聚合數(shù)據(jù)類型(aggregate data type)的一類。結構體可以被聲明為變量、指針或數(shù)組等,用以實現(xiàn)較復雜的數(shù)據(jù)結構。結構體同時也是一些元素的集合,這些元素稱為結構體的成員(member),且這些成員可以為不同的類型,成員一般用名字訪問。
c語言結構體使用
基本定義:結構體,通俗講就像是打包封裝,把一些有共同特征(比如同屬于某一類事物的屬性,往往是某種業(yè)務相關屬性的聚合)的變量封裝在內部,通過一定方法訪問修改內部變量。
結構體定義:
第一種:只有結構體定義
[cpp] view plain copystruct stuff{
char job[20];
int age;
float height;
};
第二種:附加該結構體類型的“結構體變量”的初始化的結構體定義
[cpp] view plain copy//直接帶變量名Huqinwei
struct stuff{
char job[20];
int age;
float height;
}Huqinwei;
也許初期看不習慣容易困惑,其實這就相當于:
[cpp] view plain copystruct stuff{
char job[20];
int age;
float height;
};
struct stuff Huqinwei;
第三種:如果該結構體你只用一個變量Huqinwei,而不再需要用
[cpp] view plain copystruct stuff yourname;
去定義第二個變量。
那么,附加變量初始化的結構體定義還可進一步簡化出第三種:
[cpp] view plain copystruct{
char job[20];
int age;
float height;
}Huqinwei;
把結構體名稱去掉,這樣更簡潔,不過也不能定義其他同結構體變量了——至少我現(xiàn)在沒掌握這種方法。
結構體變量及其內部成員變量的定義及訪問:
繞口吧?要分清結構體變量和結構體內部成員變量的概念。
就像剛才的第二種提到的,結構體變量的聲明可以用:
[cpp] view plain copystruct stuff yourname;
其成員變量的定義可以隨聲明進行:
[cpp] view plain copystruct stuff Huqinwei = {“manager”,30,185};
也可以考慮結構體之間的賦值:
[cpp] view plain copy struct stuff faker = Huqinwei;
//或 struct stuff faker2;
// faker2 = faker;
打印,可見結構體的每一個成員變量一模一樣
如果不使用上邊兩種方法,那么成員數(shù)組的操作會稍微麻煩(用for循環(huán)可能好點)
[cpp] view plain copyHuqinwei.job[0] = ‘M’;
Huqinwei.job[1] = ‘a’;
Huqinwei.age = 27;
nbsp;Huqinwei.height = 185;
結構體成員變量的訪問除了可以借助符號“。”,還可以用“-》”訪問(下邊會提)。
引用(C++)、指針和數(shù)組:
首先是引用和指針:
[cpp] view plain copyint main()
{
struct stuff Huqinwei;
struct stuff &ref = Huqinwei;
ref.age = 100;
printf(“Huqinwei.age is %d\n”,Huqinwei.age);
printf(“ref.age is %d\n”,ref.age);
struct stuff *ptr = &Huqinwei;
ptr-》age = 200;
printf(“Huqinwei.age is %d\n”,Huqinwei.age);
printf(“ptr-》age is %d\n”,Huqinwei.age);
//既然都寫了,把指針引用也加上吧
struct stuff *&refToPtr = ptr;
refToPtr-》age = 300;
printf(“Huqinwei.age is %d\n”,Huqinwei.age);
printf(“refToPtr-》age is %d\n”,refToPtr-》age);
}
更正:之前給引用的初始化語句寫錯了,而且沒注明引用是純C中沒有的東西(在這么個以C為幌子的博客中)。
引用是C++特有的一個機制,必須靠編譯器支撐,至于引用轉換到C中本質是什么,我有個帖子寫過
結構體也不能免俗,必須有數(shù)組:
[cpp] view plain copystruct test{
int a[3];
int b;
};
//對于數(shù)組和變量同時存在的情況,有如下定義方法:
struct test student[3] = {{{66,77,55},0},
{{44,65,33},0},
{{46,99,77},0}};
//特別的,可以簡化成:
struct test student[3] = {{66,77,55,0},
{44,65,33,0},
{46,99,77,0}};
變長結構體
可以變長的數(shù)組
[cpp] view plain copy#include 《stdio.h》
#include 《malloc.h》
#include 《string.h》
typedef struct changeable{
int iCnt;
char pc[0];
}schangeable;
main(){
printf(“size of struct changeable : %d\n”,sizeof(schangeable));
schangeable *pchangeable = (schangeable *)malloc(sizeof(schangeable) + 10*sizeof(char));
printf(“size of pchangeable : %d\n”,sizeof(pchangeable));
schangeable *pchangeable2 = (schangeable *)malloc(sizeof(schangeable) + 20*sizeof(char));
pchangeable2-》iCnt = 20;
printf(“pchangeable2-》iCnt : %d\n”,pchangeable2-》iCnt);
strncpy(pchangeable2-》pc,“hello world”,11);
printf(“%s\n”,pchangeable2-》pc);
printf(“size of pchangeable2 : %d\n”,sizeof(pchangeable2));
}
運行結果
[cpp] view plain copysize of struct changeable : 4
size of pchangeable : 4
pchangeable2-》iCnt : 20
hello world
size of pchangeable2 : 4
結構體本身長度就是一個int長度(這個int值通常只為了表示后邊的數(shù)組長度),后邊的數(shù)組長度不計算在內,但是該數(shù)組可以直接使用。
(說后邊是個指針吧?指針也占長度!這個是不占的!原理很簡單,這個東西完全是數(shù)組后邊的尾巴,malloc開辟的是一片連續(xù)空間。其實這不應該算一個機制,感覺應該更像一個技巧吧)
20160405補充:
非彈性數(shù)組不能用“char a[]”這種形式定義彈性(flexible)變量,必須明確大小。
彈性數(shù)組在結構體中,下面的形式是唯一允許的:
[cpp] view plain copystruct s
{
int a;
char b[] ;
};
順序顛倒會讓b和a數(shù)據(jù)重合,會在編譯時不通過。
char b[] = “hell”;也不行(C和C++都不行)
少了整型變量a又會讓整個結構體長度為0,compiler不允許編譯通過!不同的是,其實C++形式上是允許空結構體的,本質上是通過機制避免了純空結構體和類對象,自動給空結構體對象分配一個字節(jié)(sizeof()返回1)方便區(qū)分對象,避免地址重合!所以呢,C如果有空結構體,定義兩個(或一打,或干脆一個數(shù)組)該結構體的變量(對象),地址是完全一樣的!·!!!!!!!!調試看程序運行,這些語句其實都被當屁放了,根本沒有運行,沒有實際意義,C壓根不支持空結構體這種東西(或者說我也沒想好什么場合有用)
[cpp] view plain copystruct s2
{
// char a[] = “hasd” ;
// int c;
};
int main()
{
struct s2 s22;
struct s2 s23;
struct s2 s24;
struct s2 s25;
}
例外的是,C++唯獨不給帶彈性數(shù)組的結構體分配空間(可能怕和變長結構體機制產生某種沖突,比如大小怎么算):
[cpp] view plain copystruct s
{
char b[] ;
};
[cpp] view plain copystruct s
{
// char b[] ;
};
C++中兩者是不一樣的,空的結構體反而“大”(sizeof()返回1)
20160321補充:這個機制利用了一個非常重要的特性——數(shù)組和指針的區(qū)別!數(shù)組和指針在很多操作上是一樣的,但是本質不一樣。最直觀的,指針可以改指向,數(shù)組不可以,因為數(shù)組占用的每一個內存地址都用來保存變量或者對象,而指針占用的內存地址保存的是一個地址,數(shù)組沒有單獨的保存指向地址的這樣一個結構。數(shù)組的位置是固定的,正如指針變量自身的位置也是固定的,改的是指針的值,是指向的目標地址,而因為數(shù)組不存儲目標地址,所以改不了指向。企圖把地址強制賦值給數(shù)組的話,也只是說把指針賦值給數(shù)組,類型不兼容。
結構體嵌套:
結構體嵌套其實沒有太意外的東西,只要遵循一定規(guī)律即可:
[cpp] view plain copy//對于“一錘子買賣”,只對最終的結構體變量感興趣,其中A、B也可刪,不過最好帶著
struct A{
struct B{
int c;
}
b;
}
a;
//使用如下方式訪問:
a.b.c = 10;
特別的,可以一邊定義結構體B,一邊就使用上:
[cpp] view plain copystruct A{
struct B{
int c;
}b;
struct B sb;
}a;
使用方法與測試:
[cpp] view plain copy a.b.c = 11;
printf(“%d\n”,a.b.c);
a.sb.c = 22;
printf(“%d\n”,a.sb.c);
結果無誤。
但是如果嵌套的結構體B是在A內部才聲明的,并且沒定義一個對應的對象實體b,這個結構體B的大小還是不算進結構體A中。
結構體與函數(shù):
關于傳參,首先:
[cpp] view plain copyvoid func(int);
func(a.b.c);
把結構體中的int成員變量當做和普通int變量一樣的東西來使用,是不用腦子就想到的一種方法。
另外兩種就是傳遞副本和指針了 :
[cpp] view plain copy//struct A定義同上
//設立了兩個函數(shù),分別傳遞struct A結構體和其指針。
void func1(struct A a){
printf(“%d\n”,a.b.c);
}
void func2(struct A* a){
printf(“%d\n”,a-》b.c);
}
main(){
a.b.c = 112;
struct A * pa;
pa = &a;
func1(a);
func2(&a);
func2(pa);
}
占用內存空間:
struct結構體,在結構體定義的時候不能申請內存空間,不過如果是結構體變量,聲明的時候就可以分配——兩者關系就像C++的類與對象,對象才分配內存(不過嚴格講,作為代碼段,結構體定義部分“.text”真的就不占空間了么?當然,這是另外一個范疇的話題)。
結構體的大小通常(只是通常)是結構體所含變量大小的總和,下面打印輸出上述結構體的size:
[cpp] view plain copy printf(“size of struct man:%d\n”,sizeof(struct man));
printf(“size:%d\n”,sizeof(Huqinwei));
結果毫無懸念,都是28:分別是char數(shù)組20,int變量4,浮點變量4.
下邊說說不通常:
對于結構體中比較小的成員,可能會被強行對齊,造成空間的空置,這和讀取內存的機制有關,為了效率。通常32位機按4字節(jié)對齊,小于的都當4字節(jié),有連續(xù)小于4字節(jié)的,可以不著急對齊,等到湊夠了整,加上下一個元素超出一個對齊位置,才開始調整,比如3+2或者1+4,后者都需要另起(下邊的結構體大小是8bytes),相關例子就多了,不贅述。
[cpp] view plain copystruct s
{
char a;
short b;
int c;
}
相應的,64位機按8字節(jié)對齊。不過對齊不是絕對的,用#pragma pack()可以修改對齊,如果改成1,結構體大小就是實實在在的成員變量大小的總和了。
和C++的類不一樣,結構體不可以給結構體內部變量初始化,。
如下,為錯誤示范:
[cpp] view plain copy#include《stdio.h》
//直接帶變量名Huqinwei
struct stuff{
// char job[20] = “Programmer”;
// char job[];
// int age = 27;
// float height = 185;
}Huqinwei;
PS:結構體的聲明也要注意位置的,作用域不一樣。
C++的結構體變量的聲明定義和C有略微不同,說白了就是更“面向對象”風格化,要求更低。
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