C语言基础-结构体和联合体

在C中, 结构也是一种数据类型, 可以使用结构变量, 因此, 象其它类型的变量一样, 在使用结构变量时要先对其定义。 <?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
定义结构变量的一般格式为:
struct 结构名
{
类型 变量名;
类型 变量名;
...
} 结构变量;
结构名是结构的标识符不是变量名。
类型为第二节中所讲述的五种数据类型(整型、浮点型、字符型、指针型和无值型)。
构成结构的每一个类型变量称为结构成员, 它象数组的元素一样, 但数组中元素是以下标来访问的, 而结构是按变量名字来访问成员的。
下面举一个例子来说明怎样定义结构变量。
struct string
{
char name[8];
int age;
char sex[2];
char depart[20];
float wage1, wage2, wage3, wage4, wage5;
} person;
这个例子定义了一个结构名为string的结构变量person, 如果省略变量名person, 则变成对结构的说明。用已说明的结构名也可定义结构变量。这样定义时上例变成:
struct string
{
char name[8];
int age;
char sex[2];
char depart[20];
float wage1, wage2, wage3, wage4, wage5;
};
struct string person;
如果需要定义多个具有相同形式的结构变量时用这种方法比较方便, 它先作结构说明, 再用结构名来定义变量。
例如:
struct string Tianyr, Liuqi, ...;
如果省略结构名, 则称之为无名结构, 这种情况常常出现在函数内部, 用这种结构时前面的例子变成:
struct
{
char name[8];
int age;
char sex[2];
char depart[20];
float wage1, wage2, wage3, wage4, wage5;
} Tianyr, Liuqi;

结构是一个新的数据类型, 因此结构变量也可以象其它类型的变量一样赋值、运算, 不同的是结构变量以成员作为基本变量。
结构成员的表示方式为:
结构变量.成员名
如果将"结构变量.成员名"看成一个整体, 则这个整体的数据类型与结构中该成员的数据类型相同, 这样就可象前面所讲的变量那样使用。
下面这个例子定义了一个结构变量, 其中每个成员都从键盘接收数据, 然后对结构中的浮点数求和, 并显示运算结果, 同时将数据以文本方式存入一个名为wage.dat的磁盘文件中。请注意这个例子中不同结构成员的访问。
例3:
#include <stdio.h>
main()
{
struct{ /*定义一个结构变量*/
char name[8];
int age;
char sex[2];
char depart[20];
float wage1, wage2, wage3, wage4, wage5;
}a;
FILE *fp;
float wage;
char c='Y';
fp=fopen("wage.dat", "w"); /*创建一个文件只写*/
while(c=='Y'||c=='y') /*判断是否继续循环*/
{
printf("/nName:");
scanf("%s", a.name); /*输入姓名*/
printf("Age:");
scanf("%d", &a.wage); /*输入年龄*/
printf("Sex:");
scanf("%d", a.sex);
printf("Dept:");
scanf("%s", a.depart);
printf("Wage1:");
scanf("%f", &a.wage1); /*输入工资*/
printf("Wage2:");
scanf("%f", &a.wage2);
printf("Wage3:");
scanf("%f", &a.wage3);
printf("Wage4:");
scanf("%f", &a.wage4);
printf("Wage5:");
scanf("%f", &a.wage5);
wage=a.wage1+a.wage2+a.wage3+a.wage4+a.wage5;
printf("The sum of wage is %<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />6.2f/n", wage);/*显示结果*/
fprintf(fp, "%10s%4d%4s%30s%10.2f/n", /*结果写入文件*/
a.name, a.age, a.sex, a.depart, wage);
while(1)
{
printf("Continue?<Y/N>");
c=getche();
if(c=='Y'||c=='y'||c=='N'||c=='n')
break;
}
}
fclose(fp);
}

结构是一种新的数据类型, 同样可以有结构数组和结构指针。
一、结构数组
结构数组就是具有相同结构类型的变量集合。假如要定义一个班级40个同学的姓名、性别、年龄和住址, 可以定义成一个结构数组。如下所示:
struct{
char name[8];
char sex[2];
int age;
char addr[40];
}student[40];
也可定义为:
struct string{
char name[8];
char sex[2];
int age;
char addr[40];
};
struct string student[40];
需要指出的是结构数组成员的访问是以数组元素为结构变量的, 其形式为:
结构数组元素.成员名
例如:
student[0].name
student[30].age
实际上结构数组相当于一个二维构造, 第一维是结构数组元素, 每个元素是一个结构变量, 第二维是结构成员。
注意:
结构数组的成员也可以是数组变量。
例如:
struct a
{
int m[3][5];
float f;
char s[20];
}y[4];
为了访问结构a中结构变量y[2]的这个变量, 可写成
y[2].m[1][4]

二、结构指针
结构指针是指向结构的指针。它由一个加在结构变量名前的"*" 操作符来定义, 例如用前面已说明的结构定义一个结构指针如下:
struct string{
char name[8];
char sex[2];
int age;
char addr[40];
}*student;
也可省略结构指针名只作结构说明, 然后再用下面的语句定义结构指针。
struct string *student;
使用结构指针对结构成员的访问, 与结构变量对结构成员的访问在表达方式上有所不同。结构指针对结构成员的访问表示为:
结构指针名->结构成员
其中"->"是两个符号"-"和">"的组合, 好象一个箭头指向结构成员。例如要给上面定义的结构中name和age赋值, 可以用下面语句:
strcpy(student->name, "Lu G.C");
student->age=18;
实际上, student->name就是(*student).name的缩写形式。
需要指出的是结构指针是指向结构的一个指针, 即结构中第一个成员的首地址, 因此在使用之前应该对结构指针初始化, 即分配整个结构长度的字节空间, 这可用下面函数完成, 仍以上例来说明如下:
student=(struct string*)malloc(size of (struct string));
size of (struct string)自动求取string结构的字节长度, malloc() 函数定义了一个大小为结构长度的内存区域, 然后将其诈地址作为结构指针返回。

注意:
1. 结构作为一种数据类型, 因此定义的结构变量或结构指针变量同样有局部变量和全程变量, 视定义的位置而定。
2. 结构变量名不是指向该结构的地址, 这与数组名的含义不同, 因此若需要求结构中第一个成员的首地址应该是&[结构变量名]。
4. 结构的复杂形式
一、嵌套结构
嵌套结构是指在一个结构成员中可以包括其它一个结构, C 允许这种嵌套。
例如: 下面是一个有嵌套的结构
struct string{
char name[8];
int age;
struct addr address;
} student;
其中: addr为另一个结构的结构名, 必须要先进行, 说明, 即
struct addr{
char city[20];
unsigned lon zipcode;
char tel[14];
}
如果要给student结构中成员address结构中的zipcode赋值, 则可写成:
student.address.zipcode=200001;
每个结构成员名从最外层直到最内层逐个被列出, 即嵌套式结构成员的表达方式是:
结构变量名.嵌套结构变量名.结构成员名
其中: 嵌套结构可以有很多, 结构成员名为最内层结构中不是结构的成员名。

二、位结构
位结构是一种特殊的结构, 在需按位访问一个字节或字的多个位时, 位结构比按位运算符更加方便。
位结构定义的一般形式为:
struct位结构名{
数据类型变量名: 整型常数;
数据类型变量名: 整型常数;
} 位结构变量;
其中: 数据类型必须是int(unsigned或signed)。整型常数必须是非负的整数, 范围是0~15, 表示二进制位的个数, 即表示有多少位。
变量名是选择项, 可以不命名, 这样规定是为了排列需要。
例如: 下面定义了一个位结构。
struct{
unsigned incon: 8; /*incon占用低字节的0~7共8位*/
unsigned txcolor: 4;/*txcolor占用高字节的0~3位共4位*/
unsigned bgcolor: 3;/*bgcolor占用高字节的4~6位共3位*/
unsigned blink: 1; /*blink占用高字节的第7位*/
}ch;
位结构成员的访问与结构成员的访问相同。
例如: 访问上例位结构中的bgcolor成员可写成:
ch.bgcolor

注意:
1. 位结构中的成员可以定义为unsigned, 也可定义为signed, 但当成员长度为1时, 会被认为是unsigned类型。因为单个位不可能具有符号。
2. 位结构中的成员不能使用数组和指针, 但位结构变量可以是数组和指针,如果是指针, 其成员访问方式同结构指针。
3. 位结构总长度(位数), 是各个位成员定义的位数之和, 可以超过两个字节。
4. 位结构成员可以与其它结构成员一起使用。
例如:
struct info{
char name[8];
int age;
struct addr address;
float pay;
unsigned state: 1;
unsigned pay: 1;
}workers;'
上例的结构定义了关于一个工从的信息。其中有两个位结构成员, 每个位结构成员只有一位, 因此只占一个字节但保存了两个信息, 该字节中第一位表示工人的状态, 第二位表示工资是否已发放。由此可见使用位结构可以节省存贮空间。

联合也是一种新的数据类型, 它是一种特殊形式的变量。
联合说明和联合变量定义与结构十分相似。其形式为:
union 联合名{
数据类型成员名;
数据类型成员名;
...
} 联合变量名;
联合表示几个变量公用一个内存位置, 在不同的时间保存不同的数据类型和不同长度的变量。
下例表示说明一个联合a_bc:
union a_bc{
int i;
char mm;
};
再用已说明的联合可定义联合变量。
例如用上面说明的联合定义一个名为lgc的联合变量, 可写成:
union a_bc lgc;
在联合变量lgc中, 整型量i和字符mm公用同一内存位置。
当一个联合被说明时, 编译程序自动地产生一个变量, 其长度为联合中最大的变量长度。
联合访问其成员的方法与结构相同。同样联合变量也可以定义成数组或指针,但定义为指针时, 也要用"->"符号, 此时联合访问成员可表示成:
联合名->成员名
另外, 联合既可以出现在结构内, 它的成员也可以是结构。
例如:
struct{
int age;
char *addr;
union{
int i;
char *ch;
}x;
}y[10];
若要访问结构变量y[1]中联合x的成员i, 可以写成:
y[1].x.i;
若要访问结构变量y[2]中联合x的字符串指针ch的第一个字符可写成:
*y[2].x.ch;
若写成"y[2].x.*ch;"是错误的。

结构和联合有下列区别:
1. 结构和联合都是由多个不同的数据类型成员组成, 但在任何同一时刻, 联合中只存放了一个被选中的成员, 而结构的所有成员都存在。
2. 对于联合的不同成员赋值, 将会对其它成员重写, 原来成员的值就不存在了, 而对于结构的不同成员赋值是互不影响的。
下面举一个例了来加对深联合的理解。
例4:
main()
{
union{ /*定义一个联合*/
int i;
struct{ /*在联合中定义一个结构*/
char first;
char second;
}half;
}number;
number.i=0x4241; /*联合成员赋值*/
printf("%c%c/n", number.half.first, mumber.half.second);
number.half.first='a'; /*联合中结构成员赋值*/
number.half.second='b';
printf("%x/n", number.i);
getch();
}
输出结果为:
AB
6261
从上例结果可以看出: 当给i赋值后, 其低八位也就是first和second的值; 当给first和second赋字符后, 这两个字符的ASCII码也将作为i 的低八位和高八位。