👇😊 C语言结构体 😊👇

🌈 1. 结构体是什么？

现在你有一个收纳盒📦，里面可以放不同类型的物品（比如书、笔、橡皮）。结构体就是这样的“盒子”，用来组合不同类型的数据，形成一个新的复合数据类型！

  • 作用：把相关数据打包，方便管理（比如学生信息：姓名、年龄、成绩）

🌈 2. 结构体的定义与声明

2.1 基本定义

📝 语法： 

1
2
3
4
5
struct 结构体标签 {
    数据类型 成员1;
    数据类型 成员2;
    // ...
} 变量名; // 可选的变量声明

🌰 例子：定义一个学生结构体 

1
2
3
4
5
struct Student {
    char name[20]; // 姓名
    int age;       // 年龄
    float score;   // 成绩
} stu1; // 直接声明一个结构体变量 stu1

2.2 用typedef简化

避免每次声明都要写 struct 关键字： 

1
2
3
4
5
6
7
typedef struct Student {
    char name[20];
    int age;
    float score;
} Student; // 现在可以用 Student 代替 struct Student

Student stu2; // 声明变量更简洁

🌈 3. 结构体初始化与成员访问

3.1 初始化结构体

  • 方式1：定义时初始化 

    1
    struct Student stu3 = {"Alice", 18, 95.5};

  • 方式2：逐个赋值 

    1
    2
    3
    4
    struct Student stu4;
    strcpy(stu4.name, "Bob"); // 字符串必须用strcpy
    stu4.age = 20;
    stu4.score = 88.5;

3.2 访问成员

使用 . 运算符访问成员： 

1
printf("姓名：%s，年龄：%d\n", stu3.name, stu3.age);

🌈 4. 结构体指针

4.1 指向结构体的指针

1
Student *pStu = &stu3; // 定义指针并指向stu3

4.2 用指针访问成员

使用 -> 运算符： 

1
printf("成绩：%.1f\n", pStu->score); // 等价于 (*pStu).score

🌈 5. 结构体作为函数参数

5.1 传值（拷贝整个结构体）

1
2
3
4
5
void printStudent(Student stu) {
    printf("姓名：%s，年龄：%d\n", stu.name, stu.age);
}
// 调用
printStudent(stu3);

5.2 传指针（高效，可修改原数据）

1
2
3
4
5
void updateScore(Student *stu, float newScore) {
    stu->score = newScore; // 修改原结构体的成绩
}
// 调用
updateScore(&stu3, 99.0);

🌈 6. 结构体的大小与内存对齐

6.1 计算结构体大小

用 sizeof 运算符： 

1
printf("Student结构体大小：%zu字节\n", sizeof(Student));

6.2 内存对齐规则

  • 规则：成员变量按自身大小对齐（如int按4字节对齐）
  • 填充字节：编译器可能插入空字节优化访问速度

🌰 例子： 

1
2
3
4
5
6
struct Example {
    char a;    // 1字节 → 填充3字节
    int b;     // 4字节
    double c;  // 8字节
};
// 总大小：1 + 3(填充) + 4 + 8 = 16字节

🌈 7. 嵌套结构体与自引用

7.1 嵌套结构体

结构体成员可以是其他结构体： 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
typedef struct Date {
    int year;
    int month;
    int day;
} Date;

typedef struct Person {
    char name[20];
    Date birthday; // 嵌套Date结构体
} Person;

Person p = {"Tom", {2000, 5, 20}};
printf("出生年份：%d\n", p.birthday.year);

7.2 自引用结构体（链表节点）

结构体成员可以包含指向自己的指针： 

1
2
3
4
typedef struct Node {
    int data;
    struct Node *next; // 指向下一个节点的指针
} Node;

🌈 8. 常见错误与避坑指南

  1. 字符串赋值错误 

    1
    2
    3
    Student stu;
    stu.name = "Alice"; ❌ // 数组不能直接赋值
    strcpy(stu.name, "Alice"); ✅ // 正确

  2. 结构体类型不匹配 

    1
    2
    3
    4
    struct A { int x; };
    struct B { int x; };
    struct A a;
    struct B b = a; ❌ // 虽然成员相同，但类型不同！

  3. 忽略内存对齐 

    1
    2
    // 假设结构体实际大小为12字节，但按4字节对齐后是16字节
    // 若按12字节操作内存（如网络传输），可能导致数据错位！

🌈 9. 综合练习

练习1：定义坐标结构体

定义一个 Point 结构体，包含x和y坐标，并写函数计算两点距离。

练习2：学生管理系统

定义一个 Student 结构体（姓名、年龄、成绩），实现函数：

  • void inputStudent(Student *stu) 输入学生信息
  • void printStudent(Student stu) 输出学生信息

练习3：结构体大小计算

预测以下结构体的大小，并用 sizeof 验证： 

1
2
3
4
5
struct Test {
    char a;
    int b;
    char c;
};

🎯 参考答案

练习1：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
#include <math.h>

typedef struct Point {
    float x;
    float y;
} Point;

float distance(Point p1, Point p2) {
    return sqrt(pow(p1.x - p2.x, 2) + pow(p1.y - p2.y, 2));
}

练习2：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
typedef struct Student {
    char name[20];
    int age;
    float score;
} Student;

void inputStudent(Student *stu) {
    printf("输入姓名、年龄、成绩：");
    scanf("%s %d %f", stu->name, &stu->age, &stu->score);
}

void printStudent(Student stu) {
    printf("姓名：%s，年龄：%d，成绩：%.1f\n", stu.name, stu.age, stu.score);
}

练习3：

预测：

  • char a 占1字节 → 填充3字节（对齐到4）
  • int b 占4字节
  • char c 占1字节 → 填充3字节
    总大小：1 + 3 + 4 + 1 + 3 = 12字节

验证： 

1
printf("Sizeof Test: %zu\n", sizeof(struct Test)); // 输出12

🚀 总结：

  • 结构体是“数据收纳盒”，管理不同类型的数据
  • 用.访问成员，->访问指针成员
  • 内存对齐可能影响结构体大小，需注意
  • 多练习结构体的嵌套和指针操作，轻松应对复杂数据！

记住：结构体让代码更整洁，数据更直观！ 💻📦