C语言结构体常见使用方法

今天复习一下struct，顺便挖掘一下以前没注意的小细节：

基本定义：结构体，通俗讲就像是打包封装，把一些有共同特征（比如同属于某一类事物的属性，往往是某种业务相关属性的聚合）的变量封装在内部，通过一定方法访问修改内部变量。

结构体定义：

第一种：只有结构体定义

[cpp] view plain copy

1. struct stuff{  
2.         char job[20];  
3.         int age;  
4.         float height;  
5. };  

第二种：附加该结构体类型的“结构体变量”的初始化的结构体定义

[cpp] view plain copy

1. //直接带变量名Huqinwei  
2. struct stuff{  
3.         char job[20];  
4.         int age;  
5.         float height;  
6. }Huqinwei;  

也许初期看不习惯容易困惑，其实这就相当于：

[cpp] view plain copy

1. struct stuff{  
2.         char job[20];  
3.         int age;  
4.         float height;  
5. };  
6. struct stuff Huqinwei;  

第三种：如果该结构体你只用一个变量Huqinwei，而不再需要用

[cpp] view plain copy

1. struct stuff yourname;  

去定义第二个变量。

那么，附加变量初始化的结构体定义还可进一步简化出第三种：

[cpp] view plain copy

1. struct{  
2.         char job[20];  
3.         int age;  
4.         float height;  
5. }Huqinwei;  

把结构体名称去掉，这样更简洁，不过也不能定义其他同结构体变量了——至少我现在没掌握这种方法。

结构体变量及其内部成员变量的定义及访问：

绕口吧？要分清结构体变量和结构体内部成员变量的概念。

就像刚才的第二种提到的，结构体变量的声明可以用：

[cpp] view plain copy

1. struct stuff yourname;  

其成员变量的定义可以随声明进行：

[cpp] view plain copy

1. struct stuff Huqinwei = {"manager",30,185};  

也可以考虑结构体之间的赋值：

[cpp] view plain copy

1.         struct stuff faker = Huqinwei;  
2. //或    struct stuff faker2;  
3. //      faker2 = faker;  
4. 打印，可见结构体的每一个成员变量一模一样  

如果不使用上边两种方法，那么成员数组的操作会稍微麻烦（用for循环可能好点）

[cpp] view plain copy

1. Huqinwei.job[0] = 'M';  
2. Huqinwei.job[1] = 'a';  
3. Huqinwei.age = 27;  
4. nbsp;Huqinwei.height = 185;  

结构体成员变量的访问除了可以借助符号"."，还可以用"->"访问（下边会提）。

引用（C++）、指针和数组：

首先是引用和指针：

[cpp] view plain copy

1. int main()  
2. {  
3.         struct stuff Huqinwei;  
4.   
5.         struct stuff &ref = Huqinwei;  
6.         ref.age = 100;  
7.         printf("Huqinwei.age is %d\n",Huqinwei.age);  
8.         printf("ref.age is %d\n",ref.age);  
9.   
10.         struct stuff *ptr = &Huqinwei;  
11.         ptr->age = 200;  
12.         printf("Huqinwei.age is %d\n",Huqinwei.age);  
13.         printf("ptr->age is %d\n",Huqinwei.age);  
14. //既然都写了，把指针引用也加上吧  
15.         struct stuff *&refToPtr = ptr;  
16.         refToPtr->age = 300;  
17.         printf("Huqinwei.age is %d\n",Huqinwei.age);  
18.         printf("refToPtr->age is %d\n",refToPtr->age);  
19.   
20.   
21. }  

更正：之前给引用的初始化语句写错了，而且没注明引用是纯C中没有的东西（在这么个以C为幌子的博客中）。

引用是C++特有的一个机制，必须靠编译器支撑，至于引用转换到C中本质是什么，我有个帖子写过

结构体也不能免俗，必须有数组：

[cpp] view plain copy

1. struct test{  
2.         int a[3];  
3.         int b;  
4. };  
5. //对于数组和变量同时存在的情况，有如下定义方法：  
6.         struct test student[3] =      {{{66,77,55},0},  
7.                                         {{44,65,33},0},  
8.                                         {{46,99,77},0}};  
9. //特别的，可以简化成：  
10.         struct test student[3] =       {{66,77,55,0},  
11.                                         {44,65,33,0},  
12.                                         {46,99,77,0}};  

变长结构体

可以变长的数组

[cpp] view plain copy

1. #include <stdio.h>  
2. #include <malloc.h>  
3. #include <string.h>  
4. typedef struct changeable{  
5.         int iCnt;  
6.         char pc[0];  
7. }schangeable;  
8.   
9. main(){  
10.         printf("size of struct changeable : %d\n",sizeof(schangeable));  
11.   
12.         schangeable *pchangeable = (schangeable *)malloc(sizeof(schangeable) + 10*sizeof(char));  
13.         printf("size of pchangeable : %d\n",sizeof(pchangeable));  
14.   
15.         schangeable *pchangeable2 = (schangeable *)malloc(sizeof(schangeable) + 20*sizeof(char));  
16.         pchangeable2->iCnt = 20;  
17.         printf("pchangeable2->iCnt : %d\n",pchangeable2->iCnt);  
18.         strncpy(pchangeable2->pc,"hello world",11);  
19.         printf("%s\n",pchangeable2->pc);  
20.         printf("size of pchangeable2 : %d\n",sizeof(pchangeable2));  
21. }  

运行结果

[cpp] view plain copy

1. size of struct changeable : 4  
2. size of pchangeable : 4  
3. pchangeable2->iCnt : 20  
4. hello world  
5. size of pchangeable2 : 4  

结构体本身长度就是一个int长度（这个int值通常只为了表示后边的数组长度），后边的数组长度不计算在内，但是该数组可以直接使用。

（说后边是个指针吧？指针也占长度！这个是不占的！原理很简单，这个东西完全是数组后边的尾巴，malloc开辟的是一片连续空间。其实这不应该算一个机制，感觉应该更像一个技巧吧）

20160405补充：

非弹性数组不能用"char a[]"这种形式定义弹性（flexible）变量，必须明确大小。

弹性数组在结构体中，下面的形式是唯一允许的：

[cpp] view plain copy

1. struct s  
2. {  
3.         int a;  
4.         char b[] ;  
5. };  

顺序颠倒会让b和a数据重合，会在编译时不通过。

char b[] = "hell";也不行（C和C++都不行）

少了整型变量a又会让整个结构体长度为0，compiler不允许编译通过！不同的是，其实C++形式上是允许空结构体的，本质上是通过机制避免了纯空结构体和类对象，自动给空结构体对象分配一个字节（sizeof（）返回1）方便区分对象，避免地址重合！所以呢，C如果有空结构体，定义两个（或一打，或干脆一个数组）该结构体的变量（对象），地址是完全一样的！·！！！！！！！！调试看程序运行，这些语句其实都被当屁放了，根本没有运行，没有实际意义，C压根不支持空结构体这种东西（或者说我也没想好什么场合有用）

[cpp] view plain copy

1. struct s2  
2. {  
3. //      char a[]  = "hasd" ;  
4. //      int c;  
5. };  
6. int main()  
7. {  
8.         struct s2 s22;  
9.         struct s2 s23;  
10.         struct s2 s24;  
11.         struct s2 s25;  
12. }  

例外的是，C++唯独不给带弹性数组的结构体分配空间（可能怕和变长结构体机制产生某种冲突，比如大小怎么算）:

[cpp] view plain copy

1. struct s  
2. {  
3.         char b[] ;  
4. };  

[cpp] view plain copy

1. struct s  
2. {  
3. //        char b[] ;  
4. };  

C++中两者是不一样的，空的结构体反而“大”（sizeof()返回1）

20160321补充：这个机制利用了一个非常重要的特性——数组和指针的区别！数组和指针在很多操作上是一样的，但是本质不一样。最直观的，指针可以改指向，数组不可以，因为数组占用的每一个内存地址都用来保存变量或者对象，而指针占用的内存地址保存的是一个地址，数组没有单独的保存指向地址的这样一个结构。数组的位置是固定的，正如指针变量自身的位置也是固定的，改的是指针的值，是指向的目标地址，而因为数组不存储目标地址，所以改不了指向。企图把地址强制赋值给数组的话，也只是说把指针赋值给数组，类型不兼容。

结构体嵌套：

结构体嵌套其实没有太意外的东西，只要遵循一定规律即可：

[cpp] view plain copy

1. //对于“一锤子买卖”，只对最终的结构体变量感兴趣，其中A、B也可删，不过最好带着  
2. struct A{   
3.         struct B{  
4.              int c;  
5.         }  
6.         b;  
7. }  
8. a;  
9. //使用如下方式访问：  
10. a.b.c = 10;   

特别的,可以一边定义结构体B，一边就使用上：

[cpp] view plain copy

1. struct A{  
2.         struct B{  
3.                 int c;  
4.         }b;  
5.   
6.         struct B sb;  
7.   
8. }a;  

使用方法与测试：

[cpp] view plain copy

1.         a.b.c = 11;  
2.         printf("%d\n",a.b.c);  
3.         a.sb.c = 22;  
4.         printf("%d\n",a.sb.c);  
5. 结果无误。   

但是如果嵌套的结构体B是在A内部才声明的，并且没定义一个对应的对象实体b，这个结构体B的大小还是不算进结构体A中。

结构体与函数：

关于传参，首先：

[cpp] view plain copy

1. void func(int);  
2. func(a.b.c);  

把结构体中的int成员变量当做和普通int变量一样的东西来使用，是不用脑子就想到的一种方法。

另外两种就是传递副本和指针了 ：

[cpp] view plain copy

1. //struct A定义同上  
2. //设立了两个函数，分别传递struct A结构体和其指针。  
3. void func1(struct A a){  
4.         printf("%d\n",a.b.c);  
5. }  
6. void func2(struct A* a){  
7.         printf("%d\n",a->b.c);  
8. }  
9. main(){  
10.         a.b.c = 112;  
11.         struct A * pa;  
12.         pa = &a;  
13.         func1(a);  
14.         func2(&a);  
15.         func2(pa);  
16. }  

占用内存空间：

struct结构体，在结构体定义的时候不能申请内存空间，不过如果是结构体变量，声明的时候就可以分配——两者关系就像C++的类与对象，对象才分配内存（不过严格讲，作为代码段，结构体定义部分“.text”真的就不占空间了么？当然，这是另外一个范畴的话题）。

结构体的大小通常（只是通常）是结构体所含变量大小的总和，下面打印输出上述结构体的size：

[cpp] view plain copy

1.         printf("size of struct man:%d\n",sizeof(struct man));  
2.         printf("size:%d\n",sizeof(Huqinwei));  
3. 结果毫无悬念，都是28：分别是char数组20，int变量4，浮点变量4.   

下边说说不通常：

对于结构体中比较小的成员，可能会被强行对齐，造成空间的空置，这和读取内存的机制有关，为了效率。通常32位机按4字节对齐，小于的都当4字节，有连续小于4字节的，可以不着急对齐，等到凑够了整，加上下一个元素超出一个对齐位置，才开始调整，比如3+2或者1+4，后者都需要另起（下边的结构体大小是8bytes），相关例子就多了，不赘述。

[cpp] view plain copy

1. struct s  
2. {  
3. char a;  
4. short b;  
5. int c;  
6. }  

相应的，64位机按8字节对齐。不过对齐不是绝对的，用#pragma pack()可以修改对齐，如果改成1，结构体大小就是实实在在的成员变量大小的总和了。

和C++的类不一样，结构体不可以给结构体内部变量初始化，。

如下，为错误示范：

[cpp] view plain copy

1. #include<stdio.h>  
2. //直接带变量名Huqinwei  
3. struct stuff{  
4. //      char job[20] = "Programmer";  
5. //      char job[];  
6. //      int age = 27;  
7. //      float height = 185;  
8. }Huqinwei;  

PS：结构体的声明也要注意位置的，作用域不一样。

C++的结构体变量的声明定义和C有略微不同，说白了就是更“面向对象”风格化，要求更低。

那么熟悉了常用方法，都要注意哪些常犯错误呢，见C语言结构体常见错误。