C語言結構體(struct)常見使用方法
今天覆習一下struct,順便挖掘一下以前沒注意的小細節:
基本定義:結構體,通俗講就像是打包封裝,把一些有共同特徵(比如同屬於某一類事物的屬性,往往是某種業務相關屬性的聚合)的變數封裝在內部,通過一定方法訪問修改內部變數。
結構體定義:
第一種:只有結構體定義
struct stuff{
char job[20];
int age;
float height;
};
第二種:附加該結構體型別的“結構體變數”的初始化的結構體定義
//直接帶變數名Huqinwei struct stuff{ char job[20]; int age; float height; }Huqinwei;
也許初期看不習慣容易困惑,其實這就相當於:
struct 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數Huqinwei,而不再需要用
struct stuff yourname;
去定義第二個變數。
那麼,附加變數初始化的結構體定義還可進一步簡化出第三種:
struct{
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——至少我現在沒掌握這種方法。結構體變數及其內部成員變數的定義及訪問:
繞口吧?要分清結構體變數和結構體內部成員變數的概念。
就像剛才的第二種提到的,結構體變數的宣告可以用:
struct stuff yourname;
其成員變數的定義可以隨宣告進行:
struct stuff Huqinwei = {"manager",30,185};
也可以考慮結構體之間的賦值:
struct stuff faker = Huqinwei;
//或 struct stuff faker2;
// faker2 = faker;
列印,可見結構體的每一個成員變數一模一樣
如果不使用上邊兩種方法,那麼成員陣列的操作會稍微麻煩(用for迴圈可能好點)
Huqinwei.job[0] = 'M';
Huqinwei.job[1] = 'a';
Huqinwei.age = 27;
Huqinwei.height = 185;
結構體成員變數的訪問除了可以藉助符號".",還可以用"->"訪問(下邊會提)。
引用(C++)、指標和陣列:
首先是引用和指標:
int 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,把指標引用也加上吧
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,而且沒註明引用是純C中沒有的東西(在這麼個以C為幌子的部落格中)。
引用是C++特有的一個機制,必須靠編譯器支撐,至於引用轉換到C中本質是什麼,我有個帖子寫過
結構體也不能免俗,必須有陣列:
struct test{
int a[3];
int b;
};
//對於陣列和變數同時存在的情況,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
可以變長的陣列
#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));
}
執行結果
size 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值通常只為了表示後邊的陣列長度),後邊的陣列長度不計算在內,但是該陣列可以直接使用。
(說後邊是個指標吧?指標也佔長度!這個是不佔的!原理很簡單,這個東西完全是陣列後邊的尾巴,malloc開闢的是一片連續空間。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:
非彈性陣列不能用"char a[]"這種形式定義彈性(flexible)變數,必須明確大小。
彈性陣列在結構體中,下面的形式是唯一允許的:
struct s
{
int a;
char b[] ;
};
順序顛倒會讓b和a資料重合,會在編譯時不通過。
char b[] = "hell";也不行(C和C++都不行)
struct 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++唯獨不給帶彈性陣列的結構體分配空間(可能怕和變長結構體機制產生某種衝突,比如大小怎麼算):
struct s
{
char b[] ;
};
struct 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——數組和指標的區別!陣列和指標在很多操作上是一樣的,但是本質不一樣。最直觀的,指標可以改指向,陣列不可以,因為陣列佔用的每一個記憶體地址都用來儲存變數或者物件,而指標佔用的記憶體地址儲存的是一個地址,陣列沒有單獨的儲存指向地址的這樣一個結構。陣列的位置是固定的,正如指標變數自身的位置也是固定的,改的是指標的值,是指向的目標地址,而因為陣列不儲存目標地址,所以改不了指向。企圖把地址強制賦值給陣列的話,也只是說把指標賦值給陣列,型別不相容。
結構體巢狀:
結構體巢狀其實沒有太意外的東西,只要遵循一定規律即可:
//對於“一錘子買賣”,只對最終的結構體變數感興趣,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:
struct A{
struct B{
int c;
}b;
struct B sb;
}a;
使用方法與測試:
a.b.c = 11;
printf("%d\n",a.b.c);
a.sb.c = 22;
printf("%d\n",a.sb.c);
結果無誤。
但是如果巢狀的結構體B是在A內部才宣告的,並且沒定義一個對應的物件實體b,這個結構體B的大小還是不算進結構體A中。
結構體與函式:
關於傳參,首先:
void func(int);
func(a.b.c);
把結構體中的int成員變數當做和普通int變數一樣的東西來使用,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標了 :
//struct A定義同上
//設立了兩個函式,分別傳遞struct A結構體和其指標。
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);
}
佔用記憶體空間:
struct結構體,在結構體定義的時候不能申請記憶體空間,不過如果是結構體變數,宣告的時候就可以分配——兩者關係就像C++的類與物件,物件才分配記憶體(不過嚴格講,作為程式碼段,結構體定義部分“.text”真的就不佔空間了麼?當然,這是另外一個範疇的話題)。
結構體的大小通常(只是通常)是結構體所含變數大小的總和,下面列印輸出上述結構體的size:
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陣列20,int變數4,浮點變數4.
下邊說說不通常:
對於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,這和讀取記憶體的機制有關,為了效率。通常32位機按4位元組對齊,小於的都當4位元組,有連續小於4位元組的,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,後者都需要另起(下邊的結構體大小是8bytes),相關例子就多了,不贅述。
struct s
{
char a;
short b;
int c;
}
相應的,64位機按8位元組對齊。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數大小的總和了。和C++的類不一樣,結構體不可以給結構體內部變數初始化,。
如下,為錯誤示範:
#include<stdio.h>
//直接帶變數名Huqinwei
struct stuff{
// char job[20] = "Programmer";
// char job[];
// int age = 27;
// float height = 185;
}Huqinwei;
PS:結構體的宣告也要注意位置的,作用域不一樣。
C++的結構體變數的宣告定義和C有略微不同,說白了就是更“面向物件”風格化,要求更低。
那麼熟悉了常用方法,都要注意哪些常犯錯誤呢,見C語言結構體常見錯誤。