C語言結構體（Struct）

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前面的教程中我們講解了數組（Array），它是一組具有相同類型的資料的集合。但在實際的編程過程中，我們往往還需要一群組類型不同的資料，例如對於學生資訊登記表，姓名為字串，學號為整數，年齡為整數，所在的學習小組為字元，成績為小數，因為資料類型不同，顯然不能用一個數組來存放。

在C語言中，可以使用結構體（Struct）來存放一組不同類型的資料。結構體的定義形式為：

struct 結構體名{
    結構體所包含的變數或數組
};

結構體是一種集合，它裡麵包含了多個變數或數組，它們的類型可以相同，也可以不同，每個這樣的變數或數組都稱為結構體的成員（Member）。請看下面的一個例子：

1. struct stu{
2. char *name; //姓名
3. int num; //學號
4. int age; //年齡
5. char group; //所在學習小組
6. float score; //成績
7. };

stu 為結構體名，它包含了 5 個成員，分別是 name、num、age、group、score。結構體成員的定義方式與變數和數組的定義方式相同，只是不能初始化。

注意大括弧後面的分號 ;不能少，這是一條完整的語句。

結構體也是一種資料類型，它由程式員自己定義，可以包含多個其他類型的資料。

像 int、float、char 等是由C語言本身提供的資料類型，不能再進行分拆，我們稱之為基礎資料型別 (Elementary Data Type)；而結構體可以包含多個基本類型的資料，也可以包含其他的結構體，我們將它稱為複雜資料類型或構造資料類型。

結構體變數

既然結構體是一種資料類型，那麼就可以用它來定義變數。例如：

struct stu stu1, stu2;

定義了兩個變數 stu1 和 stu2，它們都是 stu 類型，都由 5 個成員組成。注意關鍵字struct不能少。

stu 就像一個“模板”，定義出來的變數都具有相同的性質。也可以將結構體比作“圖紙”，將結構體變數比作“零件”，根據同一張圖紙生產出來的零件的特性都是一樣的。

你也可以在定義結構體的同時定義結構體變數：

1. struct stu{
2. char *name; //姓名
3. int num; //學號
4. int age; //年齡
5. char group; //所在學習小組
6. float score; //成績
7. } stu1, stu2;

將變數放在結構體定義的最後即可。

如果只需要 stu1、stu2 兩個變數，後面不需要再使用結構體名定義其他變數，那麼在定義時也可以不給出結構體名，如下所示：

1. struct{ //沒有寫 stu
2. char *name; //姓名
3. int num; //學號
4. int age; //年齡
5. char group; //所在學習小組
6. float score; //成績
7. } stu1, stu2;

這樣做書寫簡單，但是因為沒有結構體名，後面就沒法用該結構體定義新的變數。

理論上講結構體的各個成員在記憶體中是連續儲存的，和數組非常類似，例如上面的結構體變數 stu1、stu2 的記憶體分布如所示，共佔用 4+4+4+1+4 = 17 個位元組。

但是在編譯器的具體實現中，各個成員之間可能會存在縫隙，對於 stu1、stu2，成員變數 group 和 score 之間就存在 3 個位元組的空白填充（見）。這樣算來，stu1、stu2 其實佔用了 17 + 3 = 20 個位元組。

關於成員變數之間存在“裂縫”的原因，我們將在《C語言和記憶體》專題中的《C語言記憶體對齊，提高定址效率》一節中詳細講解。

成員的擷取和賦值

結構體和數組類似，也是一組資料的集合，整體使用沒有太大的意義。數組使用下標[ ]擷取單個元素，結構體使用點號.擷取單個成員。擷取結構體成員的一般格式為：

結構體變數名.成員名;

通過這種方式可以擷取成員的值，也可以給成員賦值：

1. #include <stdio.h>
2. int main(){
3. struct{
4. char *name; //姓名
5. int num; //學號
6. int age; //年齡
7. char group; //所在小組
8. float score; //成績
9. } stu1;
11. //給結構體成員賦值
12. stu1.name = "Tom";
13. stu1.num = 12;
14. stu1.age = 18;
15. stu1.group = ‘A‘;
16. stu1.score = 136.5;
18. //讀取結構體成員的值
19. printf("%s的學號是%d，年齡是%d，在%c組，今年的成績是%.1f！\n", stu1.name, stu1.num, stu1.age, stu1.group, stu1.score);
21. return 0;
22. }

運行結果：
Tom的學號是12，年齡是18，在A組，今年的成績是136.5！

除了可以對成員進行逐一賦值，也可以在定義時整體賦值，例如：

1. struct{
2. char *name; //姓名
3. int num; //學號
4. int age; //年齡
5. char group; //所在小組
6. float score; //成績
7. } stu1, stu2 = { "Tom", 12, 18, ‘A‘, 136.5 };

   

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