C语言结构体与联合体的深入理解

# 1. C语言结构体的基础概念 C语言中的结构体是一种复合数据类型，可以将不同类型的数据组合在一起，形成一个新的数据类型。在本章中，我们将深入探讨C语言结构体的基础概念。 #### 1.1 结构体的定义和声明 ```java #include <stdio.h> // 定义结构体 struct Student { int id; char name[20]; float score; }; int main() { // 声明结构体变量并初始化 struct Student s1 = {2021001, "Alice", 85.5}; // 访问结构体成员 printf("ID: %d\n", s1.id); printf("Name: %s\n", s1.name); printf("Score: %.1f\n", s1.score); return 0; } ``` **代码总结：** - 使用关键字struct定义结构体 - 可以在定义时初始化结构体变量 - 使用"."访问结构体成员 **结果说明：** - 输出结构体s1的ID、姓名和分数 #### 1.2 结构体成员的访问 ```java #include <stdio.h> struct Point { int x; int y; }; int main() { struct Point p1 = {3, 5}; // 直接访问结构体成员 printf("x: %d, y: %d\n", p1.x, p1.y); // 通过指针访问结构体成员 struct Point *ptr = &p1; printf("x: %d, y: %d\n", ptr->x, ptr->y); return 0; } ``` **代码总结：** - 可以直接访问结构体成员 - 也可以通过结构体指针访问成员 **结果说明：** - 输出结构体p1的x、y坐标 #### 1.3 结构体的嵌套和指针操作 ```java #include <stdio.h> struct Date { int year; int month; int day; }; struct Student { int id; char name[20]; struct Date birthday; }; int main() { struct Student s1 = {2021001, "Bob", {2000, 12, 31}}; printf("ID: %d, Name: %s, Birthday: %d-%02d-%02d\n", s1.id, s1.name, s1.birthday.year, s1.birthday.month, s1.birthday.day); // 结构体指针操作 struct Student *ptr = &s1; printf("ID: %d, Name: %s, Birthday: %d-%02d-%02d\n", ptr->id, ptr->name, ptr->birthday.year, ptr->birthday.month, ptr->birthday.day); return 0; } ``` **代码总结：** - 结构体可以嵌套其他结构体 - 可以通过结构体指针访问嵌套的结构体成员 **结果说明：** - 输出学生s1的ID、姓名和生日信息 希望这些内容能够帮助你更好地理解C语言结构体的基础概念。接下来，我们将继续探讨C语言结构体的高级应用。 # 2. C语言结构体的高级应用 结构体作为C语言中非常重要的数据类型之一，在实际应用中有着丰富的用法。本章将深入探讨结构体的高级应用，包括结构体作为函数参数、动态内存分配以及位域和对齐原理的相关内容。 ### 2.1 结构体作为函数参数 在C语言中，结构体可以作为函数的参数传递，通过引用传递方式可以有效地传递结构体，而避免了传递大量结构体成员的开销。 ```c #include <stdio.h> // 定义一个结构体 struct Point { int x; int y; }; // 函数中传递结构体参数 void printPoint(struct Point p) { printf("Point coordinates: (%d, %d)\n", p.x, p.y); } int main() { struct Point p = {3, 4}; printPoint(p); return 0; } ``` **代码总结：** 上述代码定义了一个Point结构体，将其作为参数传递给printPoint函数并打印坐标值。 **结果说明：** 运行程序将输出"Point coordinates: (3, 4)"。 ### 2.2 结构体的动态内存分配 结构体也可以通过动态内存分配进行创建，这种方式在需要在运行时分配内存大小不确定的结构体时非常有用。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义结构体 struct Rectangle { int width; int height; }; int main() { struct Rectangle *rectPtr; rectPtr = (struct Rectangle *)malloc(sizeof(struct Rectangle)); if (rectPtr == NULL) { printf("Memory allocation failed.\n"); return 1; } rectPtr->width = 10; rectPtr->height = 5; printf("Rectangle width: %d, height: %d\n", rectPtr->width, rectPtr->height); free(rectPtr); return 0; } ``` **代码总结：** 以上代码演示了如何动态分配一个Rectangle结构体，并对其