C语言中的结构体（struct）详解
C语言中的结构体（struct）详解
结构体是C语言中强大的数据组织工具，它允许将不同类型的变量组合在一起，便于理解、移植，并优化内存访问速度。声明结构体的语法如下：
struct 结构体名称 { 成员列表</};
以学生信息为例，我们可以定义一个名为Student的结构体：
struct Student</ {
char name[20]</;
int num</;
float score</;
};
创建结构体变量时，我们使用struct 结构体名称 结构体变量名;的格式，比如创建一个名为stu1的Student结构体：
struct Student stu1;</
访问结构体成员使用结构成员运算符.，如stu1.name。如果成员是嵌套结构，如stu1.birthday.year，则表示访问嵌套结构的某个属性。
结构体变量的初始化有多种方法：
- 逐个赋值：struct Student stu1, stu2; 分别初始化为strcpy(stu1.name, "Jack"); stu1.num = 18; stu1.score = 90.5; 注意，不能直接赋值给数组名。
- 结构体整体赋值：stu2 = (struct Student){ "Tom", 15, 88.0}; 这是通过强制类型转换实现的。
- 结构体变量同时初始化：struct Student stu = { "Mike", 15, 91}; 当类型和顺序一致时，这种方式更简洁。
- 部分初始化：stu4 = {.name = "Lisa"}; 可指定部分成员进行初始化。
- 指定顺序初始化：st = { .name, .score, .num }; 保证了成员的初始化顺序。
结构体的内存分配时，会考虑对齐以提升效率。计算结构体大小时，需考虑成员长度、对齐填充以及结构体对齐模数。例如，如果对齐模数为2，成员会按2的倍数进行对齐。
- 对齐：结构体成员在内存中以特定对齐方式存储，提高性能。
- 计算过程：总长度 = 所有成员长度之和 + 对齐填充 (满足模数要求)。
当使用#pragma pack指令时，对齐模数可能会发生变化，影响成员的内存布局。结构体数组作为数组元素，如存储多个学生信息，定义和初始化遵循特定格式。
定义和初始化结构体数组示例：
struct Student { ... } studentArray[10];</ // 数组长度为10
可以同时定义和初始化，或者逐个赋值。
结构体与指针紧密相连，对于高效编程至关重要。指针变量定义为struct 结构体名称 * 结构指针变量名;，如struct Student *pstu;。通过&运算符获取结构变量地址，如pstu = &结构变量名;。
- 结构指针访问成员</: 使用(*结构指针).成员名 或 结构指针 -> 成员名。
- 嵌套结构指针</: 结构体成员可以包含嵌套的结构体，如struct Birthday ...。
- 函数参数</: 结构体成员可以作为函数参数，如void printNum(int num); void PrintStu(struct Student student);。
使用指针传递结构体时，应留意成员优先级、嵌套结构的初始化与访问，以及函数参数类型的要求。例如，通过指针操作可以高效地修改结构体，但需注意形参和实参的区别，如下面的代码片段：
```cpp
struct Student student0 = { "Mike", 27, 91};
// 使用指针修改结构体，会直接改变原结构
void PrintStu2(struct Student *student) {
student->num = 100;
printf("PrintStu2 修改后:姓名: %s, 学号: %d, 内存地址: %p
",
student->name, student->num, student);
}
// 通过地址调用，修改不影响原结构
PrintStu2(&student0);
printf("原来:姓名: %s, 学号: %d, 内存地址: %p
",
student0.name, student0.num, &student0);
```
这段代码展示了指针如何影响原结构体，以及何时选择使用指针以避免影响原始数据。通过理解这些概念，您可以更有效地在C语言中使用结构体来组织数据和操作。
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