C——struct

在C语言中,可以使用结构体(Struct)来存放一组不同类型的数据。结构体的定义形式为:
struct 结构体名{
结构体所包含的变量或数组
};
结构体是一种集合,它里面包含了多个变量或数组,它们的类型可以相同,也可以不同,每个这样的变量或数组都称为结构体的成员(Member)。请看下面的一个例子:
struct stu{
char *name; //姓名
int num; //学号
int age; //年龄
char group; //所在学习小组
float score; //成绩
};
stu 为结构体名,它包含了 5 个成员,分别是 name、num、age、group、score。结构体成员的定义方式与变量和数组的定义方式相同,只是不能初始化。
注意大括号后面的分号;不能少,这是一条完整的语句。
结构体也是一种数据类型,它由程序员自己定义,可以包含多个其他类型的数据。

像 int、float、char 等是由C语言本身提供的数据类型,不能再进行分拆,我们称之为基本数据类型;而结构体可以包含多个基本类型的数据,也可以包含其他的结构体,我们将它称为复杂数据类型或构造数据类型。
结构体变量

既然结构体是一种数据类型,那么就可以用它来定义变量。例如:
struct stu stu1, stu2;
定义了两个变量 stu1 和 stu2,它们都是 stu 类型,都由 5 个成员组成。注意关键字struct不能少。

stu 就像一个“模板”,定义出来的变量都具有相同的性质。也可以将结构体比作“图纸”,将结构体变量比作“零件”,根据同一张图纸生产出来的零件的特性都是一样的。

你也可以在定义结构体的同时定义结构体变量:
struct stu{
char *name; //姓名
int num; //学号
int age; //年龄
char group; //所在学习小组
float score; //成绩
} stu1, stu2;
将变量放在结构体定义的最后即可。

如果只需要 stu1、stu2 两个变量,后面不需要再使用结构体名定义其他变量,那么在定义时也可以不给出结构体名,如下所示:
struct{ //没有写 stu
char *name; //姓名
int num; //学号
int age; //年龄
char group; //所在学习小组
float score; //成绩
} stu1, stu2;
这样做书写简单,但是因为没有结构体名,后面就没法用该结构体定义新的变量。

理论上讲结构体的各个成员在内存中是连续存储的,和数组非常类似,例如上面的结构体变量 stu1、stu2 的内存分布如下图所示,共占用 4+4+4+1+4 = 17 个字节。

但是在编译器的具体实现中,各个成员之间可能会存在缝隙,对于 stu1、stu2,成员变量 group 和 score 之间就存在 3 个字节的空白填充(见下图)。这样算来,stu1、stu2 其实占用了 17 + 3 = 20 个字节。

关于成员变量之间存在“裂缝”的原因,我们将在《C语言和内存》专题中的《C语言内存对齐,提高寻址效率》一节中详细讲解。
成员的获取和赋值

结构体和数组类似,也是一组数据的集合,整体使用没有太大的意义。数组使用下标[ ]获取单个元素,结构体使用点号.获取单个成员。获取结构体成员的一般格式为:
结构体变量名.成员名;
通过这种方式可以获取成员的值,也可以给成员赋值:
#include

### 关于 `struct` 在编程中的用法和定义 #### C语言中的结构体定义与使用 在C语言中,结构体用于存储不同类型的多个数据项。其基本语法如下: ```c struct 结构体名 { 数据类型 成员1; 数据类型 成员2; }; ``` 通过这种方式,可以将逻辑上相关的变量组合在一起形成一个新的复合型数据单元[^1]。 #### 使用 `typedef` 定义更简洁的结构体 为了简化后续代码编写过程,在某些情况下会采用带有 `typedef` 的声明方法来创建新的类型名称。例如下面这段代码展示了如何利用 `typedef` 来定义一个名为 `Student2` 的新类型: ```c typedef struct Student2 { int a; } Student2; ``` 这样做之后就可以像内置类型一样直接声明该种类型的对象而无需每次都带上 `struct` 关键字了[^2]。 #### Rust 中特殊的 Unit Struct 不同于其他几种情况的是,在Rust里还存在一种特别的形式——Unit Struct(单位结构),它没有任何字段只包含名字本身;这类结构主要用于实现枚举变体或是作为标记位等场景下。定义方式非常简单明了: ```rust struct ExampleUnitStruct; ``` 这里并没有花括号包围的内容表示这是一个空壳子般的实体[^3]。 #### C++里的结构体内联初始化 对于C++而言,则允许更加灵活的操作模式之一就是在定义的同时完成实例化工作。比如这样一段程序片段就很好地体现了这一点: ```cpp #include <string> using namespace std; struct Student{ string name; int age; int score; }stu3; // 同时也完成了对学生 'stu3' 实例化的操作 ``` 上述做法使得整个流程变得更加紧凑高效[^4]。 #### 带有常量限定符的结构体成员保护机制 最后值得一提的是有关访问控制方面的话题。当希望限制某个特定域不允许随意更改的时候可以在前面加上 `const` 修饰符从而达到目的。具体来说就是让编译器帮助我们阻止任何试图修改这些受保护区域的行为发生,以此减少潜在错误风险并提高软件质量[^5]。
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