C语言 超详细 零基础入门 结构体数组 结构体指针 数据结构
C语言 超详细 零基础入门 结构体 的 基本介绍-CSDN博客
3、结构体数组
3.1 对比结构体与数组
//定义一个结构体A
typedef struct{
int a ;
char b;
float c;
} A;
//定义一个结构体变量
A a;
//定义一个数组类型的变量
int b[3];语句int b[3]；定义了一个数组，名字为b，由3个整型分量组成。而语句A a；可以类似认为定义了一个数组，名字为a，只不过组成a数组的3个分量是不同类型的。对于数组b，b[0]、b[1]、b[2]分别代表数组中第1、第2、第3个同为int类型的元素的值。而结构体a中，a. a、a. b、a. c分别对应于结构体变量a 中第1、第2、第3个元素的值，两者十分相似。
如果有3个结构体A类型的元素，如何存储呢？使用结构体数组，即：A a[3]
对比：A a[3]和int b[3][3]：
a数组中的每个元素都是结构型且每个元素都有3个分量，可以把它类比成一个二维数组。例如， int b[3][3]。
3.2 结构体数组的声明
结构体数组：数组元素是结构体变量而构成的数组。先定义结构体类型，然后用结构体类型定义数组变量。
方式1：先声明一个结构体类型，再用此类型定义结构体数组
结构体类型 数组名[数组长度];举例：
struct Person{
char name[20];
int age;
};
struct Person pers[3]; //pers是结构体数组名举例：
struct Student{ // 定义结构体：学生
int id; //学号
char name[20]; //姓名
char gender; //性别
int age; //年龄
};
struct Student stus[10]; //stus是结构体数组名方式2：定义结构体类型的同时，定义数组变量。
struct 结构体名{
成员列表;
} 数组名[数组长度];举例：
struct Person{
char name[20];
int age;
} pers[3];举例：
struct Date{
int year;
int month;
int day;
}dates1[10],dates2[10];3.3 初始化数组元素
对应前面的声明方式1：
举例：
struct Student stus[3] = { {1001,"Tom",'M', 14},
{1002, "Jerry", 'M', 13},
{1003, "Lily",'F',12}};对应前面的声明方式2：
举例：
struct Person {
char name[20];
int age;
} pers[3] = {{"Tom", 12},
{"Jerry", 11},
{"Lily", 10}};或者：
struct Person {
char name[20];
int age;
} pers[] = {{"Tom", 12},
{"Jerry", 11},
{"Lily", 10}};说明：初始化结构体数组元素时，也可以不 指定结构体数组的长度。系统在编译时，会 自动根据初始化的值决定结构体数组的长度。
3.4 结构体数组元素的成员的调用
方式1：使用数组角标方式
结构体数组名[下标].成员名如：
stus[1].age = 23;方式2：使用指向数组或数组元素的指针(下节讲)
指针->成员名如：
p->age=24; //p为指向某个数组元素的指针举例1：输入一个班级的学生信息(包含id、name、gender、score)，并把学习成绩超过全班平均成绩的学生找出来，输出这部分学生的姓名和成绩。
#include <stdio.h>
#define N 4
#define MAX_NAME_LENGTH 20
struct Student {
int id;
char name[MAX_NAME_LENGTH];
char gender;
int score;
};
int main() {
struct Student stu[N];
int sum = 0;
for (int i = 0; i < N; i++) {
printf("请输入学生信息 (ID, 姓名, 性别, 成绩): \n");
scanf("%d %19s %c %d", &stu[i].id, stu[i].name, &stu[i].gender, &stu[i].score);
sum += stu[i].score;
}
double avg = (double)sum / N; //计算平均成绩
printf("平均成绩为: %.2lf\n", avg);
printf("高于平均分的学生:\n");
for (int i = 0; i < N; i++) {
if (stu[i].score > avg) {
printf("%-20s:%d\n", stu[i].name, stu[i].score);
}
}
return 0;
}测试如下：
请输入学生信息 (ID, 姓名, 性别, 成绩):
1 Tom M 89
请输入学生信息 (ID, 姓名, 性别, 成绩):
2 Jerry F 99
请输入学生信息 (ID, 姓名, 性别, 成绩):
3 Lucy F 56
请输入学生信息 (ID, 姓名, 性别, 成绩):
4 Tony M 66
平均成绩为: 77.50
高于平均分的学生:
Tom :89
Jerry :99
Process finished with exit code 0举例2：编写一个统计选票的系统，根据先后输入的候选人姓名，统计各人的得票数。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define N 3
struct Person { //声明结构体类型struct Person
char name[20]; //候选人姓名
int count; //候选人得票数
} leader[N] = {{"zhang3", 0},
{"li4", 0},
{"wang5", 0}}; //定义结构体数组并初始化
int main() {
char leader_name[20]; //定义字符数组
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
printf("你要投票给谁？(zhang3、li4、wang5)：");
scanf("%s", leader_name); //输入所选的候选人姓名
for (int j = 0; j < N; j++) {
if (strcmp(leader_name, leader[j].name) == 0){
leader[j].count++;
break;
}
}
}
printf("\n统计结果:\n");
for (int i = 0; i < N; i++)
printf("%-10s:%d\n", leader[i].name, leader[i].count);
return 0;
}【武汉科技大学2019研】对于以下定义，能打印出字母h的语句是（ ）。
struct person{
char title[20];
int code;
};
struct person book[5]＝{"Physics",17,"Math",18,"English",20,"History",18};
A．printf（"%c"，book[0].title[1]）；
B．printf（"%c"，book[1].title[4]）；
C．printf（"%c"，book[2].title[7]）；
D．printf（"%c"，book[3].title[6]）；
【答案】A
【解析】person是一个自定义结构体类型，该结构体含有两个成员变量，分别是一个字符数组和一个int数据， BC选项打印出来的是'\0'；D选项打印出来的是y，只有A打印出来的是h，答案选A。
4、结构体指针
4.1 结构体指针格式
结构体指针：指向结构体变量的指针 （将结构体变量的起始地址存放在指针变量中）
具体应用场景：①可以指向单一的结构体变量 ②可以用作函数的参数 ③可以指向结构体数组
定义结构体指针变量格式：
struct 结构体名 *结构体指针变量名;
//int num;
//int *num;举例：
struct Book {
char title[50];
char author[10];
double price;
};
struct Book *b1;等价于
struct Book {
char title[50];
char author[10];
double price;
} *b1;说明：变量 b1 是一个指针，指向的数据是 struct Book 类型的实例。
4.2 结构体传参
如果将 struct 变量传入函数，函数内部得到的是一个原始值的副本。
#include <stdio.h>
struct Person {
char *name;
int age;
char *address;
};
void addAge(struct Person per) {
per.age = per.age + 1;
}
int main() {
struct Person p1 = {"Tom", 20, "北京市海淀区"};
addAge(p1);
printf("age = %d\n", p1.age); // 输出 20
return 0;
}函数 addAge() 要求传入一个 struct 变量 per，但实际上传递的是 struct 变量p1的副本，改变副本影响不到函数外部的原始数据。
通常情况下，开发者希望传入函数的是同一份数据，函数内部修改数据以后，会反映在函数外部。而且，传入的是同一份数据，也有利于提高程序性能。这时就需要将 struct 变量的指针传入函数，通过指针来修改 struct 属性。如下
struct Person {
char *name;
int age;
char *address;
};
void addAge(struct Person *per) { //说明1
(*per).age = (*per).age + 1; //说明2
}
int main() {
struct Person p1 = {"Tom", 20, "北京市海淀区"};
addAge(&p1); //说明3
printf("age = %d\n", p1.age); // 说明4：输出 21
return 0;
}- 说明1：per 是 struct 结构的指针，调用函数时传入的是指针。
- 说明2：函数内部必须使用
(*per).age的写法，从指针拿到 struct 结构本身。因为运算符优先级问题，不能写成*per.age，会将per.age看成是一个指针，然后取其值。 - 说明3：结构体类型跟数组不一样，类型标识符本身并不是指针，所以传入时，指针必须写成 &p1。
- 说明4： addAge() 内部对 struct 结构的操作，就会反映到函数外部。
练习1：
（1）编写一个Dog结构体，包含name(char[10])、age(int)、weight(double)属性
（2）编写一个say函数，返回字符串，方法返回信息中包含所有成员值。
（3）在main方法中，创建Dog结构体变量，调用say函数，将调用结果打印输出。
写法1：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
// 定义Dog结构体
struct Dog {
char name[10]; //或者 char * name;
int age;
double weight;
};
// 定义say函数，返回包含所有成员值的字符串
char* say(struct Dog dog) {
static char info[100]; // 静态数组用于存储结果,此数组生命周期会持续到整个程序运行结束。
sprintf(info, "Name: %s, Age: %d, Weight: %.2lf", dog.name, dog.age, dog.weight);
return info;
}
int main() {
// 创建Dog结构体变量
struct Dog myDog;
strcpy(myDog.name, "大黄");
myDog.age = 3;
myDog.weight = 12.5;
// 调用say函数，打印结果
char* result = say(myDog);
printf("info = %s\n", result);
return 0;
}其中，sprintf() 函数是C标准库中的一个函数，它用于将格式化的数据写入一个字符数组(字符串)。
int sprintf(char *str, const char *format, ...);
> str：是一个字符数组，用于存储格式化后的字符串。
> format：是格式化字符串，包含了要输出的文本以及格式说明符，就像 printf() 函数中的格式字符串一样。
> ...：是可变参数，用于提供要格式化的数据。顺便看一个问题，如果say()函数如下声明，请问main()中打印dog.name会是多少呢？为什么？
char* say(struct Dog dog) {
static char info[100]; // 静态数组用于存储结果,此数组生命周期会持续到整个程序运行结束。
sprintf(info, "Name: %s, Age: %d, Weight: %.2lf", dog.name, dog.age, dog.weight);
strcpy(dog.name, "小花");
return info;
}
int main() {
// 创建Dog结构体变量
struct Dog myDog;
strcpy(myDog.name, "大黄");
myDog.age = 3;
myDog.weight = 12.5;
// 调用say函数，打印结果
char* result = say(myDog);
printf("info = %s\n", result);
printf("name = %s", myDog.name); //大黄
return 0;
}在C语言中，函数参数是按值传递的，这意味着 say 函数接受的是 dog 结构体的一个副本，而不是原始的 dog 结构体。因此，在 say 函数内部对 dog 结构体的修改不会影响到 main 函数中的原始结构体。
虽然在 say 函数内部将 dog.name 设置为 "小花"，但这只会影响 say 函数内的副本，而不会影响 main 函数中的 dog 结构体。所以，最后打印 dog.name 时输出的是 "大黄"，而不是 "小花"。
写法2：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
// 定义Dog结构体
struct Dog {
char name[10]; //或者 char * name;
int age;
double weight;
};
// 定义say函数，返回包含所有成员值的字符串
char *say(struct Dog *dog) {
static char info[100]; // 静态数组用于存储结果,此数组生命周期会持续到整个程序运行结束。
sprintf(info, "Name: %s, Age: %d, Weight: %.2lf", (*dog).name, (*dog).age, (*dog).weight);
return info;
}
int main() {
// 创建Dog结构体变量
struct Dog myDog;
strcpy(myDog.name, "大黄");
myDog.age = 3;
myDog.weight = 12.5;
// 调用say函数，打印结果
char *result = say(&myDog);
printf("info = %s\n", result);
return 0;
}练习2：
struct S {
int data[100];
int num;
};
struct S s = {{1, 2, 3, 4}, 100};
//结构体传参
void print1(struct S s) {
printf("%d\n", s.num);
}
//结构体地址传参
void print2(struct S *ps) {
printf("%d\n", (*ps).num);
}
int main() {
print1(s); //传结构体
print2(&s); //传地址
return 0;
}从性能开销角度考虑，上面的 print1 和 print2 函数哪个好些？
答案：print2函数。函数传参的时候，参数是需要压栈的。如果传递一个结构体对象的时候，结构体过大，参数压栈的的系统开销比较大，所以会导致性能的下降。（考研中定义的结点作为形参时一定要注意考虑此问题）
结论：结构体传参的时候，建议传结构体的地址。
练习3：景区门票
一个景区根据游客的年龄收取不同价格的门票。
（1）请编写游客结构体（Visitor），包含姓名，年龄，应付票价
（2）编写函数ticket()，根据年龄段决定能够购买的门票价格并输出。
规则：年龄>=18，门票为20元，其它情况免费。
（3）可以循环从控制台输入名字和年龄，打印门票收费情况，如果名字输入n，则退出程序。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
//定义结构体
struct Visitor {
char *name; //姓名
int age; //年龄
double pay; //应付票价
};
//编写函数处理业务
void ticket(struct Visitor *visitor) {
//判断
if ((*visitor).age >= 18) {
(*visitor).pay = 20;
} else {
(*visitor).pay = 0;
}
}
int main() {
//创建结构体变量(创建一个游客)
struct Visitor visitor;
//循环的输入名字和年龄
while (1) {
printf("请输入游客名字(输入n退出程序):");
scanf("%s", visitor.name);
//判断如果名字输入 n ,则退出程序
if (!strcmp("n", visitor.name)) {
break;
}
printf("请输入游客年龄:");
scanf("%d", &visitor.age);
//调用函数 ticket，获取应付的票价
ticket(&visitor);
printf("该游客应付票价=%.2lf\n", visitor.pay);
}
printf("退出程序");
return 0;
}4.3 -> 操作符
前面例子中，(*per).age 的写法很麻烦，C 语言就引入了一个新的箭头运算符（ -> ），可以从结构体指针上直接获取属性，大大增强了代码的可读性。
void addAge(struct Person * per) {
per->age = per->age + 1; //使用结构体指针访问指向对象的成员
}另例：
struct Student {
char name[20];
int age;
char gender;
};
int main() {
//打印结构体信息
struct Student s = {"张三", 20, 'M'};
//方式1：.为结构成员访问操作符
printf("name = %s,age = %d,gender = %c\n", s.name, s.age, s.gender);
struct Student *ps = &s;
//方式2：.为结构成员访问操作符
printf("name = %s,age = %d,gender = %c\n", (*ps).name, (*ps).age, (*ps).gender);
//方式3：->操作符
printf("name = %s,age = %d,gender = %c\n", ps->name, ps->age, ps->gender);
return 0;
}总结：如果指针变量p指向一个结构体变量stu，以下3种用法等价：
① stu.成员名 stu.num
② (*p).成员名 (*p).num
③ p->成员名 p->num4.4 指向结构体数组的指针
举例：
struct Person {
int id;
char name[20];
};
int main() {
struct Person per;
struct Person arr[5];
struct Person *p,*q;
p = &per; //指向单个结构体变量
q = arr; //指向结构体数组
return 0;
}举例：
#include <stdio.h>
struct Student {
int id;
char name[20];
char gender;
} stu[3] = {{1001, "Tom", 'M'},
{1002, "Jerry", 'M'},
{1003, "Lily", 'F'}};
int main() {
//方式1：
for (int i = 0; i < 3; i++) {
printf("%d%10s%3c\n", stu[i].id, stu[i].name, stu[i].gender);
}
//方式2：
struct Student *p = stu;
for (int i = 0; i < 3; i++) {
printf("%d%10s%3c\n", p[i].id, p[i].name, p[i].gender);
}
//方式3：
struct Student *q;
for (q = stu; q < stu + 3; q++) {
printf("%d%10s%3c\n", q->id, q->name, q->gender);
}
return 0;
}【中央财经大学2018研】若有以下说明和语句：
struct worker {
int no;
char *name;
} work, *p = &work;
则以下引用方式不正确的是（ ）。
A．work.no
B．(*p).no
C．p->no
D．work->no
【答案】D
【解析】结构体变量访问成员变量的引用方式采用“.”，而结构体指针采用“->”，因此AC是正确的，B项中*p表示结构体变量，因此可以用“.”，所以答案选择D。
5、结构体在数据结构中的应用
5.1 声明结点的结构体
链表是一种动态的数据存储结构（非固定长度），链表的基本单位是结点(node)，同一链表的所有结点具有相同的数据类型。而结点使用结构体类型进行定义。
一个链表结点包括数据域和指针域两部分：数据域存储需要处理的数据、指针域存储下一个结点的位置。
单链表结构的结点定义如下：
struct Node {
int data; //这里默认的是int型，如需其他类型可修改
struct Node *next; //指向Node型变量的指针
};或者：
typedef struct Node {
int data;
struct Node *next;
} LNode;二叉树结构的结点定义如下：
struct BTNode {
int data; //这里默认的是int型，如需其他类型可修改
struct BTNode *lchild; //指向左孩子结点指针
struct BTNode *rchild; //指向右孩子结点指针
};或者
typedef struct BTNode {
int data; //这里默认的是int型，如需其他类型可修改
struct BTNode *lchild; //指向左孩子结点指针
struct BTNode *rchild; //指向右孩子结点指针
} BTNode;5.2 声明结点变量
这里不需要事先说明链表所包括的结点个数，新数据到达时创建结点变量即可。
以创建二叉树结点为例，方式①：
BTNode bt1;方式②：
BTNode *bt;
bt = (BTNode*) malloc(sizeof (BTNode));//此句要熟练掌握方式①中只用一句就制作了一个结点，而方式②中需要两句，使用了系统已有的函数malloc()申请新结点所需内存空间，比①要烦琐。
②的执行过程为：先定义一个结点的指针bt，然后用函数malloc()来动态申请一个结点的内存空间，接着让指针 bt 指向这片内存空间，这样就完成了一个结点变量的创建。后续不需要数据时，删除结点，释放空间（使用free(bt)释放）即可。
5.3 两种方式对比
对比1：是否可以重新赋值
②中的bt是个指针型变量，用来存储刚创建好的结点的地址。因bt是变量，虽然现在bt指向了刚生成的结点，但是在以后必要的时候bt可以离开这个结点转而指向其他结点。而①则不行，①中的bt1就是某个结点的名字，一旦定义好，它就不能脱离这个结点了。
结论：②比①更灵活，因此②用得多。
对比2：①和②中的BT取分量的操作也是不同的。比如，想取其data 域的值赋给x。
对于①，用结构体变量直接取分量，其操作用“.”
int x = bt1.data;对于②，用指向结构体变量的指针来取分量，其操作用“->”
int x = bt->data;
//等同于
int x = (*bt).data; //这里的()不要省略考研数据结构中所有类型结点的内存分配中使用最多的就是方式② ，即使用函数malloc()来完成，模式固定，务必记忆。
注意点
可能会有人认可如下的两种简便写法。虽然这种写法简单，但是在一些纯C编译器中是不通过的，如果你所报考的目标学校严格要求用纯C语言来写程序，则不能这样写结构体定义。
//链表结点：
struct Node {
int data;
Node *next;
};
//二叉树结点：
struct BTNode {
int data;
BTNode *lchild;
BTNode *rchild;
};5.4 malloc()模板
模板：（当需要制作一个新结点时，只要把结点结构型的名称填入括号中的“类型”处即可）
类型 *p;
p = (类型 *)malloc(sizeof(类型)); //将=右边创建的结点的地址赋给p举例：
typedef struct BTNode {
int data;
struct BTNode *lchild;
struct BTNode *rchild;
}BTNode;
int main() {
BTNode *newNode;
newNode = (BTNode *) malloc(sizeof(BTNode));
return 0;
}此外，还可以一次申请一组结点，可以看做是动态申请数组空间的方法。如下：
int *p;
p = (int *) malloc(n * sizeof(int));这样就申请了一个由指针p所指的( p指向数组中第一个元素的地址)元素为int 型的、长度为n 的动态数组。取元素时和一般的数组(静态数组)一样，如取第二个元素，则可写成p[1]。
5.5 举 例
在考研的数据结构中，只需要熟练掌握以上两种结点(链表、二叉树)的定义方法，其他结点都是由这两种衍生而来的。
举例：定义结构体，表示学生结点
struct StudentNode {
int id;
char name[20];
struct StudentNode *next;
};创建多个结点，彼此构成链表
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>
typedef struct StudentNode {
int id;
char name[20];
struct StudentNode *next;
} StuNode;
int main() {
StuNode *head;
// 生成一个三个节点的列表 {1001,"Tom"} -> {1002,"Jerry"} -> {1003,"Lily"}
head = (StuNode *)malloc(sizeof(StuNode));
head->id = 1001;
strcpy(head->name, "Tom");
StuNode *p = (StuNode *)malloc(sizeof(StuNode));
p->id = 1002;
strcpy(p->name, "Jerry");
head->next = p;
p = (StuNode *)malloc(sizeof(StuNode));
p->id = 1003;
strcpy(p->name, "Lily");
head->next->next = p;
//遍历链表
StuNode *cur;
for (cur = head; cur != NULL; cur = cur->next) {
printf("id = %d,name = %s\n", cur->id, cur->name);
}
return 0;
}构成如下图的链表：
为了准确定位第一个结点，每个链表要有一个表头指针，从第一个结点开始，沿指针链遍历链表中的所有结点。
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