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C语言结构体指针(指向结构体的指针)详解

当一个指针变量指向结构体时,我们就称它为结构体指针C语言结构体指针的定义形式一般为:
struct 结构体名 *变量名;
下面是一个定义结构体指针的实例:
//结构体
struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
} stu1 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 };
//结构体指针
struct stu *pstu = &stu1;
也可以在定义结构体的同时定义结构体指针:
struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
} stu1 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 }, *pstu = &stu1;
注意,结构体变量名和数组名不同,数组名在表达式中会被转换为数组指针,而结构体变量名不会,无论在任何表达式中它表示的都是整个集合本身,要想取得结构体变量的地址,必须在前面加&,所以给 pstu 赋值只能写作:

struct stu *pstu = &stu1;

而不能写作:

struct stu *pstu = stu1;

还应该注意,结构体和结构体变量是两个不同的概念:结构体是一种数据类型,是一种创建变量的模板,编译器不会为它分配内存空间,就像 int、float、char 这些关键字本身不占用内存一样;结构体变量才包含实实在在的数据,才需要内存来存储。下面的写法是错误的,不可能去取一个结构体名的地址,也不能将它赋值给其他变量:

struct stu *pstu = &stu;
struct stu *pstu = stu;

获取结构体成员

通过结构体指针可以获取结构体成员,一般形式为:
(*pointer).memberName
或者:
pointer->memberName
第一种写法中,.的优先级高于*(*pointer)两边的括号不能少。如果去掉括号写作*pointer.memberName,那么就等效于*(pointer.memberName),这样意义就完全不对了。

第二种写法中,->是一个新的运算符,习惯称它为“箭头”,有了它,可以通过结构体指针直接取得结构体成员;这也是->C语言中的唯一用途。

上面的两种写法是等效的,我们通常采用后面的写法,这样更加直观。

【示例】结构体指针的使用。
#include <stdio.h>
int main(){
    struct{
        char *name;  //姓名
        int num;  //学号
        int age;  //年龄
        char group;  //所在小组
        float score;  //成绩
    } stu1 = { "Tom", 12, 18, 'A', 136.5 }, *pstu = &stu1;

    //读取结构体成员的值
    printf("%s的学号是%d,年龄是%d,在%c组,今年的成绩是%.1f!\n", (*pstu).name, (*pstu).num, (*pstu).age, (*pstu).group, (*pstu).score);
    printf("%s的学号是%d,年龄是%d,在%c组,今年的成绩是%.1f!\n", pstu->name, pstu->num, pstu->age, pstu->group, pstu->score);

    return 0;
}
运行结果:
Tom的学号是12,年龄是18,在A组,今年的成绩是136.5!
Tom的学号是12,年龄是18,在A组,今年的成绩是136.5!

【示例】结构体数组指针的使用。
#include <stdio.h>

struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
}stus[] = {
    {"Zhou ping", 5, 18, 'C', 145.0},
    {"Zhang ping", 4, 19, 'A', 130.5},
    {"Liu fang", 1, 18, 'A', 148.5},
    {"Cheng ling", 2, 17, 'F', 139.0},
    {"Wang ming", 3, 17, 'B', 144.5}
}, *ps;

int main(){
    //求数组长度
    int len = sizeof(stus) / sizeof(struct stu);
    printf("Name\t\tNum\tAge\tGroup\tScore\t\n");
    for(ps=stus; ps<stus+len; ps++){
        printf("%s\t%d\t%d\t%c\t%.1f\n", ps->name, ps->num, ps->age, ps->group, ps->score);
    }

    return 0;
}
运行结果:
Name            Num     Age     Group   Score
Zhou ping       5       18      C       145.0
Zhang ping      4       19      A       130.5
Liu fang        1       18      A       148.5
Cheng ling      2       17      F       139.0
Wang ming       3       17      B       144.5

结构体指针作为函数参数

结构体变量名代表的是整个集合本身,作为函数参数时传递的整个集合,也就是所有成员,而不是像数组一样被编译器转换成一个指针。如果结构体成员较多,尤其是成员为数组时,传送的时间和空间开销会很大,影响程序的运行效率。所以最好的办法就是使用结构体指针,这时由实参传向形参的只是一个地址,非常快速。

【示例】计算全班学生的总成绩、平均成绩和以及 140 分以下的人数。
#include <stdio.h>

struct stu{
    char *name;  //姓名
    int num;  //学号
    int age;  //年龄
    char group;  //所在小组
    float score;  //成绩
}stus[] = {
    {"Li ping", 5, 18, 'C', 145.0},
    {"Zhang ping", 4, 19, 'A', 130.5},
    {"He fang", 1, 18, 'A', 148.5},
    {"Cheng ling", 2, 17, 'F', 139.0},
    {"Wang ming", 3, 17, 'B', 144.5}
};

void average(struct stu *ps, int len);

int main(){
    int len = sizeof(stus) / sizeof(struct stu);
    average(stus, len);
    return 0;
}

void average(struct stu *ps, int len){
    int i, num_140 = 0;
    float average, sum = 0;
    for(i=0; i<len; i++){
        sum += (ps + i) -> score;
        if((ps + i)->score < 140) num_140++;
    }
    printf("sum=%.2f\naverage=%.2f\nnum_140=%d\n", sum, sum/5, num_140);
}
运行结果:
sum=707.50
average=141.50
num_140=2

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