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struct在C语言中的用法（非常详细，附带示例）

C语言中的结构体（struct）是一种用户自定义的复合数据类型，它允许我们将不同类型的数据项组合在一起，形成一个逻辑整体。
 

结构体的概念源于现实世界中的对象，这些对象通常具有多个属性。例如，一个学生可能有姓名、年龄、学号等属性；一本书可能有书名、作者、出版日期等属性。在程序设计中，我们经常需要处理这样的复合数据，而结构体正是为此而生的。


结构体的本质是一种将多个变量组合在一起的方式，这些变量可以是不同的数据类型。通过使用结构体，我们可以更好地组织和管理相关的数据，使代码更加清晰和易于理解。结构体不仅提高了代码的可读性，还增强了数据的封装性，这是面向对象编程思想的一种体现。

1. 结构体的定义

结构体定义的一般语法如下：

struct 结构体名 {
    数据类型1 成员名1;
    数据类型2 成员名2;
    ...
};

定义结构体时，我们使用 struct 关键字，后跟结构体的名称，然后在花括号内列出结构体的成员。每个成员都是一个变量声明，它可以是任何有效的C语言数据类型，甚至是其它的结构体。


例如，我们可以定义一个表示学生信息的结构体：

struct Student {
    char name[50];
    int age;
    long student_id;
    float gpa;
};

在这个例子中，我们定义了一个名为 Student 的结构体，它包含四个成员：name（字符数组）、age（整数）、student_id（长整数）和 gpa（浮点数）。

2. 结构体变量的声明

定义好结构体后，我们就可以声明该结构体类型的变量了。声明结构体变量的方式有两种：


a) 在定义结构体的同时声明变量：

struct Student {
    char name[50];
    int age;
    long student_id;
    float gpa;
} student1, student2;


b) 使用已定义的结构体类型声明变量：

struct Student student1, student2;

3. 结构体的初始化/赋值

结构体变量可以在声明时进行初始化，也可以在声明后逐个赋值。初始化时，我们需要按照结构体成员的顺序提供初始值。以下是常见的初始化方式：


a) 声明时初始化：

struct Student student1 = {"John Doe", 20, 12345678, 3.75};


b) 声明后逐个赋值：

struct Student student2;
strcpy(student2.name, "Jane Smith");
student2.age = 22;
student2.student_id = 87654321;
student2.gpa = 3.9;

注意，对于字符数组成员（如 name），我们需要使用 strcpy 函数来赋值，因为简单的赋值操作（=）不适用于数组。


c) 在 C99 标准及其以后的版本中，还可以使用指定初始化器：

struct Student student2 = {
    .name = "Bob",
    .age = 21,
    .student_id = 202100002,
    .gpa = 3.9
};
这种方法允许我们通过成员名称来初始化特定的结构体成员，而不必遵循成员的声明顺序；即使以后在定义中修改了结构体成员的顺序，也不用修改代码了。

4. 结构体成员的访问

通过结构体变量访问成员时，我们需要使用点运算符.，它的语法格式如下：

结构体变量名.成员名

例如，要打印学生的信息，我们可以这样做：

printf("Name: %s\n", student1.name);
printf("Age: %d\n", student1.age);
printf("Student ID: %ld\n", student1.student_id);
printf("GPA: %.2f\n", student1.gpa);

输出结果：

Name: John Doe
Age: 20
Student ID: 12345678
GPA: 3.75

在C语言中，我们也可以创建指向结构体的指针，它的的语法如下：

struct 结构体名 *指针变量名;

例如：

struct Student *ptr_student;
ptr_student = &student1;

使用结构体指针访问成员时，我们使用箭头运算符->，而不是点运算符。例如：

printf("Name: %s\n", ptr_student->name);
printf("Age: %d\n", ptr_student->age);

5. 综合示例

文章最后，让我们通过一个综合示例来展示结构体的各种用法：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

// 定义图书结构体
struct Book {
    char title[50];
    char author[50];
    int year;
    float price;
};

// 函数原型
void printBook(const struct Book *book);
void updatePrice(struct Book *book, float newPrice);

int main() {
    // 声明并初始化结构体变量
    struct Book book1 = {"C Programming", "Dennis Ritchie", 1972, 29.99};
    struct Book book2;
    
    // 使用点号运算符初始化 book2
    strcpy(book2.title, "The C Programming Language");
    strcpy(book2.author, "Brian Kernighan");
    book2.year = 1988;
    book2.price = 59.99;
    
    // 打印图书信息
    printf("Book 1 information:\n");
    printBook(&book1);
    
    printf("\nBook 2 information:\n");
    printBook(&book2);
    
    // 更新价格
    updatePrice(&book1, 34.99);
    updatePrice(&book2, 49.99);
    
    printf("\nAfter price update:\n");
    printf("Book 1 new price: $%.2f\n", book1.price);
    printf("Book 2 new price: $%.2f\n", book2.price);
    
    return 0;
}

// 打印图书信息的函数
void printBook(const struct Book *book) {
    printf("Title: %s\n", book->title);
    printf("Author: %s\n", book->author);
    printf("Year: %d\n", book->year);
    printf("Price: $%.2f\n", book->price);
}

// 更新图书价格的函数
void updatePrice(struct Book *book, float newPrice) {
    book->price = newPrice;
}

输出结果：

Book 1 information:
Title: C Programming
Author: Dennis Ritchie
Year: 1972
Price: $29.99

Book 2 information:
Title: The C Programming Language
Author: Brian Kernighan
Year: 1988
Price: $59.99

After price update:
Book 1 new price: $34.99
Book 2 new price: $49.99

这个综合示例展示了结构体的定义、初始化、成员访问（使用点号和箭头运算符）、结构体指针作为函数参数等用法。
 

总起来说，结构体是一种自定义的、复合的数据类型，而不是变量。变量可以直接使用，而数据类型还需要声明变量才能使用。理解这一点非常重要，这是结构体的本质。


在实际编程中，结构体常常用于表示现实世界的对象或复杂的数据结构，如学生信息、商品详情、图形元素等。

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