嵌入式C語言中結(jié)構(gòu)體詳解

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嵌入式C語言中結(jié)構(gòu)體詳解2016

　　C語言允許用戶自己指定這樣一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它由不同類型的數(shù)據(jù)組合成一個(gè)整體，以便引用，這些組合在一個(gè)整體中的數(shù)據(jù)是互相聯(lián)系的，這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為結(jié)構(gòu)體，它相當(dāng)于其它高級(jí)語言中記錄。

　　聲明一個(gè)結(jié)構(gòu)休類型的一般形式如下：

　　struct 結(jié)構(gòu)體名

　　{成員列表};

　　結(jié)構(gòu)體名，用作結(jié)構(gòu)體類型的標(biāo)志，它又稱結(jié)構(gòu)體標(biāo)記，大括號(hào)內(nèi)是該結(jié)構(gòu)體中的各個(gè)成員，由它們組成一個(gè)結(jié)構(gòu)體，對(duì)各成員都應(yīng)進(jìn)行類型聲明如：

　　類型名成員名;

　　也可以把成員列表稱為域表，第一個(gè)成員也稱為結(jié)構(gòu)體中的一個(gè)域。成員名定名規(guī)則寫變量名同。

　　struct student

　　{

　　int num;

　　char name[20];

　　char sex;

　　int age;

　　float score;

　　char addr[30];

　　};

　　定義結(jié)構(gòu)體類型變量的方法

　　前面只是指定了一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型，它相當(dāng)于一個(gè)模型，但其中并無具體數(shù)據(jù)，系統(tǒng)對(duì)之也不分配實(shí)際內(nèi)存單元，為了能在程序中使用結(jié)構(gòu)類型的數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)定義結(jié)構(gòu)體類型的變量，并在其中存放具體的數(shù)據(jù)，可以采取以下3種方法定義結(jié)構(gòu)體類型變量。

　　(1)先聲明結(jié)構(gòu)體類型再定義變量名

　　如上面已定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型 struct student，可以用它來定義變量。如：

　　struct student //結(jié)構(gòu)體類型名

　　student1, student2//結(jié)構(gòu)體變量名

　　定義了 student1, student2 為 struct student 類型的變量。

　　在定義了結(jié)構(gòu)體變量后，系統(tǒng)會(huì)為之分配內(nèi)存單元。例如 student1 和 student2在內(nèi)存中各占59個(gè)字節(jié)。

　　應(yīng)當(dāng)注意，將一個(gè)變量定義為標(biāo)準(zhǔn)類型(基本數(shù)據(jù)類型)與定義為結(jié)構(gòu)體類型不同之處在于后者不僅要求指定變量為結(jié)構(gòu)體類型，而且要求指定為某一特定的結(jié)構(gòu)體類型(例如 struct student 類型)，因?yàn)榭梢远x出許多種具體的結(jié)構(gòu)體類型。而在定義變量為整形時(shí)，只需指定為 int 型即可。

　　(2)在聲明類型的同時(shí)定義變量

　　例如：

　　struct student

　　{

　　int num;

　　char name[20];

　　char sex;

　　int age;

　　float score;

　　char addr[30];

　　}student1, student2;

　　它的作用與第一種方法相同，即定義了兩個(gè) struct student 類型的變量 student1, student2 這種形式的定義的一般形式為

　　struct 結(jié)構(gòu)體名

　　{

　　成員表列

　　}變量名表列;

　　(3)直接定義結(jié)構(gòu)類型變量

　　其一般形式為

　　struct

　　{

　　成員表列

　　}變量名表列;

　　即不出現(xiàn)結(jié)構(gòu)體名。

　　關(guān)于結(jié)構(gòu)體類型，有幾點(diǎn)要說明：

　　a. 類型與變量是不同的概念，不是混同，只能對(duì)變量賦值，存取或運(yùn)算，而不能對(duì)一個(gè)類型賦值，存取或運(yùn)算。在編譯時(shí)，對(duì)類型是不分配空間的，只對(duì)變量分配空間。

　　b. 對(duì)結(jié)構(gòu)體中的成員(即域)可以單元使用，它的作用與地位相當(dāng)于普通變量，

　　c. 成員也可以是一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量。

　　如：

　　struct date // 聲明一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型

　　{

　　int month;

　　int day;

　　int year;

　　}

　　struct student

　　{

　　int num;

　　char name[20];

　　char sex;

　　int age;

　　struct date birthday;

　　char addr[30];

　　}student1, student2;

　　先聲明一個(gè) struct date 類型，它代表日期包括3個(gè)成員 month, day, year。然后在聲明 struct student 類型時(shí)，將成員 birthday 指定為 struct date 類型。

　　d. 成員名可以與程序中的變量名相同，二者不代表同一對(duì)象。

　　結(jié)構(gòu)體變量的引用

　　(1)不能將一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量作為一個(gè)整體進(jìn)行輸入和輸出。

　　只能對(duì)結(jié)構(gòu)體變量中的各個(gè)成員分別進(jìn)行輸入輸出。引用結(jié)構(gòu)體變量中的成員的方式為

　　結(jié)構(gòu)體變量名.成員名

　　例如 student1.num 表示 student1 變量中的 num 成員，即 student1 的 num 項(xiàng)，可以對(duì)變量的成員賦值。例如：

　　student1.num = 10010;

　　"." 是成員(分量)運(yùn)算符，它在所有的運(yùn)算符中優(yōu)先級(jí)最高，因此可以把 student1.num 作為一個(gè)整體來看待。上面的賦值語句作用是將整數(shù) 10010賦給 student1 變量中的成員 num。

　　(2)如果成員本身又屬一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型，則要用若干個(gè)成員運(yùn)算符，一級(jí)一級(jí)地找到最低一級(jí)的成員。只能對(duì)最低的成員進(jìn)行賦值或存取以及運(yùn)算。

　　例如：結(jié)構(gòu)體變量 student1 可以這樣訪問各成員：

　　student1.num

　　student1.birthday.month

　　注意，不能用 student1.birthday 來訪問 student1 變量中的成員 birthday，因?yàn)?birthday 本身是一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量。

　　(3)對(duì)結(jié)構(gòu)體變量的成員可以像普通變量一樣進(jìn)行各種運(yùn)算(根據(jù)其類型決定可以進(jìn)行的運(yùn)算)。

　　student2.score = student1.score;

　　sum = student1.score + student2.score;

　　student1.age ++;

　　++ student1.age;

　　由于 "." 運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)最高，因此 student1.age ++ 是對(duì) student1.age 進(jìn)行自加運(yùn)算。而不是先對(duì) age 進(jìn)行自加運(yùn)算。

　　(4)可以引用結(jié)構(gòu)體變量成員的地址。也可以引用結(jié)構(gòu)體變量的地址。如：

　　scanf("%d", &student1.num);// 輸入 student1.num 的值

　　printf("%o", &student1);// 輸出 student1 的首地址

　　但不能用以下語句整體讀入結(jié)構(gòu)體變量如：

　　scanf("%d,%s,%c,%d,%f,%s", &student1);

　　結(jié)構(gòu)體變量的地址主要用于作函數(shù)參數(shù)，傳遞結(jié)構(gòu)體的地址。

　　結(jié)構(gòu)體變量的初始化

　　和其它類型變量一樣，對(duì)結(jié)構(gòu)體變量可以在定義時(shí)指定初始值。

　　如：

　　#include

　　struct student

　　{

　　long int num;

　　char name[20];

　　char sex;

　　char addr[30];

　　}a = {89031, "Li Lin", 'M', "123 Beijing Road"};

　　void main()

　　{

　　printf("NO. : %d\nname: %s\nsex: %c\naddress: %s\n", a.num, a.name, a.sex, a.addr);

　　}

　　結(jié)構(gòu)體數(shù)組

　　一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量中可以存放一組數(shù)據(jù)(如一個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)，姓名，成績等數(shù)據(jù))。如果有10個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù)需要參加運(yùn)算，顯然應(yīng)該用數(shù)組，這就是結(jié)構(gòu)體數(shù)組。結(jié)構(gòu)體數(shù)組與以前介紹過的數(shù)據(jù)值型數(shù)組不同之處在于每個(gè)數(shù)組元素都一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型的數(shù)據(jù)，它們分別包括各個(gè)成員(分量)項(xiàng)。

　　5.1 定義結(jié)構(gòu)體數(shù)組

　　和定義結(jié)構(gòu)體變量的方法相仿，只需說明其為數(shù)組即可。

　　struct student

　　{

　　int num;

　　char name[20];

　　char sex;

　　int age;

　　float score;

　　char addr[30];

　　};

　　struct student stu[3];

　　以上定義了一個(gè)數(shù)組 stu，其元素為 struct student 類型數(shù)據(jù)，數(shù)組有 3 個(gè)元素。也可以直接定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體數(shù)組。如：

　　struct student

　　{

　　int num;

　　....

　　}stu[3];

　　或

　　struct

　　{

　　int num;

　　...

　　}stu[3];

　　5.2 結(jié)構(gòu)體數(shù)組的初始化

　　與其它類型數(shù)組一樣，對(duì)結(jié)構(gòu)體數(shù)組可以初始化如：

　　struct student

　　{

　　int mum;

　　char name[20];

　　char sex;

　　int age;

　　float score;

　　char addr[30];

　　}stu[3] = {{10101,"Li Lin", 'M', 18, 87.5, "103 Beijing Road"},

　　{10101,"Li Lin", 'M', 18, 87.5, "103 Beijing Road"},

　　{10101,"Li Lin", 'M', 18, 87.5, "103 Beijing Road"}};

　　定義數(shù)組 stu 時(shí)，元素個(gè)數(shù)可以不指定，即寫成以下形式：

　　stu[] = {{...},{...},{...}};

　　編譯時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)給出初值的結(jié)構(gòu)體常量的個(gè)數(shù)來確定數(shù)組元素的個(gè)數(shù)。

　　當(dāng)然，數(shù)組的初始化也可以用以下形式：

　　struct student

　　{

　　int num;

　　...

　　};

　　struct student stu[] = {{...},{...},{...}};

　　即先聲明結(jié)構(gòu)體類型，然后定義數(shù)組為該結(jié)構(gòu)體類型，在定義數(shù)組時(shí)初始化。

　　從以上可以看到，結(jié)構(gòu)體數(shù)組初始化的一般形式是在定義數(shù)組的后面加上：

　　5.3 結(jié)構(gòu)體數(shù)組應(yīng)用舉例

　　下面例子說明結(jié)構(gòu)體數(shù)組的定義和引用。

　　#include

　　struct person

　　{

　　char name[20];

　　int count;

　　}leader[3] = {{"Li", 0},

　　{"Zhang", 0},

　　{"Fun", 0}};

　　void main()

　　{

　　int i, j;

　　char leader_name[20];

　　for(i = 1; i<= 10;i++)

　　{

　　scanf("%s", leader_name);

　　for(j=0;j<3;j++)

　　if(strcmp(leader_name, leader[j].name) == 0)

　　leader[j].count ++;

　　}

　　printf("\n");

　　for(i=0;i<3;i++)

　　printf("%5s: %d\n", leader[i].name, leader[i].count);

　　system("pause");

　　}

　　運(yùn)行結(jié)果如下：

　　Fun

　　Zhang

　　Fun

　　Zhang

　　Li: 3

　　Zhang: 3

　　Fun: 3

　　指向結(jié)構(gòu)體類型數(shù)據(jù)的指針

　　一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量的指針就是該變量所占據(jù)的內(nèi)存段的起始地址，可以設(shè)一個(gè)指針變量，用來指向一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量，此時(shí)該指針變量的值是結(jié)構(gòu)體變量的起始地址。指針變量也可以用來指向結(jié)構(gòu)體數(shù)組中的元素。

　　6.1 指向結(jié)構(gòu)體變量的指針

　　指向結(jié)構(gòu)體變量的指針的應(yīng)用：

　　#include

　　struct student

　　{

　　long num;

　　char name[20];

　　char sex;

　　float score;

　　};

　　void main()

　　{

　　struct student stu_1;

　　struct student *p;

　　p = &stu_1;

　　stu_1.num = 89101;

　　strcpy(stu_1.name, "Li Lin");

　　stu_1.sex = 'M';

　　stu_1.score = 89.5;

　　printf("NO. :%ld\nname: %s\nsex:%c\nscore:%f\n", stu_1.num, stu_1.name, stu_1.sex, stu_1.score);

　　printf("NO. :%ld\nname: %s\nsex:%c\nscore:%f\n", (*p).num, (*p).name, (*p).sex, (*p).score);

　　system("pause");

　　}

　　在主函數(shù)中聲明了 struct student 類型，然后定義了一個(gè) struct student 類型的變量，stu_1 同時(shí)又定義一個(gè)指針變量 p ，它指向一個(gè) struct student 類型的數(shù)據(jù)，在函數(shù)的執(zhí)行部分將結(jié)構(gòu)體變量 stu_1 的起始地址賦給指針變量 p ，也就是使 p 指向 stu_1 然后對(duì) stu_1 的各成員賦值，第二個(gè) printf 函數(shù)也是用來輸出 stu_1 各成員的值，但使用的是 (*p).num 這樣的形式， (*p) 表示 p 指向的結(jié)構(gòu)體變量，(*p).num 是 p 指向的結(jié)構(gòu)體變量中的成員 num 。注意 *p 兩側(cè)的括弧不可省略，因?yàn)槌蓡T運(yùn)算符 '.' 優(yōu)先于 '*' 運(yùn)算符，*p.num 就等價(jià)于 *(p.num)

　　運(yùn)行結(jié)果如下：

　　NO. :89101

　　name: Li Lin

　　sex:M

　　score:89.500000

　　NO. :89101

　　name: Li Lin

　　sex:M

　　score:89.500000

　　可以看到兩個(gè) printf 輸出的結(jié)果相同。

　　在C語言中，為了使用方便和使之直觀，可以把 (*p).num 改用 p->num 來代替，它表示 *p 所指向的結(jié)構(gòu)體變量中的 num 成員，同樣，(*p).name 等價(jià)于 p->name。

　　也就是說以下三種形式等價(jià)：

　　a. 結(jié)構(gòu)體變量.成員名

　　b. (*p).成員名

　　c. p->成員名

　　上面的最后一個(gè) printf 函數(shù)輸了項(xiàng)可以改寫為

　　printf("NO. :%ld\nname: %s\nsex:%c\nscore:%f\n",p->num, p->name, p->sex, p->score);

　　其中 -> 稱為指向運(yùn)算符。

　　分析以下幾種運(yùn)算符

　　p -> n 得到 p 指向的結(jié)構(gòu)體變量中的成員 n 的值

　　p -> n ++ 得到 p 指向的結(jié)構(gòu)體變量中的成員 n 的值，用完值后使它加1

　　++p -> n 得到 p 指向的結(jié)構(gòu)體變量中的成員 n 的值使之加 1 (先加)

　　6.2 指向結(jié)構(gòu)體數(shù)組的指針

　　以前介紹過可以使用指向數(shù)組或數(shù)組元素的指針和指針變量，同樣，對(duì)結(jié)構(gòu)體數(shù)組及其元素也可以用指針變量來指向。

　　指向結(jié)構(gòu)體數(shù)組的指針的應(yīng)用

　　#include

　　#inlcude

　　struct student

　　{

　　int num;

　　char name[20];

　　char sex;

　　int age;

　　};

　　struct student stu[3] = {{10101, "Li Lin", 'M', 18},

　　{10102, "Zhang Fun", 'M', 19},

　　{10103, "Wang Min", 'F', 20}};

　　void main()

　　{

　　struct student *p;

　　printf("No.　　name　　　　sex　　　　age\n");

　　for(p=stu; p

　　printf("%5d %-20s %2c %4d\n", p->num, p->name, p->sex, p->age);

　　system("pause");

　　}

　　運(yùn)行結(jié)果如下：

　　No.　　name　　　　sex　　　　age

　　10101 Li Lin M 　　18

　　10102 Zhang Fun M 　　19

　　10103 Wang Min F 　　 20

　　注意以下兩點(diǎn)：

　　(1)如果 p 的初值為 stu，即指向第一個(gè)元素，則 p + 1 后指向下一個(gè)元素的起始地址。例如：

　　(++p) -> num 先使 p 自加 1 ，然后得到它指向的元素中的 num 成員的值(即10102)。

　　(p++) ->num 先得到 p->num 的值(即10101)，然后使 p 自加 1 ，指向 stu[1]。

　　注意以上二者的不同。

　　(2)程序已定義了指針 p 為指向 struct student 類型數(shù)據(jù)的變量，它只能指向一個(gè) struct student 型的數(shù)據(jù)(p 的值是 stu 數(shù)組的一個(gè)元素的起始地址)，而不能指向 stu 數(shù)組元素中的某一成員，(即 p 的地址不能是成員地址)。例如，下面是不對(duì)的：

　　p = &stu[1].name

　　編譯時(shí)將出錯(cuò)。千萬不要認(rèn)為反正 p 是存放地址的，可以將任何地址賦給它。如果地址類型不相同，可以用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。例如：

　　p = (struct student *)&stu[1].name;

　　此時(shí)，在 p 中存放 stu[1] 元素的 name 成員的起始地址。

　　6.3 用結(jié)構(gòu)體變量和指向結(jié)構(gòu)體的指針作函數(shù)參數(shù)

　　將一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量的值傳遞給另一個(gè)函數(shù)，有3個(gè)方法：

　　(1)用結(jié)構(gòu)體變量的成員作參數(shù)，例如：用 stu[1].num 或 stu[2].name 作函數(shù)實(shí)參，將實(shí)參值傳給形參。用法和用普通變量作實(shí)參是一樣的，屬于值傳遞方式。應(yīng)當(dāng)注意實(shí)參與形參的類型保持一致。

　　(2)用結(jié)構(gòu)體變量作參數(shù)。老版本的C系統(tǒng)不允許用結(jié)構(gòu)體變量作實(shí)參，ANSI C取消了這一限制。但是用結(jié)構(gòu)體變量作實(shí)參時(shí)，采取的是值傳遞的方式，將結(jié)構(gòu)體變量所占的內(nèi)存單元全部順序傳遞給形參。形參也必須是同類型的結(jié)構(gòu)體變量。在函數(shù)調(diào)用期間形參也要占用內(nèi)存單元。這種傳遞方式在空間和時(shí)間上開銷較大，如果結(jié)構(gòu)體的規(guī)模很大時(shí)，開銷是很可觀的，此外由于采用值傳遞方式，如果在執(zhí)行被調(diào)用函數(shù)期間改變了形參(也是結(jié)構(gòu)體變量)的值，該值不能返回主調(diào)函數(shù)，這往往造成使用上的不便。因此一般較少用這種方法。

　　(3)用指向結(jié)構(gòu)體變量(或數(shù)組)的指針作實(shí)參，將結(jié)構(gòu)體變量(或數(shù)組)的地址傳給形參。

　　用結(jié)構(gòu)體變量作函數(shù)參數(shù)。

　　#include

　　#define FORMAT "%d\n%s\n%f\n%f\n%f\n"

　　struct student

　　{

　　int num;

　　char name[20];

　　float score[3];

　　};

　　void print(struct student stu)

　　{