C 結構體

定義結構

為了定義結構，您必須使用 struct 語句。 struct 語句定義了一個包含多個成員的新的資料類型，struct 語句的格式如下：

struct [structure tag]{
   member definition;
   member definition;   ...
   member definition;} [one or more structure variables];

structure tag 是可選的，每個member definition 是標準的變數定義，例如int i; 或float f; 或其他有效的變數定義。在結構定義的末尾，最後一個分號之前，您可以指定一個或多個結構變量，這是可選的。以下是宣告 Book 結構的方式：

struct Books{   char  title[50];   char  author[50];   char  subject[100];   int   book_id;} book;

存取結構成員

為了存取結構的成員，我們使用成員存取運算子（.）。成員存取運算子是結構變數名稱和我們要存取的結構成員之間的句號。您可以使用 struct 關鍵字來定義結構類型的變數。下面的實例示範了結構的用法：

#include <stdio.h>#include <string.h> struct Books{   char  title[50];   char  author[50];   char  subject[100];   int   book_id;}; int main( ){   struct Books Book1;        /* 声明 Book1，类型为 Book */   struct Books Book2;        /* 声明 Book2，类型为 Book */ 
   /* Book1 详述 */
   strcpy( Book1.title, "C Programming");
   strcpy( Book1.author, "Nuha Ali"); 
   strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");   Book1.book_id = 6495407;   /* Book2 详述 */
   strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
   strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
   strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");   Book2.book_id = 6495700; 
   /* 输出 Book1 信息 */
   printf( "Book 1 title : %s\n", Book1.title);
   printf( "Book 1 author : %s\n", Book1.author);
   printf( "Book 1 subject : %s\n", Book1.subject);
   printf( "Book 1 book_id : %d\n", Book1.book_id);   /* 输出 Book2 信息 */
   printf( "Book 2 title : %s\n", Book2.title);
   printf( "Book 2 author : %s\n", Book2.author);
   printf( "Book 2 subject : %s\n", Book2.subject);
   printf( "Book 2 book_id : %d\n", Book2.book_id);   return 0;}

當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Book 1 title : C ProgrammingBook 1 author : Nuha AliBook 1 subject : C Programming TutorialBook 1 book_id : 6495407Book 2 title : Telecom BillingBook 2 author : Zara AliBook 2 subject : Telecom Billing TutorialBook 2 book_id : 6495700

結構作為函數參數

您可以把結構當作函數參數，傳參方式與其他類型的變數或指標相似。您可以使用上面實例中的方式來存取結構變數：

#include <stdio.h>#include <string.h> struct Books{   char  title[50];   char  author[50];   char  subject[100];   int   book_id;};/* 函数声明 */void printBook( struct Books book );int main( ){   struct Books Book1;        /* 声明 Book1，类型为 Book */   struct Books Book2;        /* 声明 Book2，类型为 Book */ 
   /* Book1 详述 */
   strcpy( Book1.title, "C Programming");
   strcpy( Book1.author, "Nuha Ali"); 
   strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");   Book1.book_id = 6495407;   /* Book2 详述 */
   strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
   strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
   strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");   Book2.book_id = 6495700; 
   /* 输出 Book1 信息 */
   printBook( Book1 );   /* 输出 Book2 信息 */
   printBook( Book2 );   return 0;}void printBook( struct Books book ){
   printf( "Book title : %s\n", book.title);
   printf( "Book author : %s\n", book.author);
   printf( "Book subject : %s\n", book.subject);
   printf( "Book book_id : %d\n", book.book_id);}

當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Book title : C ProgrammingBook author : Nuha AliBook subject : C Programming TutorialBook book_id : 6495407Book title : Telecom BillingBook author : Zara AliBook subject : Telecom Billing TutorialBook book_id : 6495700

指向結構的指標

您可以定義指向結構的指針，方式與定義指向其他類型變數的指標相似，如下所示：

struct Books *struct_pointer;

現在，您可以在上述定義的指標變數中儲存結構變數的位址。為了找出結構變數的位址，請將& 運算子放在結構名稱的前面，如下所示：

struct_pointer = &Book1;

為了使用指向該結構的指標存取結構的成員，您必須使用-> 運算符，如下所示：

struct_pointer->title;

讓我們使用結構指標來重寫上面的實例，這將有助於您理解結構指標的概念：

#include <stdio.h>#include <string.h> struct Books{   char  title[50];   char  author[50];   char  subject[100];   int   book_id;};/* 函数声明 */void printBook( struct Books *book );int main( ){   struct Books Book1;        /* 声明 Book1，类型为 Book */   struct Books Book2;        /* 声明 Book2，类型为 Book */ 
   /* Book1 详述 */
   strcpy( Book1.title, "C Programming");
   strcpy( Book1.author, "Nuha Ali"); 
   strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");   Book1.book_id = 6495407;   /* Book2 详述 */
   strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
   strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
   strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");   Book2.book_id = 6495700; 
   /* 通过传 Book1 的地址来输出 Book1 信息 */
   printBook( &Book1 );   /* 通过传 Book2 的地址来输出 Book2 信息 */
   printBook( &Book2 );   return 0;}void printBook( struct Books *book ){
   printf( "Book title : %s\n", book->title);
   printf( "Book author : %s\n", book->author);
   printf( "Book subject : %s\n", book->subject);
   printf( "Book book_id : %d\n", book->book_id);}

當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Book title : C ProgrammingBook author : Nuha AliBook subject : C Programming TutorialBook book_id : 6495407Book title : Telecom BillingBook author : Zara AliBook subject : Telecom Billing TutorialBook book_id : 6495700

位元域

有些資訊在儲存時，並不需要佔用一個完整的字節，而只需佔幾個或一個二進位位。例如在存放一個開關量時，只有 0 和 1 兩種狀態，用 1 位元二進位即可。為了節省儲存空間，並使處理簡便，C 語言提供了一種資料結構，稱為"位元域"或"位元段"。

所謂"位元域"是把一個位元組中的二進位分割成幾個不同的區域，並說明每個區域的位元組。每個域都有一個域名，允許在程式中按域名進行操作。這樣就可以把幾個不同的物件用一個位元組的二進位位元域來表示。

典型的實例：

• 用 1 位元二進位存放一個開關量時，只有 0 和 1 兩種狀態。

• 讀取外部檔案格式－可以讀取非標準的檔案格式。例如：9 位元的整數。

位元域的定義和位元域變數的說明

位元域定義與結構定義相仿，其形式為：

    struct 位域结构名        { 位域列表 };

其中位元域列表的形式為：

    类型说明符 位域名: 位域长度

例如：

struct bs{    int a:8;    int b:2;    int c:6;};

位元域變數的說明與結構變數說明的方式相同。 可採用先定義後說明，同時定義說明或直接說明這三種方式。例如：

struct bs{    int a:8;    int b:2;    int c:6;}data;

說明 data 為 bs 變量，共佔兩個位元組。其中位域 a 佔 8 位，位域 b 佔 2 位，位域 c 佔 6 位。

讓我們再來看一個實例：

struct packed_struct {  unsigned int f1:1;  unsigned int f2:1;  unsigned int f3:1;  unsigned int f4:1;  unsigned int type:4;  unsigned int my_int:9;} pack;

在這裡，packed_struct 包含了6 個成員：四個1 位元的識別碼f1..f4、一個4 位元的type 和一個9位元的my_int。

對於位元域的定義尚有以下幾點說明：

• #一個位元域必須儲存在同一個字節中，不能跨兩個位元組。如一個位元組所剩空間不夠存放另一位域時，應從下一單元起存放該位元域。也可以有意使某位域從下一單元開始。例如：

  struct bs{    unsigned a:4;    unsigned  :4;    /* 空域 */    unsigned b:4;    /* 从下一单元开始存放 */    unsigned c:4}

  在這個位域定義中，a 佔第一位元組的4 位，後4 位元填0 表示不使用，b 從第二位元組開始，佔用4 位，c 佔用4位元.

• 由於位元域不允許跨兩個位元組，因此位元域的長度不能大於一個位元組的長度，也就是說不能超過8位元二進位。如果最大長度大於電腦的整數位長，有些編譯器可能會允許網域的記憶體重疊，其他一些編譯器可能會把大於一個網域的部分儲存在下一個字中。

• 位元域可以是無名位元域，這時它只用來填滿或調整位置。無名的位域是不能使用的。例如：

  struct k{    int a:1;    int  :2;    /* 该 2 位不能使用 */    int b:3;    int c:2;};

從上述分析可以看出，位元域本質上就是一種結構類型，不過其成員是按二進位分配的。

位元域的使用

位元域的使用和結構成員的使用相同，其一般形式為：

    位域变量名·位域名

位元域允許以各種格式輸出。

請看下面的實例：

main(){    struct bs{        unsigned a:1;        unsigned b:3;        unsigned c:4;    } bit,*pbit;
    bit.a=1;/* 给位域赋值（应注意赋值不能超过该位域的允许范围） */
    bit.b=7;/* 给位域赋值（应注意赋值不能超过该位域的允许范围） */
    bit.c=15;/* 给位域赋值（应注意赋值不能超过该位域的允许范围） */
    printf("%d,%d,%d\n",bit.a,bit.b,bit.c);/* 以整型量格式输出三个域的内容 */
    pbit=&bit;/* 把位域变量 bit 的地址送给指针变量 pbit */
    pbit->a=0;/* 用指针方式给位域 a 重新赋值，赋为 0 */
    pbit->b&=3;/* 使用了复合的位运算符 "&="，相当于：pbit->b=pbit->b&3，位域 b 中原有值为 7，与 3 作按位与运算的结果为 3（111&011=011，十进制值为 3） */
    pbit->c|=1;/* 使用了复合位运算符"|="，相当于：pbit->c=pbit->c|1，其结果为 15 */
    printf("%d,%d,%d\n",pbit->a,pbit->b,pbit->c);/* 用指针方式输出了这三个域的值 */}

上例程式中定義了位元域結構 bs，三個位元域為 a、b、c。說明了 bs 類型的變數 bit 和指向 bs 類型的指標變數 pbit。這表示位元域也是可以使用指標的。