C语言——结构体进阶

一：结构体基本定义

引入：数据类型的局限性

? ?我们经常使用的的数据类型有很多很多，比如int ，char，float等等，我们可以根据不同大小的数据给他分配不同的数据类型，这相比于MATLAB这种语言单调的数据类型C语言对内存的分配更加合理，C语言严格的数据类型可以极大程度的提高程序的运行速度等等。

? 但是随着我们学习的深入，官方给定我们的数据类型只能定义一些指定的数据，适合单一的变量，但是在我们的生活中，每一个实物肯定不止一个特征，就那工资来说，每一个员工都会有一些固有属性，比如，姓名，具体地址，年龄，工资等等。我们要是使用单一的数据类型对其分别定义。在统计少数几个人的时候这种方法看样子还行，然而实际上一个公司的职员少则几百多则上千，一个一个这样单独定义无疑会让代码变的特别复杂。所以C语言就给我们提供了一个可以自己来定义的结构。（这个结构在我看来本质上就是一种数据类型，和int，char地位差不多，只不过他的大小不是固定的，是根据我们的需求进行改变的）

一：结构体

? 结构体是一个或者多个变量的集合，这些变量是不同的类型，把他们都集合在了一起，这样更方便我们使用一些，就拿上文工资来距离，我们使用结构体就会变的特别简洁。

struct gongzi
{

   char  name[10];//定义姓名
   int age;  //定义年龄
   int num[10];    //定义号码

}

以后我们在定义关于工资的问题就可以直接使用这个数据类型。

结构体成员的访问：

? ? 语法：结构体名.结构成员

struct gongzi
{

   char  name[10];//定义姓名
   int age;  //定义年龄
   int num[10];    //定义号码

}


gongzi.name=；//通过结构名.成员来调用

补充：两个不同的结构体可以嵌套，但是一个相同的结构体不能嵌套，至于原因吗，我们在结构体的嵌套里面解答。（小透露一下，同一种结构体嵌套就是无限套娃）。

二：结构体数组

? ? ? 我们在之前的学习里面数组一般都是数据类型+数组名[]来定义的

//数据类型 数组名[] 

int arr[];
char arr[];
float arr[];

? 既然是数据类型+数组名，那我们的结构体也是一种数据类型，自然也就有结构体数组。使用方法和普通数组基本一模一样。

struct gongzi //定义方式一
{

   char  name[10];//定义姓名
   int age;  //定义年龄
   int num[10];    //定义号码

} gz[5];


struct gongzi //定义方式二
{

   char  name[10];//定义姓名
   int age;  //定义年龄
   int num[10];    //定义号码

} ;

struct gongzi gz[5];

结构体数组访问内部成员

? ? ? ? ?结构体数组名[N].内部成员

二：结构体构体指针

? ? ? 他依旧是一个指针变量所以他在内存里面的大小依旧是四个字节，调用方式和一般的指针基本一致，唯一不同的就是结构体指针调用内部成员有一种新的写法。

假设P是一个指向结构体的指针

? 我们可以用p->结构体成员来引用相应的结构体

他等价于（*p）.结构体成员

调用方法一：//调用方式一（*p.结构体成员）

调用方法二：调用方式二（p->结构体成员）

一：结构体指针嵌套

? ?我们之前学过函数嵌套，那么在结构体里面自然也会有嵌套结构的产生。在上文我们介绍同名结构体不可以进行正常嵌套，但是异名结构体可以嵌套，这是为什么呢。世间万物都是有限的，这也就决定了嵌套的一个前提是你需要有限个，不能层层套娃。

一：同名结构体嵌套

? ?我们同名结构体就会出现这么一个问题。下面我们来看下面的代码

这里我们定义了一个学生结构体，他的成员包括了年龄，姓名，新别，以及同桌，和班级。安装C语言内存的计算，这里我们先假设这个结构体内部没有同桌这个成员。

我们不难得到他所占的内存大小为4+10+4+4=22字节，现在我们把同桌这个结构体加上。

那么现在这个结构体的大小是多少呢，有些人可能会说了，这不就是之前的22字节+这个同桌结构体的大小吗。问题就出现在了这个同桌结构体的上，这个同桌结构体大小到底是多少呢？，因为他们是同一个结构体，所以在同桌结构体里面依旧是22字节+他的另外一个同桌结构体，这样不断的进行递推，我们会发现我们根本无法定义这个结构体的内存大小，按照逻辑推理他的内存大小应该是无穷大的。（下面这个图片应该会好理解一点）

那么我要是非要同一个结构体嵌套改怎么办呢，C语言也给我们提供了解决办法，即通过结构体指针调用。把他从一个递推结构编程一个并行结构。

（这里使用重定义会报错，后续已经更改了）

那么问题来了，现在结构体的大小是多少呢，自然就是我们一直强调的一个知识点，C语言中指针变量的大小不管是什么数据类型他的大小都是四个字节。这里无限大内存的问题就解决了。

那么我们该如何在一个结构体内部调用第二个结构体呢，这就用到了我们上面讲的通过结构体指针访问内部成员。具体讲述我们通过这段代码来介绍。

我们定义了两个结构体分别是张三和李四，在初始化过程中把结构体成员定义为空指针，这里

lisi.classmate = &zhan;需要特殊说明一下，因为lisi.classmate是指针变量，所以他应该对于zhan结构体的地址名。?lisi.classmate->age这段代码就是标准的通过结构体指针调用结构体成员

（一个注意的点，此时结构体定义里面的结构体指针还是使用struct Student 可能是因为此时的重定义还没有生效吧，笔者能力有限，无法解释）

二：异名结构体调用

? ?相比于上述的同名结构体通过指针调用来说，异名结构体调用就会简单许多，下面会用一个实例来介绍异名结构体的调用。（因为不会出现内存上无限的问题）

就比如调查一个人，会分为生活方面和工作方面，我们把生活和工作单独定义一个结构体，在定义一个大的结构体来存放这个人信息。

在C语言与程序设计是使用矩形的定义来介绍此嵌套的

即首先我们定义一个直角坐标系的结构体

struct point
{

   int x;
   int y;
};

然后我们用一个结构体嵌套来定义一个矩形（即通过两个点来定义一个矩形）

struct rect{

  struct point pt1;
  struct point pt1;
};

二：结构体调用函数

? ? ? 我们正常人一般调用函数都是使用if-else哪里不够哪里凑，（大致思路就是通过if'-else对结构体成员的值进行一个判断，然后进行下一步操作）在数据量小的情况下这是没问题的，但是一旦涉及到大工程就极易形成屎山代码，不容易维护且一旦有了新操作就会需要不断的加if-else.

下面由一个产品显示来介绍结构体调用函数。

在实际应用中一家公司会有不同的屏幕驱动函数，不同的产品就会使用到不同的屏幕，正常流程是读取这个产品的ID，然后进入if else进入判断，然后在执行相应的操作函数。如下所示。

（屏幕驱动函数）

代码逻辑就是判断ID然后执行不同的函数（这里我们假设ID1为使用LCD，这里我们假设ID2为使用LCD2）

void LCD_USE1(void)
{
	
	printf("hello\n");

}
void LCD_USE2(void)
{

	printf("你好\n");

}

typedef struct PM  //重定义屏幕
{
	int ID;  //使用ID
	int name;
	
}pm1, * pm2;  //重定义
int main()
{
	    
	pm1 chanp1,chanp2;
	chanp1.ID = 1;
	chanp2.ID = 2;

	if (chanp1.ID == 1)
	{
		LCD_USE1();
	}
	else if (chanp1.ID == 2)
	{
		LCD_USE2();
	}

   return 0;
}

这样我们的代码逻辑确实非常简单，但是确定就是太过于繁琐了，不容易维护

三：函数与指针

一：函数指针

二：指针函数

四：typedef类型重定义

一：#define宏定义

二：typedef重定义

五：结构体调用指