C语言 结构体

学习struct · 难度：进阶 · +15XP

C语言 结构体详解

结构体（struct）是 C 语言中用户自定义的复合数据类型，它允许将多个不同类型的变量组合成一个逻辑整体。想象一下，你需要存储一个学生的信息——姓名（字符串）、年龄（整数）、成绩（浮点数），结构体正好可以将这些数据打包在一起，让数据的组织和操作更加方便和清晰。

结构体的定义与声明

使用 struct 关键字定义结构体类型，然后可以声明该类型的变量。结构体成员可以是任何数据类型，包括基本类型、数组、指针，甚至是另一个结构体。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
// 定义结构体类型
struct Student {
    char name[50];
    int age;
    float score;
    int id;
};
int main() {
    // 声明并初始化结构体变量
    struct Student s1 = {"张三", 20, 88.5, 1001};
    // 访问成员：使用点运算符 .
    printf("姓名: %s
", s1.name);
    printf("年龄: %d
", s1.age);
    printf("分数: %.1f
", s1.score);
    return 0;
}

结构体数组与指针

结构体作为函数参数

结构体可以作为函数参数传递。你可以按值传递（创建副本，不改变原值）或按指针传递（传递地址，可以修改原值，且效率更高，因为避免了大结构体的复制开销）。对于大型结构体，始终推荐按指针传递。

// 按指针传递 - 更高效，可以直接修改
void updateScore(struct Student *s, float newScore) {
    s->score = newScore;  // 使用 -> 访问成员
}
// 按值传递 - 不会修改原值
void printStudent(struct Student s) {
    printf("%s - %d岁 - %.1f分
", s.name, s.age, s.score);
}
int main() {
    struct Student s1 = {"李四", 21, 75.0};
    updateScore(&s1, 92.5);  // 传递地址
    printStudent(s1);        // 输出: 李四 - 21岁 - 92.5分
    return 0;
}

结构体内存对齐

编译器为了提高内存访问效率，会对结构体成员进行内存对齐。不同类型的成员之间可能会存在填充字节（padding），导致结构体的实际大小大于所有成员大小之和。使用 sizeof() 可以查看结构体的实际大小。合理安排成员的声明顺序可以减少内存浪费。

1. 定义一个 Book 结构体，包含书名（字符串）、作者（字符串）、价格（float）和 ISBN（整数）四个成员
2. 创建包含 3 本书的结构体数组，编写函数打印所有书籍信息
3. 编写函数 findMostExpensive，接收结构体数组和长度，返回价格最高的那本书的指针
4. 在结构体中嵌套一个 Date 结构体（出版日期），练习嵌套结构体的访问
5. 使用 sizeof() 检查不同成员排列顺序下的结构体大小，理解内存对齐