在C语言中,结构体(struct)和共用体(union)是两种非常重要的构造性数据类型,它们允许程序员将不同类型的数据组合在一起,以便更好地管理和处理复杂的数据结构。本章主要探讨了如何定义和使用这两种数据类型。
结构体是用于组合不同类型数据的工具。在定义结构体时,程序员可以指定多个不同类型的成员,如整型、字符型、浮点型等,将它们打包在一个单一的结构中。例如,结构体`student`可能包括学号(number)、姓名(name)、性别(sex)、年龄(age)和分数(score)等字段。定义结构体的基本语法如下:
```c
struct 结构体名{
数据类型 成员1 名字;
数据类型 成员2 名字;
...
数据类型 成员n 名字;
};
```
在定义了结构体模板之后,可以通过两种方式创建结构体变量。第一种是在声明结构体模板后单独定义变量,第二种是在定义模板的同时创建变量,第三种是直接定义结构体变量而不使用结构体名。例如:
```c
// 方法一
struct student {
int number;
char name[20];
char sex;
int age;
float score;
};
struct student stu1, stu2;
// 方法二
struct student {
int number;
char name[20];
char sex;
int age;
float score;
} stu1, stu2;
```
结构体变量的引用就像访问普通变量一样,通过点运算符`.`来访问成员,如`stu1.number`。同时,结构体也可以被初始化,初始化时可以指定每个成员的初始值。
共用体(union)与结构体类似,也是组合不同类型数据的工具,但它的一个特点是所有成员共享同一块内存空间。这意味着在任何给定时刻,只能有一个成员具有有效的值,因为其他成员的值会被覆盖。共用体的定义语法与结构体相似,但使用`union`关键字:
```c
union 共用体名{
数据类型 成员1 名字;
数据类型 成员2 名字;
...
数据类型 成员n 名字;
};
```
使用`typedef`可以为已存在的数据类型定义一个新的别名,这在编写可移植代码时非常有用,因为它减少了对特定类型名称的依赖。例如,`typedef int integer;` 将`int`类型重命名为`integer`,使得在程序中可以使用`integer`代替`int`。这不仅提高了代码的可读性,还增加了代码在不同平台间的通用性。
在实际编程中,结构体和共用体广泛应用于表示复杂的数据结构,如表示一个人的信息(如学生信息表)、文件系统中的文件元数据,以及数据库管理系统中的记录等。通过结构体,可以有效地组织和操作相关联的数据,而共用体则在有限的内存资源下提供了高效的数据存储策略。理解并熟练运用这两种数据类型是掌握C语言高级特性的重要步骤。