使用C语言编写一个关于结构的示例程序

1. 简介

在C语言中，结构是一种用户自定义的数据类型，它可以包含多个不同类型的数据成员，这些成员可以是对应基本数据类型的变量，也可以是其他结构类型的变量。结构类型定义了一组相关数据的结构，可以通过定义结构变量来使用这些数据。结构在程序设计中起着非常重要的作用，可以让程序更加模块化和可维护。

2. 结构定义及访问

结构可以通过关键字“struct”定义，定义结构的一般形式如下：

struct struct_name {
    member_type1 member_name1;
    member_type2 member_name2;
    member_type3 member_name3;
    ...
};

其中，struct_name是结构类型的名称，member_type是结构成员的类型，member_name是结构成员的名称。例如，下面的代码定义了一个名为“Person”的结构，包含了三个成员变量：

struct Person {
    char name[20];
    int age;
    float weight;
};

可以在主函数中定义结构变量并进行访问：

#include 
struct Person {
    char name[20];
    int age;
    float weight;
};
int main()
{
    struct Person p1 = {"Tom", 20, 60.5};
    printf("Name: %s\n", p1.name);
    printf("Age: %d\n", p1.age);
    printf("Weight: %f\n", p1.weight);
    return 0;
}

运行结果为：

Name: Tom

Age: 20

Weight: 60.500000

这里定义了一个名为“p1”的结构变量，使用“{}”初始化结构成员的值。然后通过“.”运算符访问结构成员的值，输出“p1”的属性信息。

2.1 结构嵌套

结构可以包含其他结构作为其成员，这种结构嵌套可以更好地组织数据：

struct Date {
    int year;
    int month;
    int day;
};
struct Student {
    char name[20];
    int age;
    float height;
    struct Date birthday; // 嵌套Date结构
};

这里定义了一个“Date”结构来记录日期信息，然后在“Student”结构中嵌套了“Date”结构。这样就可以通过“Student”结构来记录学生的生日信息。

可以通过以下代码访问嵌套在结构中的成员：

#include 
struct Date {
    int year;
    int month;
    int day;
};
struct Student {
    char name[20];
    int age;
    float height;
    struct Date birthday; // 嵌套Date结构
};
int main()
{
    struct Student s1 = {"Tom", 20, 181.5, {2000, 6, 20}};
    printf("Name: %s\n", s1.name);
    printf("Age: %d\n", s1.age);
    printf("Height: %f\n", s1.height);
    printf("Birthday: %d/%d/%d\n", s1.birthday.year, s1.birthday.month, s1.birthday.day);
    return 0;
}

输出结果为：

Name: Tom

Age: 20

Height: 181.500000

Birthday: 2000/6/20

3. 结构指针

结构指针是指向结构的指针变量，通过结构指针可以方便地访问结构的成员。

声明结构指针有如下两种方式：

struct struct_name *ptr;
// 或者
typedef struct struct_name {
    ...
} *struct_ptr;

其中，第一种方式是直接在定义指针变量时声明其类型为结构指针，第二种方式是使用typedef定义一个结构类型的别名，并在定义指针变量时用别名代替真实类型名。

可以通过以下代码演示结构指针的使用：

#include 
struct Student {
    char name[20];
    int age;
    float height;
};
int main()
{
    struct Student s1 = {"Tom", 20, 181.5};
    struct Student *ptr_s = &s1;
    printf("Name: %s\n", ptr_s->name);
    printf("Age: %d\n", ptr_s->age);
    printf("Height: %f\n", ptr_s->height);
    return 0;
}

这里先定义了一个“Student”结构变量s1，并通过“&”取得其地址，存储在结构指针变量“ptr_s”中。然后通过“->”运算符访问结构指针中的成员变量。

输出结果为：

Name: Tom

Age: 20

Height: 181.500000

4. 结构数组

结构数组是一种包含多个结构变量的数组。可以通过以下方式定义结构数组：

struct struct_name array_name[N];

其中，N表示结构数组的长度，struct_name是结构类型的名称，array_name是结构数组的名称。例如：

struct Student {
    char name[20];
    int age;
    float height;
};
struct Student class[3];

这里定义了一个名为“class”的结构数组，长度为3，存储了三个学生的信息。

可以通过以下代码访问结构数组中的元素：

#include 
struct Student {
    char name[20];
    int age;
    float height;
};
int main()
{
    struct Student class[3] = {
        {"Tom", 18, 180.5},
        {"Lucy", 19, 170.0},
        {"Jack", 20, 175.5}
    };
    for(int i=0; i<3; i++) {
        printf("Name: %s\n", class[i].name);
        printf("Age: %d\n", class[i].age);
        printf("Height: %f\n", class[i].height);
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

这里使用了循环输出结构数组中的每个学生信息。输出结果为：

Name: Tom

Age: 18

Height: 180.500000

Name: Lucy

Age: 19

Height: 170.000000

Name: Jack

Age: 20

Height: 175.500000

5. 总结

结构是C语言中非常重要的数据类型之一，通过结构可以方便地组织数据，更加模块化和可维护。本文介绍了结构的定义和访问方式，结构嵌套、结构指针和结构数组等重要知识点。掌握了这些知识后，可以更好地利用结构来组织程序中的数据，使程序更加高效和易于维护。