C语言底层逻辑详细阐述结构体 #结构体的声明 #结构体的初始化 #结构体成员访问 #结构体传参

文章目录

前言

一、结构体的基础知识

二、结构体的初始化

1、结构体类型声明：

2、结构体成员的类型

3、结构体变量的初始化：

三、结构体成员访问

四、结构体传参

总结

前言

基于自我理解的角度来讲结构体；

一、结构体的基础知识

结构是一些值的集合，这些值称为成员变量；结构的每个成员可以是不同类型的变量；

注：数组是相同元素的集合；而结构体中可以放不同类型的数据，例如想要做一个表达一个复杂对象的数据；比如说是描述一个人，就得说这个人的姓名、年龄，性别、身高、电话等，想要准确存储这些信息就得使用不同的变量，把这些不同类型的变量整合在另个一变量中，便就是结构体变量；

二、结构体的初始化

当我们想要初始化一个整型变量，int a = 4; --> 需要变量的类型+变量名+ 初始化的值；

所以首先我们要声明其类型：

1、结构体类型声明：

下图是结构体类型声明的模板：

其中 struct tag 是结构体的类型，stract 不可以更改，tag 可以更改；number-list 就是成员列表； variable-list 是变量列表，在声明的过程中可要可不要；列表就是不止一个的意思；

方式一：声明时省略variable-list（通常是这样的方式）：

这里就仅仅声明了一个结构体类型

方式二：声明时不省略variable-list ：

利用结构体类型创建了变量p1、p2 , 此处的结构体类型用来描述一个人的信息，那么p1、p2 也可以理解为被描述的两个人；

其中p1、p2 为全局的结构体变量（一般不推荐用全局变量），这也就是不常用此方法的原因。

注：结构体类型的声明通常是在main函数外进行的；当然也可以在主函数内部进行声明，只不过此时的结构体类型就为局部变量，只能在main 函数的内部使用；此处并不是全局变量与局部变量，请注意。

重点分析：在对结构体类型进行声明的时候，并不会向内存申请空间；当只有创建一个变量时才会向内存申请空间;可以将结构体类型当作建房子的图纸，图纸并会占据你要建房地基的空间，只有当你真正意义上开始建房子（创建变量）的时候，才会占据空间;同理。

2、结构体成员的类型

结构体成员可以是标量、数组、指针，甚至是其他结构体。

代码如下：

#include<stdio.h>struct Peo
{char name[20];int age;char sex[10];int high;char tel[10];struct home s;
};
}p5; struct home
{char name[20];int age;char sex[10];
};struct Peo p2,p3,p4;  //结构体变量的创建int main()
{struct Peo p1; //结构体变量的创建return 0;
}

其中p1为局部变量，p2、p3、p4为全局变量,同时p5 也是全局变量；结构体成员的类型可以是标量、数组、指针、结构体；

3、结构体变量的初始化：

在结构体变量创建时再给它一个初始值就是结构体变量的初始化。

注：在创建结构体变量赋值时，至少为一个结构体成员赋值；故而分为完全初始化与不完全初始化；

代码如下：

#include<stdio.h>
struct Peo
{char name[20];int age;char sex[10];int high;char tel[20];
}p1,p2;int main()
{struct Peo p1 = { "zhangsan",19,"保密",180,"123456789" };return 0;
}

而若是对结构体中成员是结构体的这种情况是该如何初始化呢？

代码如下：

#include<stdio.h>struct home
{char name[20];int age;char sex[10];
};struct Peo
{char name[20];int age;char sex[10];int high;char tel[10];struct home s;
};int main()
{struct Peo p1 = { "zhangsan",19,"保密",185,"1234567",{"lisi",11,"女"} };return 0;
}

如上，按照所创建变量的类型，按照类型声明时的顺序进行初始化就行，成员之间的数据用 ' , ' 隔开，如果遇到结构体的成员中有结构体，就将另一结构体的数据放入 { } 中，结构体的成员中的结构体的成员之间的数据也是用 ' , ' 隔开。

同理，在数组中若初始化时的数据个数小于数组元素的个数，那么就存在未初始化的数组元素，这就是未完全初始化；请看一下代码：

#include<stdio.h>struct home
{char name[20];int age;char sex[10];
};struct Peo
{char name[20];int age;char sex[10];int high;char tel[10];struct home s;
};int main()
{struct Peo p1 = { "zhangsan",19,"保密",185,"1234567",{"lisi"} };return 0;
}

代码调试结果如下：

分析：可以发现，我们此处未对 struct home s 中后两个成员进行赋值；在数组中，初始化时未被赋值的元素会默认为 ’\0‘ （因 '\0' 的ASCII码值为0，故而可以将 '\0' 就当作0）;对结构体变量进行初始化本质上是对结构体中的成员进行初始化，而其成员就是我们平时接触的内置类型、数组（无非其成员可能会是结构体变量，本质上就是嵌套结构体，一层一层进行赋值即可），若是结构体变量未初始化相对应的内置类型表现为随机值，而数组就是 ’\0‘;

三、结构体成员访问

会用到两个操作符 . 点操作符 -> 箭头操作符

二者访问结构体变量成员的运用：

. 点操作符：结构体变量 . 成员名

-> 箭头操作符：结构体变量指针 -> 成员名

注：结构体变量 = * 结构体变量指针，故而存在 （ * 结构体变量指针）. 成员名

以下代码将展示这三种结构体成员的访问：

代码如下：

#include<stdio.h>struct home
{char name[20];int age;char sex[10];
};struct Peo
{char name[20];int age;char sex[10];int high;char tel[10];struct home s;
};void print(struct Peo* s)
{printf("%s %d %s %d %s %s %d %s\n", (*s).name, (*s).age, (*s).sex, (*s).high, (*s).tel, (*s).name, (*s).age, (*s).sex);printf("%s %d %s %d %s %s %d %s\n", s->name, s->age, s->sex, s->high, s->tel, s->name, s->age, s->sex);
}int main()
{struct Peo p = { "zhangsan",19,"保密",185,"1234567",{"lisi",11,"保密"}};printf("%s %d %s %d %s %s %d %s\n", p.name, p.age, p.sex, p.high, p.tel, p.name, p.age, p.sex);print(&p);return 0;
}

代码运行结果如下：

四、结构体传参

在学习函数的时候，我们知道有传值传参和传址传参；

传值传参，形参是对实参的一份临时拷贝；传址传参就是将其变量的地址传过去，即对存在内存中的数据进行操作；结构体变量也存在传值传参和传址传参，且道理与函数传参相同；

我们来看一下这两种传参方式的例子：

代码如下：

#include<stdio.h>struct Peo
{char name[10];
};void print1(struct Peo ps)
{printf("%s\n", ps.name);
}
void print2(struct Peo* s)
{printf("%s\n", s->name);
}int main()
{struct Peo p = { "zhangsan" };print1(p);//传值传参print2(&p); //传址传参return 0;
}

代码运行结果如下：：

思考：若是讨论传参用来打印的话，传址传参比传值传参更好，因为如果结构体对象很大即其所占的空间很大，那么传值传参就会浪费空间来进行拷贝，并且在拷贝的时候也会废时，这就会导致其性能降低；

当实参进行传值传参时，形参是对实参的一份临时拷贝，此时形参会在栈帧（即为本次 printf() 所开辟于函数栈帧中找的空间) 中存放 ;若结构体在内存空间中所占的空间很大，栈帧就会因形参的拷贝而增大，于是乎就浪费了很多空间；

专业描述原因：

1、函数传参时，参数需要压栈，会有时间和空间上的开销；

2、如果传递的一个结构体变量，其在空间中所占的内存很大时，参数压栈的系统开销比较大，所以会导致性能的下降；

所以：结构体传参时，最好传其地址；