C語(yǔ)言之結(jié)構(gòu)體的聲明與定義

有的時(shí)候，我們所遇到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不僅僅是一群數(shù)字或者是字符串那么簡(jiǎn)單。比如我們每一個(gè)人的學(xué)籍信息，學(xué)號(hào)是一個(gè)長(zhǎng)整數(shù)，名字卻是字符；甚至有更復(fù)雜的情況，這種問(wèn)題在現(xiàn)實(shí)生活中并不少見(jiàn)。我們之前學(xué)過(guò)一種叫數(shù)組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它可以允許我們把很多同類(lèi)型的數(shù)據(jù)集中在一起處理。相對(duì)于之前，這已經(jīng)是一次極大的進(jìn)步。但是，新的問(wèn)題，往往又會(huì)出現(xiàn)，這個(gè)時(shí)候，我們就得上更高端的裝備——結(jié)構(gòu)體。

相比于數(shù)組，結(jié)構(gòu)體有以下的更強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)：

批量存儲(chǔ)數(shù)據(jù)

存儲(chǔ)不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)

支持嵌套

結(jié)構(gòu)體的聲明與定義

聲明

結(jié)構(gòu)體的聲明使用struct關(guān)鍵字，如果我們想要把我們的學(xué)籍信息組織一下的話，可以這樣表示：

structInfo { unsignedlongidentifier;//學(xué)號(hào)，用無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整數(shù)表示 charname[20];//名字，用字符數(shù)組表示 unsignedintyear;//入學(xué)年份，用無(wú)符號(hào)整數(shù)表示 unsignedintyears;//學(xué)制，用無(wú)符號(hào)整數(shù)表示 }

這樣，我們就相當(dāng)于描繪好了一個(gè)框架，以后要用的話直接定義一個(gè)這種類(lèi)型的變量就好了。

定義

我們剛剛申請(qǐng)了一個(gè)名叫Info的結(jié)構(gòu)體類(lèi)型，那么理論上我們可以像聲明其他變量的操作一樣，去聲明我們的結(jié)構(gòu)體操作，但是C語(yǔ)言中規(guī)定，聲明結(jié)構(gòu)體變量的時(shí)候，struct關(guān)鍵字是不可少的。

struct 結(jié)構(gòu)體類(lèi)型名 結(jié)構(gòu)體變量名

不過(guò)，你可以在某個(gè)函數(shù)里面定義：

#include structInfo { unsignedlongidentifier;//學(xué)號(hào)，用無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整數(shù)表示 charname[20];//名字，用字符數(shù)組表示 unsignedintyear;//入學(xué)年份，用無(wú)符號(hào)整數(shù)表示 unsignedintyears;//學(xué)制，用無(wú)符號(hào)整數(shù)表示 }; intmain(void) { /** *在main函數(shù)中聲明結(jié)構(gòu)體變量 *結(jié)構(gòu)體變量名叫info *struct關(guān)鍵字不能丟 */ structInfoinfo; ... }

也可以在聲明的時(shí)候就把變量名定義下來(lái)（此時(shí)這個(gè)變量是全局變量）：

#include structInfo { unsignedlongidentifier;//學(xué)號(hào)，用無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整數(shù)表示 charname[20];//名字，用字符數(shù)組表示 unsignedintyear;//入學(xué)年份，用無(wú)符號(hào)整數(shù)表示 unsignedintyears;//學(xué)制，用無(wú)符號(hào)整數(shù)表示 }info; /** *此時(shí)直接定義了變量 *該變量是全局變量 *變量名叫info */ intmain(void) { ... }

訪問(wèn)結(jié)構(gòu)體成員

結(jié)構(gòu)體成員的訪問(wèn)有點(diǎn)不同于以往的任何變量，它是采用點(diǎn)號(hào)運(yùn)算符.來(lái)訪問(wèn)成員的。比如，info.name就是引用info結(jié)構(gòu)體的name成員，是一個(gè)字符數(shù)組，而info.year則可以查到入學(xué)年份，是個(gè)無(wú)符號(hào)整型。

比如，下面開(kāi)始錄入學(xué)生的信息：

//Example01 #include structInfo { unsignedlongidentifier;//學(xué)號(hào)，用無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整數(shù)表示 charname[20];//名字，用字符數(shù)組表示 unsignedintyear;//入學(xué)年份，用無(wú)符號(hào)整數(shù)表示 unsignedintyears;//學(xué)制，用無(wú)符號(hào)整數(shù)表示 }; intmain(void) { structInfoinfo; printf("請(qǐng)輸入學(xué)生的學(xué)號(hào)："); scanf("%d",&info.identifier); printf("請(qǐng)輸入學(xué)生的姓名："); scanf("%s",info.name); printf("請(qǐng)輸入學(xué)生的入學(xué)年份："); scanf("%d",&info.year); printf("請(qǐng)輸入學(xué)生的學(xué)制："); scanf("%d",&info.years); printf(" 數(shù)據(jù)錄入完畢 "); printf("學(xué)號(hào)：%d 姓名：%s 入學(xué)年份：%d 學(xué)制：%d 畢業(yè)時(shí)間：%d ", info.identifier,info.name,info.year,info.years,info.year+info.years); return0; }

運(yùn)行結(jié)果如下：

//Consequence 01 請(qǐng)輸入學(xué)生的學(xué)號(hào)：20191101 請(qǐng)輸入學(xué)生的姓名：Harris 請(qǐng)輸入學(xué)生的入學(xué)年份：2019 請(qǐng)輸入學(xué)生的學(xué)制：4 數(shù)據(jù)錄入完畢 學(xué)號(hào)：20191101 姓名：Harris 入學(xué)年份：2019 學(xué)制：4 畢業(yè)時(shí)間：2023

初始化結(jié)構(gòu)體

像數(shù)組一樣，結(jié)構(gòu)體也可以在定義的時(shí)候初始化，方法也幾乎一樣：

structInfoinfo={ 20191101, "Harris", 2019, 4 };

在C99標(biāo)準(zhǔn)中，還支持給指定元素賦值（就像數(shù)組一樣）：

structInfoinfo={ .name="Harris", .year=2019 };

對(duì)于沒(méi)有被初始化的成員，則「數(shù)值型」成員初始化為0，「字符型」成員初始化為‘’。

對(duì)齊

下面這個(gè)代碼，大家來(lái)看看會(huì)發(fā)生什么：

//EXample02V1 #include intmain(void) { structA { chara; intb; charc; }a={'a',10,'o'}; printf("sizeofa=%d ",sizeof(a)); return0; }

我們之前學(xué)過(guò)，char類(lèi)型的變量占1字節(jié)，int類(lèi)型的變量占4字節(jié)，那么這么一算，一個(gè)結(jié)構(gòu)體A型的變量應(yīng)該就是6字節(jié)了。別急，我們看運(yùn)行結(jié)果：

//COnsequence 02 V1 size of a = 12

怎么變成12了呢？標(biāo)準(zhǔn)更新了？老師教錯(cuò)了？都不是。我們把代碼改一下：

//EXample02V2 #include intmain(void) { structA { chara; charc; intb; }a={'a','o',10}; printf("sizeofa=%d ",sizeof(a)); return0; }

結(jié)果：

//Consequence 02 V2 size of a = 8

實(shí)際上，這是編譯器對(duì)我們程序的一種優(yōu)化——內(nèi)存對(duì)齊。在第一個(gè)例子中，第一個(gè)和第三個(gè)成員是char類(lèi)型是1個(gè)字節(jié)，而中間的int卻有4個(gè)字節(jié)，為了對(duì)齊，兩個(gè)char也占用了4個(gè)字節(jié)，于是就是12個(gè)字節(jié)。

而在第二個(gè)例子里面，前兩個(gè)都是char，最后一個(gè)是int，那么前兩個(gè)可以一起占用4個(gè)字節(jié)（實(shí)際只用2個(gè)，第一個(gè)例子也同理，只是為了訪問(wèn)速度更快，而不是為了擴(kuò)展），最后的int占用4字節(jié)，合起來(lái)就是8個(gè)字節(jié)。

關(guān)于如何聲明結(jié)構(gòu)體來(lái)節(jié)省內(nèi)存容量，可以閱讀下面的這篇文章，作者是艾瑞克·雷蒙，時(shí)尚最具爭(zhēng)議性的黑客之一，被公認(rèn)為開(kāi)源運(yùn)動(dòng)的主要領(lǐng)導(dǎo)者之一：

英文原版，中文版

結(jié)構(gòu)體嵌套

在學(xué)籍里面，如果我們的日期想要更加詳細(xì)一些，精確到day，這時(shí)候就可以使用結(jié)構(gòu)體嵌套來(lái)完成：

#include structDate { unsignedintyear; unsignedintmonth; unsignedintday; }; structInfo { unsignedlongidentifier;//學(xué)號(hào)，用無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整數(shù)表示 charname[20];//名字，用字符數(shù)組表示 structDatedate;/*---入學(xué)日期，用結(jié)構(gòu)體Date表示---*/ unsignedintyears;//學(xué)制，用無(wú)符號(hào)整數(shù)表示 }; intmain(void) { ... }

如此一來(lái)，比我們單獨(dú)聲明普通變量快多了。

不過(guò)，這樣訪問(wèn)變量，就必須用點(diǎn)號(hào)一層層往下訪問(wèn)。比如要訪問(wèn)day這個(gè)成員，那就只能info.date.day而不能直接info.date或者info,day。

//Example03 #include structDate { unsignedintyear; unsignedintmonth; unsignedintday; }; structInfo { unsignedlongidentifier;//學(xué)號(hào)，用無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整數(shù)表示 charname[20];//名字，用字符數(shù)組表示 structDatedate;/*---入學(xué)日期，用結(jié)構(gòu)體Date表示---*/ unsignedintyears;//學(xué)制，用無(wú)符號(hào)整數(shù)表示 }; intmain(void) { structInfoinfo; printf("請(qǐng)輸入學(xué)生的學(xué)號(hào)："); scanf("%d",&info.identifier); printf("請(qǐng)輸入學(xué)生的姓名："); scanf("%s",info.name); printf("請(qǐng)輸入學(xué)生的入學(xué)年份："); scanf("%d",&info.date.year); printf("請(qǐng)輸入學(xué)生的入學(xué)月份："); scanf("%d",&info.date.month); printf("請(qǐng)輸入學(xué)生的入學(xué)日期："); scanf("%d",&info.date.day); printf("請(qǐng)輸入學(xué)生的學(xué)制："); scanf("%d",&info.years); printf(" 數(shù)據(jù)錄入完畢 "); printf("學(xué)號(hào)：%d 姓名：%s 入學(xué)時(shí)間：%d/%d/%d 學(xué)制：%d 畢業(yè)時(shí)間：%d ", info.identifier,info.name, info.date.year,info.date.month,info.date.day, info.years,info.date.year+info.years); return0; }

運(yùn)行結(jié)果如下：

//Consequence 03 請(qǐng)輸入學(xué)生的學(xué)號(hào)：20191101 請(qǐng)輸入學(xué)生的姓名：Harris 請(qǐng)輸入學(xué)生的入學(xué)年份：2019 請(qǐng)輸入學(xué)生的入學(xué)月份：9 請(qǐng)輸入學(xué)生的入學(xué)日期：7 請(qǐng)輸入學(xué)生的學(xué)制：4 數(shù)據(jù)錄入完畢 學(xué)號(hào)：20191101 姓名：Harris 入學(xué)時(shí)間：2019/9/7 學(xué)制：4 畢業(yè)時(shí)間：2023

結(jié)構(gòu)體數(shù)組

剛剛我們演示了存儲(chǔ)一個(gè)學(xué)生的學(xué)籍信息的時(shí)候，使用結(jié)構(gòu)體的例子。那么，如果要錄入一批學(xué)生，這時(shí)候我們就可以沿用之前的思路，使用結(jié)構(gòu)體數(shù)組。

我們知道，數(shù)組的定義，就是存放一堆相同類(lèi)型的數(shù)據(jù)的容器。而結(jié)構(gòu)體一旦被我們聲明，那么你就可以把它看作一個(gè)類(lèi)型，只不過(guò)是你自己定義的罷了。

定義結(jié)構(gòu)體數(shù)組也很簡(jiǎn)單：

struct結(jié)構(gòu)體類(lèi)型 { 成員; }數(shù)組名[長(zhǎng)度]; /****或者這樣****/ struct結(jié)構(gòu)體類(lèi)型 { 成員; }; struct結(jié)構(gòu)體類(lèi)型數(shù)組名[長(zhǎng)度];

結(jié)構(gòu)體指針

既然我們可以把結(jié)構(gòu)體看作一個(gè)類(lèi)型，那么也就必然有對(duì)應(yīng)的指針變量。

structInfo*pinfo;

但是在指針這里，結(jié)構(gòu)體和數(shù)組就不一樣了。我們知道，數(shù)組名實(shí)際上就是指向這個(gè)數(shù)組第一個(gè)元素的地址，所以可以將數(shù)組名直接賦值給指針。而結(jié)構(gòu)體的變量名并不是指向該結(jié)構(gòu)體的地址，所以要使用取地址運(yùn)算符&才能獲取地址：

pinfo=&info;

通過(guò)結(jié)構(gòu)體指針來(lái)訪問(wèn)結(jié)構(gòu)體有以下兩種方法：

(*結(jié)構(gòu)體指針).成員名

結(jié)構(gòu)體指針->成員名

第一個(gè)方法由于點(diǎn)號(hào)運(yùn)算符比指針的取值運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)更高，因此需要加一個(gè)小括號(hào)來(lái)確定優(yōu)先級(jí)，讓指針先解引用變成結(jié)構(gòu)體變量，在使用點(diǎn)號(hào)的方法去訪問(wèn)。

相比之下，第二種方法就直觀許多。

這兩種方法在實(shí)現(xiàn)上是完全等價(jià)的，但是點(diǎn)號(hào)只能用于結(jié)構(gòu)體變量，而箭頭只能夠用于指針。

第一種方法：

#include ... intmain(void) { structInfo*p; p=&info; printf("學(xué)號(hào)： ",(*p).identifier); printf("姓名： ",(*p).name); printf("入學(xué)時(shí)間：%d/%d/%d ",(*p).date.year,(*p).date.month,(*p).date.day); printf("學(xué)制： ",(*p).years); return0; }

第二種方法：

#include ... intmain(void) { structInfo*p; p=&info; printf("學(xué)號(hào)： ",p->identifier); printf("姓名： ",p->name); printf("入學(xué)時(shí)間：%d/%d/%d ",p->date.year,p->date.month,p->date.day); printf("學(xué)制： ",p->years); return0; }

傳遞結(jié)構(gòu)體信息

傳遞結(jié)構(gòu)體變量

我們先來(lái)看看下面的代碼：

//Example04 #include intmain(void) { structTest { intx; inty; }t1,t2; t1.x=3; t1.y=4; t2=t1; printf("t2.x=%d,t2.y=%d ",t2.x,t2.y); return0; }

運(yùn)行結(jié)果如下：

//Consequence 04 t2.x = 3, t2.y = 4

這么看來(lái)，結(jié)構(gòu)體是可以直接賦值的。那么既然這樣，作為函數(shù)的參數(shù)和返回值也自然是沒(méi)問(wèn)題的了。

先來(lái)試試作為參數(shù):

//Example05 #include structDate { unsignedintyear; unsignedintmonth; unsignedintday; }; structInfo { unsignedlongidentifier; charname[20]; structDatedate; unsignedintyears; }; structInfogetInput(structInfoinfo); voidprintInfo(structInfoinfo); structInfogetInput(structInfoinfo) { printf("請(qǐng)輸入學(xué)號(hào)："); scanf("%d",&info.identifier); printf("請(qǐng)輸入姓名："); scanf("%s",info.name); printf("請(qǐng)輸入入學(xué)年份："); scanf("%d",&info.date.year); printf("請(qǐng)輸入月份："); scanf("%d",&info.date.month); printf("請(qǐng)輸入日期："); scanf("%d",&info.date.day); printf("請(qǐng)輸入學(xué)制："); scanf("%d",&info.years); returninfo; } voidprintInfo(structInfoinfo) { printf("學(xué)號(hào)：%d 姓名：%s 入學(xué)時(shí)間：%d/%d/%d 學(xué)制：%d 畢業(yè)時(shí)間：%d ", info.identifier,info.name, info.date.year,info.date.month,info.date.day, info.years,info.date.year+info.years); } intmain(void) { structInfoi1={}; structInfoi2={}; printf("請(qǐng)錄入第一個(gè)同學(xué)的信息... "); i1=getInput(i1); putchar(' '); printf("請(qǐng)錄入第二個(gè)學(xué)生的信息... "); i2=getInput(i2); printf(" 錄入完畢，現(xiàn)在開(kāi)始打印... "); printf("打印第一個(gè)學(xué)生的信息... "); printInfo(i1); putchar(' '); printf("打印第二個(gè)學(xué)生的信息... "); printInfo(i2); return0; }

運(yùn)行結(jié)果如下：

//Consequence 05 請(qǐng)錄入第一個(gè)同學(xué)的信息... 請(qǐng)輸入學(xué)號(hào)：20191101 請(qǐng)輸入姓名：Harris 請(qǐng)輸入入學(xué)年份：2019 請(qǐng)輸入月份：9 請(qǐng)輸入日期：7 請(qǐng)輸入學(xué)制：4 請(qǐng)錄入第二個(gè)學(xué)生的信息... 請(qǐng)輸入學(xué)號(hào)：20191102 請(qǐng)輸入姓名：Joy 請(qǐng)輸入入學(xué)年份：2019 請(qǐng)輸入月份：9 請(qǐng)輸入日期：8 請(qǐng)輸入學(xué)制：5 錄入完畢，現(xiàn)在開(kāi)始打印... 打印第一個(gè)學(xué)生的信息... 學(xué)號(hào)：20191101 姓名：Harris 入學(xué)時(shí)間：2019/9/7 學(xué)制：4 畢業(yè)時(shí)間：2023 打印第二個(gè)學(xué)生的信息... 學(xué)號(hào)：20191102 姓名：Joy 入學(xué)時(shí)間：2019/9/8 學(xué)制：5 畢業(yè)時(shí)間：2024

傳遞指向結(jié)構(gòu)體變量的指針

早期的C語(yǔ)言是不允許直接將結(jié)構(gòu)體作為參數(shù)直接傳遞進(jìn)去的。主要是考慮到如果結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存占用太大，那么整個(gè)程序的內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)就會(huì)爆炸。不過(guò)現(xiàn)在的C語(yǔ)言已經(jīng)放開(kāi)了這方面的限制。

不過(guò)，作為一名合格的開(kāi)發(fā)者，我們應(yīng)該要去珍惜硬件資源。那么，傳遞指針就是一個(gè)很好的辦法。

將剛才的代碼修改一下：

//Example06 #include structDate { unsignedintyear; unsignedintmonth; unsignedintday; }; structInfo { unsignedlongidentifier; charname[20]; structDatedate; unsignedintyears; }; voidgetInput(structInfo*info); voidprintInfo(structInfo*info); voidgetInput(structInfo*info) { printf("請(qǐng)輸入學(xué)號(hào)："); scanf("%d",&info->identifier); printf("請(qǐng)輸入姓名："); scanf("%s",info->name); printf("請(qǐng)輸入入學(xué)年份："); scanf("%d",&info->date.year); printf("請(qǐng)輸入月份："); scanf("%d",&info->date.month); printf("請(qǐng)輸入日期："); scanf("%d",&info->date.day); printf("請(qǐng)輸入學(xué)制："); scanf("%d",&info->years); } voidprintInfo(structInfo*info) { printf("學(xué)號(hào)：%d 姓名：%s 入學(xué)時(shí)間：%d/%d/%d 學(xué)制：%d 畢業(yè)時(shí)間：%d ", info->identifier,info->name, info->date.year,info->date.month,info->date.day, info->years,info->date.year+info->years); } intmain(void) { structInfoi1={}; structInfoi2={}; printf("請(qǐng)錄入第一個(gè)同學(xué)的信息... "); getInput(&i1); putchar(' '); printf("請(qǐng)錄入第二個(gè)學(xué)生的信息... "); getInput(&i2); printf(" 錄入完畢，現(xiàn)在開(kāi)始打印... "); printf("打印第一個(gè)學(xué)生的信息... "); printInfo(&i1); putchar(' '); printf("打印第二個(gè)學(xué)生的信息... "); printInfo(&i2); return0; }

此時(shí)傳遞的就是一個(gè)指針，而不是一個(gè)龐大的結(jié)構(gòu)體。

動(dòng)態(tài)申請(qǐng)結(jié)構(gòu)體

結(jié)構(gòu)體也可以在堆里面動(dòng)態(tài)申請(qǐng)：

//Example01 #include ... intmain(void) { structInfo*i1; structInfo*i2; i1=(structInfo*)malloc(sizeof(structInfo)); i2=(structInfo*)malloc(sizeof(structInfo)); if(i1==NULL||i2==NULL) { printf("內(nèi)存分配失??！ "); exit(1); } printf("請(qǐng)錄入第一個(gè)同學(xué)的信息... "); getInput(i1); putchar(' '); printf("請(qǐng)錄入第二個(gè)學(xué)生的信息... "); getInput(i2); printf(" 錄入完畢，現(xiàn)在開(kāi)始打印... "); printf("打印第一個(gè)學(xué)生的信息... "); printInfo(i1); putchar(' '); printf("打印第二個(gè)學(xué)生的信息... "); printInfo(i2); free(i1); free(i2); return0; }

實(shí)戰(zhàn)：建立一個(gè)圖書(shū)館數(shù)據(jù)庫(kù)

實(shí)際上，我們建立的數(shù)組可以是指向結(jié)構(gòu)體指針的數(shù)組。

代碼實(shí)現(xiàn)如下：

//Example02 #include #include #defineMAX_SIZE100 structDate { intyear; intmonth; intday; }; structBook { chartitle[128]; charauthor[48]; floatprice; structDatedate; charpublisher[48]; }; voidgetInput(structBook*book);//錄入數(shù)據(jù) voidprintBook(structBook*book);//打印數(shù)據(jù) voidinitLibrary(structBook*lib[]);//初始化結(jié)構(gòu)體 voidprintLibrary(structBook*lib[]);//打印單本書(shū)數(shù)據(jù) voidreleaseLibrary(structBook*lib[]);//釋放內(nèi)存 voidgetInput(structBook*book) { printf("請(qǐng)輸入書(shū)名："); scanf("%s",book->title); printf("請(qǐng)輸入作者："); scanf("%s",book->author); printf("請(qǐng)輸入售價(jià)："); scanf("%f",&book->price); printf("請(qǐng)輸入出版日期："); scanf("%d-%d-%d",&book->date.year,&book->date.month,&book->date.day); printf("請(qǐng)輸入出版社："); scanf("%s",book->publisher); } voidprintBook(structBook*book) { printf("書(shū)名：%s ",book->title); printf("作者：%s ",book->author); printf("售價(jià)：%.2f ",book->price); printf("出版日期：%d-%d-%d ",book->date.year,book->date.month,book->date.day); printf("出版社：%s ",book->publisher); } voidinitLibrary(structBook*lib[]) { for(inti=0;i

運(yùn)行結(jié)果如下：

//Consequence 02 請(qǐng)問(wèn)是否要錄入圖書(shū)信息(Y/N):Y 請(qǐng)輸入書(shū)名：人類(lèi)簡(jiǎn)史 請(qǐng)輸入作者：尤瓦爾·赫拉利 請(qǐng)輸入售價(jià)：32.25 請(qǐng)輸入出版日期：2016-3-4 請(qǐng)輸入出版社：中信出版集團(tuán) 請(qǐng)問(wèn)是否要錄入圖書(shū)信息(Y/N):N 數(shù)據(jù)錄入完畢，開(kāi)始打印驗(yàn)證... 書(shū)名：人類(lèi)簡(jiǎn)史 作者：尤瓦爾·赫拉利 售價(jià)：32.25 出版日期：2016-3-4 出版社：中信出版集團(tuán)

單鏈表

我們知道，數(shù)組變量在內(nèi)存中，是連續(xù)的，而且不可拓展。顯然在一些情況下，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)擁有很大的局限性。比如移動(dòng)數(shù)據(jù)的時(shí)候，會(huì)牽一發(fā)而動(dòng)全身，尤其是反轉(zhuǎn)這種操作更加令人窒息。那么，需要需要一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)弄出一種更加靈活的“數(shù)組”，那么這，就是「鏈表」。

本節(jié)我們只講講單鏈表。

所謂鏈表，就是由一個(gè)個(gè)「結(jié)點(diǎn)」組成的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。每個(gè)結(jié)點(diǎn)都有「數(shù)據(jù)域」和「指針域」組成。其中數(shù)據(jù)域用來(lái)存儲(chǔ)你想要存儲(chǔ)的信息，而指針域用來(lái)存儲(chǔ)下一個(gè)結(jié)點(diǎn)的地址。如圖：

單鏈表

當(dāng)然，鏈表最前面還有一個(gè)頭指針，用來(lái)存儲(chǔ)頭結(jié)點(diǎn)的地址。

這樣一來(lái)，鏈表中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)都可以不用挨個(gè)存放，因?yàn)橛辛酥羔槹阉麄兇饋?lái)。因此結(jié)點(diǎn)放在哪都無(wú)所謂，反正指針總是能夠指向下一個(gè)元素。我們只需要知道頭指針，就能夠順藤摸瓜地找到整個(gè)鏈表。

因此對(duì)于學(xué)籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)，我們只需要在Info結(jié)構(gòu)體中加上一個(gè)指向自身類(lèi)型的成員即可：

structInfo { unsignedlongidentifier; charname[20]; structDatedate; unsignedintyears; structInfo*next; };

在單鏈表中插入元素

頭插法

這種每次都將數(shù)據(jù)插入單鏈表的頭部（頭指針后面）的插入法就叫頭插法。

如果要把學(xué)生信息加入到單鏈表，可以這么寫(xiě)：

voidaddInfo(structInfo**students)//students是頭指針 { structInfo*info,*temp; info=(structInfo*)malloc(sizeof(structInfo)); if(info==NULL) { printf("內(nèi)存分配失敗！ "); exit(1); } getInput(info); if(*students!=NULL) { temp=*students; *students=info; info->next=temp; } else { *students=info; info->next=NULL; } }

?

由于students存放的是頭指針，因此我們需要傳入它的地址傳遞給函數(shù)，才能夠改變它本身的值。而students本身又是一個(gè)指向Info結(jié)構(gòu)體的指針，所以參數(shù)的類(lèi)型應(yīng)該就是struct Info**。

?

往單鏈表里面添加一個(gè)結(jié)點(diǎn)，也就是先申請(qǐng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)，然后判斷鏈表是否為空。如果為空，那么直接將頭指針指向它，然后next成員指向NULL。若不為空，那么先將next指向頭指針原本指向的結(jié)點(diǎn)，然后將頭指針指向新結(jié)點(diǎn)即可。

那么，打印鏈表也變得很簡(jiǎn)單：

voidprintStu(structInfo*students) { structInfo*info; intcount=1; info=students; while(book!=NULL) { printf("Student%d: ",count); printf("姓名：%s ",info->name); printf("學(xué)號(hào)：%d ",info->identifier); info=info->next; count++; } }

想要讀取單鏈表里面的數(shù)據(jù)，只需要迭代單鏈表中的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)，直到next成員為NULL，即表示單鏈表的結(jié)束。

最后，當(dāng)然還是別忘了釋放空間：

voidreleaseStu(structInfo**students) { structInfo*temp; while(*students!=NULL) { temp=*students; *students=(*students)->next; free(temp); } }

尾插法

與頭插法類(lèi)似，尾插法就是把每一個(gè)數(shù)據(jù)都插入到鏈表的末尾。

voidaddInfo(structInfo**students) { structInfo*info,*temp; info=(structInfo*)malloc(sizeof(structInfo)); if(info==NULL) { printf("內(nèi)存分配失敗！ "); exit(1); } getInput(info); if(*students!=NULL) { temp=*students; *students=info; //定位到鏈表的末尾的位置 while(temp->next!=NULL) { temp=temp->next; } //插入數(shù)據(jù) temp->next=info; info->next=temp; } else { *students=info; info->next=NULL; } }

這么一來(lái)，程序執(zhí)行的效率難免要降低很多，因?yàn)槊看尾迦霐?shù)據(jù)，都要先遍歷一次鏈表。如果鏈表很長(zhǎng)，那么對(duì)于插入數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)就是一次災(zāi)難。不過(guò)，我們可以給程序添加一個(gè)指針，讓它永遠(yuǎn)都指向鏈表的尾部，這樣一來(lái)，就可以用很少的空間換取很高的程序執(zhí)行效率。

代碼更改如下：

voidaddInfo(structInfo**students) { structInfo*info,*temp; staticstructInfo*tail;//設(shè)置靜態(tài)指針 info=(structInfo*)malloc(sizeof(structInfo)); if(info==NULL) { printf("內(nèi)存分配失敗！ "); exit(1); } getInput(info); if(*students!=NULL) { tail->next=info; info->next=NULL; } else { *students=info; info->next=NULL; } }

搜索單鏈表

單鏈表是我們用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一個(gè)容器，那么有時(shí)候需要快速查找信息就需要開(kāi)發(fā)相關(guān)搜索的功能。比如說(shuō)輸入學(xué)號(hào)，查找同學(xué)的所有信息。

structInfo*searchInfo(structInfo*students,long*target) { structInfo*info; info=students; while(info!=NULL) { if(info->identifier==target) { break; } info=info->next; } returnbook; }; voidprintInfo(structInfo*info) { ... } ... intmain(void) { ... printf(" 請(qǐng)輸入學(xué)生學(xué)號(hào)："); scanf("%d",input); info=searchInfo(students,input); if(info==NULL) { printf("抱歉，未找到相關(guān)結(jié)果！ "); } else { do { printf("相關(guān)結(jié)果如下： "); printInfo(book); }while((info=searchInfo(info->next,input))!=NULL); } releaseInfo(...); return0; }

插入結(jié)點(diǎn)到指定位置

到了這里，才體現(xiàn)出鏈表真正的優(yōu)勢(shì)。

設(shè)想一下，如果有一個(gè)有序數(shù)組，現(xiàn)在要求你去插入一個(gè)數(shù)字，插入完成之后，數(shù)組依然保持有序。你會(huì)怎么做？

沒(méi)錯(cuò)，你應(yīng)該會(huì)挨個(gè)去比較，然后找到合適的位置（當(dāng)然這里也可以使用二分法，比較節(jié)省算力），把這個(gè)位置后面的所有數(shù)都往后移動(dòng)一個(gè)位置，然后將我們要插入的數(shù)字放入剛剛我們騰出來(lái)的空間里面。

你會(huì)發(fā)現(xiàn)，這樣的處理方法，經(jīng)常需要移動(dòng)大量的數(shù)據(jù)，對(duì)于程序的執(zhí)行效率來(lái)說(shuō)，是一個(gè)不利因素。那么鏈表，就無(wú)所謂。反正在內(nèi)存中，鏈表的存儲(chǔ)毫無(wú)邏輯，我們只需要改變指針的值就可以實(shí)現(xiàn)鏈表的中間插入。

//Example03 #include #include structNode { intvalue; structNode*next; }; voidinsNode(structNode**head,intvalue) { structNode*pre; structNode*cur; structNode*New; cur=*head; pre=NULL; while(cur!=NULL&&cur->valuenext; } New=(structNode*)malloc(sizeof(structNode)); if(New==NULL) { printf("內(nèi)存分配失?。?"); exit(1); } New->value=value; New->next=cur; if(pre==NULL) { *head=New; } else { pre->next=New; } } voidprintNode(structNode*head) { structNode*cur; cur=head; while(cur!=NULL) { printf("%d",cur->value); cur=cur->next; } putchar(' '); } intmain(void) { structNode*head=NULL; intinput; printf("開(kāi)始插入整數(shù)... "); while(1) { printf("請(qǐng)輸入一個(gè)整數(shù)，輸入-1表示結(jié)束："); scanf("%d",&input); if(input==-1) { break; } insNode(&head,input); printNode(head); } return0; }

運(yùn)行結(jié)果如下：

//Consequence 03 開(kāi)始插入整數(shù)... 請(qǐng)輸入一個(gè)整數(shù)，輸入-1表示結(jié)束：4 4 請(qǐng)輸入一個(gè)整數(shù)，輸入-1表示結(jié)束：5 4 5 請(qǐng)輸入一個(gè)整數(shù)，輸入-1表示結(jié)束：3 3 4 5 請(qǐng)輸入一個(gè)整數(shù)，輸入-1表示結(jié)束：6 3 4 5 6 請(qǐng)輸入一個(gè)整數(shù)，輸入-1表示結(jié)束：2 2 3 4 5 6 請(qǐng)輸入一個(gè)整數(shù)，輸入-1表示結(jié)束：5 2 3 4 5 5 6 請(qǐng)輸入一個(gè)整數(shù)，輸入-1表示結(jié)束：1 1 2 3 4 5 5 6 請(qǐng)輸入一個(gè)整數(shù)，輸入-1表示結(jié)束：7 1 2 3 4 5 5 6 7 請(qǐng)輸入一個(gè)整數(shù)，輸入-1表示結(jié)束：-1

刪除結(jié)點(diǎn)

刪除結(jié)點(diǎn)的思路也差不多，首先修改待刪除的結(jié)點(diǎn)的上一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針，將其指向待刪除結(jié)點(diǎn)的下一個(gè)結(jié)點(diǎn)。然后釋放待刪除結(jié)點(diǎn)的空間。

... voiddelNode(structNode**head,intvalue) { structNode*pre; structNode*cur; cur=*head; pre=NULL; while(cur!=NULL&&cur->value!=value) { pre=cur; cur=cur->next; } if(cur==NULL) { printf("未找到匹配項(xiàng)! "); return; } else { if(pre==NULL) { *head=cur->next; } else { pre->next=cur->next; } free(cur); } }

內(nèi)存池

C語(yǔ)言的內(nèi)存管理，從來(lái)都是一個(gè)讓人頭禿的問(wèn)題。要想更自由地管理內(nèi)存，就必須去堆中申請(qǐng)，然后還需要考慮何時(shí)釋放，萬(wàn)一釋放不當(dāng)，或者沒(méi)有及時(shí)釋放，造成的后果都是難以估量的。

當(dāng)然如果就這些，那倒也還不算什么。問(wèn)題就在于，如果大量地使用malloc和free函數(shù)來(lái)申請(qǐng)內(nèi)存，首先使要經(jīng)歷一個(gè)從應(yīng)用層切入系統(tǒng)內(nèi)核層，調(diào)用完成之后，再返回應(yīng)用層的一系列步驟，實(shí)際上使非常浪費(fèi)時(shí)間的。更重要的是，還會(huì)產(chǎn)生大量的內(nèi)存碎片。比如，先申請(qǐng)了一個(gè)1KB的空間，緊接著又申請(qǐng)了一個(gè)8KB的空間。而后，這個(gè)1KB使用完了，被釋放，但是這個(gè)空間卻只有等到下一次有剛好1KB的空間申請(qǐng)，才能夠被重新調(diào)用。這么一來(lái)，極限情況下，整個(gè)堆有可能被弄得支離破碎，最終導(dǎo)致大量?jī)?nèi)存浪費(fèi)。

那么這種情況下，我們解決這類(lèi)問(wèn)題的思路，就是創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)存池。

內(nèi)存池，實(shí)際上就是我們讓程序創(chuàng)建出來(lái)的一塊額外的緩存區(qū)域，如果有需要釋放內(nèi)存，先不必使用free函數(shù)，如果內(nèi)存池有空，那么直接放入內(nèi)存池。同樣的道理，下一次程序申請(qǐng)空間的時(shí)候，先檢查下內(nèi)存池里面有沒(méi)有合適的內(nèi)存，如果有，則直接拿出來(lái)調(diào)用，如果沒(méi)有，那么再使用malloc。

其實(shí)內(nèi)存池我們就可以使用單鏈表來(lái)進(jìn)行維護(hù)，下面通過(guò)一個(gè)通訊錄的程序來(lái)說(shuō)明內(nèi)存池的運(yùn)用。

普通的版本：

//Example04V1 #include #include #include structPerson { charname[40]; charphone[20]; structPerson*next; }; voidgetInput(structPerson*person); voidprintPerson(structPerson*person); voidaddPerson(structPerson**contects); voidchangePerson(structPerson*contacts); voiddelPerson(structPerson**contacts); structPerson*findPerson(structPerson*contacts); voiddisplayContacts(structPerson*contacts); voidreleaseContacts(structPerson**contacts); voidgetInput(structPerson*person) { printf("請(qǐng)輸入姓名："); scanf("%s",person->name); printf("請(qǐng)輸入電話："); scanf("%s",person->phone); } voidaddPerson(structPerson**contacts) { structPerson*person; structPerson*temp; person=(structPerson*)malloc(sizeof(structPerson)); if(person==NULL) { printf("內(nèi)存分配失??！ "); exit(1); } getInput(person); //將person添加到通訊錄中 if(*contacts!=NULL) { temp=*contacts; *contacts=person; person->next=temp; } else { *contacts=person; person->next=NULL; } } voidprintPerson(structPerson*person) { printf("聯(lián)系人：%s ",person->name); printf("電話：%s ",person->phone); } structPerson*findPerson(structPerson*contacts) { structPerson*current; charinput[40]; printf("請(qǐng)輸入聯(lián)系人："); scanf("%s",input); current=contacts; while(current!=NULL&&strcmp(current->name,input)) { current=current->next; } returncurrent; } voidchangePerson(structPerson*contacts) { structPerson*person; person=findPerson(contacts); if(person==NULL) { printf("找不到聯(lián)系人！ "); } else { printf("請(qǐng)輸入聯(lián)系電話："); scanf("%s",person->phone); } } voiddelPerson(structPerson**contacts) { structPerson*person; structPerson*current; structPerson*previous; //先找到待刪除的節(jié)點(diǎn)的指針 person=findPerson(*contacts); if(person==NULL) { printf("找不到該聯(lián)系人！ "); } else { current=*contacts; previous=NULL; //將current定位到待刪除的節(jié)點(diǎn) while(current!=NULL&¤t!=person) { previous=current; current=current->next; } if(previous==NULL) { //若待刪除的是第一個(gè)節(jié)點(diǎn) *contacts=current->next; } else { //若待刪除的不是第一個(gè)節(jié)點(diǎn) previous->next=current->next; } free(person);//將內(nèi)存空間釋放 } } voiddisplayContacts(structPerson*contacts) { structPerson*current; current=contacts; while(current!=NULL) { printPerson(current); current=current->next; } } voidreleaseContacts(structPerson**contacts) { structPerson*temp; while(*contacts!=NULL) { temp=*contacts; *contacts=(*contacts)->next; free(temp); } } intmain(void) { intcode; structPerson*contacts=NULL; structPerson*person; printf("|歡迎使用通訊錄管理程序| "); printf("|---1:插入新的聯(lián)系人---| "); printf("|---2:查找現(xiàn)有聯(lián)系人---| "); printf("|---3:更改現(xiàn)有聯(lián)系人---| "); printf("|---4:刪除現(xiàn)有聯(lián)系人---| "); printf("|---5:顯示當(dāng)前通訊錄---| "); printf("|---6:退出通訊錄程序---| "); while(1) { printf(" 請(qǐng)輸入指令代碼："); scanf("%d",&code); switch(code) { case1:addPerson(&contacts);break; case2:person=findPerson(contacts); if(person==NULL) { printf("找不到該聯(lián)系人！ "); } else { printPerson(person); } break; case3:changePerson(contacts);break; case4:delPerson(&contacts);break; case5:displayContacts(contacts);break; case6:gotoEND; } } END://此處直接跳出恒循環(huán) releaseContacts(&contacts); return0; }

運(yùn)行結(jié)果如下：

//Consequence 04 V1 | 歡迎使用通訊錄管理程序 | |--- 1:插入新的聯(lián)系人 ---| |--- 2:查找現(xiàn)有聯(lián)系人 ---| |--- 3:更改現(xiàn)有聯(lián)系人 ---| |--- 4:刪除現(xiàn)有聯(lián)系人 ---| |--- 5:顯示當(dāng)前通訊錄 ---| |--- 6:退出通訊錄程序 ---| 請(qǐng)輸入指令代碼：1 請(qǐng)輸入姓名：HarrisWilde 請(qǐng)輸入電話：0101111 請(qǐng)輸入指令代碼：1 請(qǐng)輸入姓名：Jack 請(qǐng)輸入電話：0101112 請(qǐng)輸入指令代碼：1 請(qǐng)輸入姓名：Rose 請(qǐng)輸入電話：0101113 請(qǐng)輸入指令代碼：2 請(qǐng)輸入聯(lián)系人：HarrisWilde 聯(lián)系人：HarrisWilde 電話：0101111 請(qǐng)輸入指令代碼：2 請(qǐng)輸入聯(lián)系人：Mike 找不到該聯(lián)系人！ 請(qǐng)輸入指令代碼：5 聯(lián)系人：Rose 電話：0101113 聯(lián)系人：Jack 電話：0101112 聯(lián)系人：HarrisWilde 電話：0101111 請(qǐng)輸入指令代碼：3 請(qǐng)輸入聯(lián)系人：HarrisWilde 請(qǐng)輸入聯(lián)系電話：0101234 請(qǐng)輸入指令代碼：5 聯(lián)系人：Rose 電話：0101113 聯(lián)系人：Jack 電話：0101112 聯(lián)系人：HarrisWilde 電話：0101234 請(qǐng)輸入指令代碼：6

下面加入內(nèi)存池：

//Example04V2 #include #include #include #defineMAX1024 structPerson { charname[40]; charphone[20]; structPerson*next; }; structPerson*pool=NULL; intcount; voidgetInput(structPerson*person); voidprintPerson(structPerson*person); voidaddPerson(structPerson**contects); voidchangePerson(structPerson*contacts); voiddelPerson(structPerson**contacts); structPerson*findPerson(structPerson*contacts); voiddisplayContacts(structPerson*contacts); voidreleaseContacts(structPerson**contacts); voidreleasePool(void); voidgetInput(structPerson*person) { printf("請(qǐng)輸入姓名："); scanf("%s",person->name); printf("請(qǐng)輸入電話："); scanf("%s",person->phone); } voidaddPerson(structPerson**contacts) { structPerson*person; structPerson*temp; //如果內(nèi)存池不是空的，那么首先從里面獲取空間 if(pool!=NULL) { person=pool; pool=pool->next; count--; } //內(nèi)存池為空，則直接申請(qǐng) else { person=(structPerson*)malloc(sizeof(structPerson)); if(person==NULL) { printf("內(nèi)存分配失??！ "); exit(1); } } getInput(person); //將person添加到通訊錄中 if(*contacts!=NULL) { temp=*contacts; *contacts=person; person->next=temp; } else { *contacts=person; person->next=NULL; } } voidprintPerson(structPerson*person) { printf("聯(lián)系人：%s ",person->name); printf("電話：%s ",person->phone); } structPerson*findPerson(structPerson*contacts) { structPerson*current; charinput[40]; printf("請(qǐng)輸入聯(lián)系人："); scanf("%s",input); current=contacts; while(current!=NULL&&strcmp(current->name,input)) { current=current->next; } returncurrent; } voidchangePerson(structPerson*contacts) { structPerson*person; person=findPerson(contacts); if(person==NULL) { printf("找不到聯(lián)系人！ "); } else { printf("請(qǐng)輸入聯(lián)系電話："); scanf("%s",person->phone); } } voiddelPerson(structPerson**contacts) { structPerson*person; structPerson*current; structPerson*previous; structPerson*temp; { }; //先找到待刪除的節(jié)點(diǎn)的指針 person=findPerson(*contacts); if(person==NULL) { printf("找不到該聯(lián)系人！ "); } else { current=*contacts; previous=NULL; //將current定位到待刪除的節(jié)點(diǎn) while(current!=NULL&¤t!=person) { previous=current; current=current->next; } if(previous==NULL) { //若待刪除的是第一個(gè)節(jié)點(diǎn) *contacts=current->next; } else { //若待刪除的不是第一個(gè)節(jié)點(diǎn) previous->next=current->next; } //判斷內(nèi)存池中有沒(méi)有空位 if(countnext=temp; } else { pool=person; person->next=NULL; } count++; } //沒(méi)有空位，直接釋放 else { free(person);//將內(nèi)存空間釋放 } } } voiddisplayContacts(structPerson*contacts) { structPerson*current; current=contacts; while(current!=NULL) { printPerson(current); current=current->next; } } voidreleaseContacts(structPerson**contacts) { structPerson*temp; while(*contacts!=NULL) { temp=*contacts; *contacts=(*contacts)->next; free(temp); } } voidreleasePool(void) { structPerson*temp; while(pool!=NULL) { temp=pool; pool=pool->next; free(temp); } } intmain(void) { intcode; structPerson*contacts=NULL; structPerson*person; printf("|歡迎使用通訊錄管理程序| "); printf("|---1:插入新的聯(lián)系人---| "); printf("|---2:查找現(xiàn)有聯(lián)系人---| "); printf("|---3:更改現(xiàn)有聯(lián)系人---| "); printf("|---4:刪除現(xiàn)有聯(lián)系人---| "); printf("|---5:顯示當(dāng)前通訊錄---| "); printf("|---6:退出通訊錄程序---| "); while(1) { printf(" 請(qǐng)輸入指令代碼："); scanf("%d",&code); switch(code) { case1:addPerson(&contacts);break; case2:person=findPerson(contacts); if(person==NULL) { printf("找不到該聯(lián)系人！ "); } else { printPerson(person); } break; case3:changePerson(contacts);break; case4:delPerson(&contacts);break; case5:displayContacts(contacts);break; case6:gotoEND; } } END://此處直接跳出恒循環(huán) releaseContacts(&contacts); releasePool(); return0; }

typedef

給數(shù)據(jù)類(lèi)型起別名

C語(yǔ)言是一門(mén)古老的語(yǔ)言，它是在1969至1973年間，由兩位天才丹尼斯·里奇和肯·湯普遜在貝爾實(shí)驗(yàn)室以B語(yǔ)言為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)出來(lái)的，用于他們的重寫(xiě)UNIX計(jì)劃（這也為后來(lái)UNIX系統(tǒng)的可移植性打下了基礎(chǔ)，之前的UNIX是使用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的，當(dāng)然也是這兩位為了玩一個(gè)自己設(shè)計(jì)的游戲而編寫(xiě)的）。天才就是和咱常人不一樣，不過(guò)他倆的故事，在這篇里面不多啰嗦，我們回到話題。

雖然C語(yǔ)言誕生的很早，但是卻依舊不是最早的高級(jí)編程語(yǔ)言。目前公認(rèn)的最早的高級(jí)編程語(yǔ)言，是IBM公司于1957年開(kāi)發(fā)的FORTRAN語(yǔ)言。C語(yǔ)言誕生之時(shí)，F(xiàn)ORTRAN已經(jīng)統(tǒng)領(lǐng)行業(yè)數(shù)十年之久。因此，C語(yǔ)言要想快速吸納FORTRAN中的潛在用戶，就必須做出一些妥協(xié)。

我們知道，不同的語(yǔ)言的語(yǔ)法，一般來(lái)說(shuō)是不同的，甚至還有較大的差距。比如：

C:

inta,b,c; floati,j,k;

而FORTRAN語(yǔ)言是這樣的：

integer :: a, b, c; real :: i, j, k;

如果讓FORTRAN用戶使用原來(lái)的變量名稱進(jìn)行使用，那么就能夠快速遷移到C語(yǔ)言上面來(lái)，這就是typedef的用處之一。

我們使用FORTRAN語(yǔ)言的類(lèi)型名，那就這么辦：

typedefintinteger; typedeffloatreal; integera,b,c; reali,j,k;

結(jié)構(gòu)體的搭檔

雖然結(jié)構(gòu)體的出現(xiàn)能夠讓我們有一個(gè)更科學(xué)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)管理數(shù)據(jù)，但是每次使用結(jié)構(gòu)體都需要struct...，未免顯得有些冗長(zhǎng)和麻煩。有了typedef的助攻，我們就可以很輕松地給結(jié)構(gòu)體類(lèi)型起一個(gè)容易理解的名字：

typedefstructdate { intyear; intmonth; intday; }DATE;//為了區(qū)分，一般用全大寫(xiě) intmain(void) { DATE*date; ... }

甚至還可以順便給它的指針也定義一個(gè)別名：

typedefstructdate { intyear; intmonth; intday; }DATE,*PDATE;

進(jìn)階

我們還可以利用typedef來(lái)簡(jiǎn)化一些比較復(fù)雜的命令。

比如：

int(*ptr)[5];

我們知道這是一個(gè)數(shù)組指針，指向一個(gè)5元素的數(shù)組。那么我們可以改寫(xiě)成這樣：

typedefint(*PTR_TO_ARRAY)[3];

這樣就可以把很復(fù)雜的聲明變得很簡(jiǎn)單：

PTR_TO_ARRAYa=&array;

取名的時(shí)候要盡量使用容易理解的名字，這樣才能達(dá)到使用typedef的最終目的。

共用體

共用體也稱聯(lián)合體。

聲明

和結(jié)構(gòu)體還是有點(diǎn)像：

union共用體名稱 { 成員1; 成員2; 成員3; };

但是兩者有本質(zhì)的不同。共用體的每一個(gè)成員共用一段內(nèi)存，那么這也就意味著它們不可能同時(shí)被正確地訪問(wèn)。如：

//Example05 #include #include unionTest { inti; doublepi; charstr[9]; }; intmain(void) { unionTesttest; test.i=10; test.pi=3.14; strcpy(test.str,"TechZone"); printf("test.i:%d ",test.i); printf("test.pi:%.2f ",test.pi); printf("test.str:%s ",test.str); return0; }

執(zhí)行結(jié)果如下：

//Consequence 05 test.i: 1751344468 test.pi: 3946574856045802736197446431383475413237648487838717723111623714247921409395495328582015991082102150186282825269379326297769425957893182570875995348588904500564659454087397032067072.00 test.str: TechZone

可以看到，共用體只能正確地展示出最后一次被賦值的成員。共用體的內(nèi)存應(yīng)該要能夠滿足最大的成員能夠正常存儲(chǔ)。但是并不一定等于最大的成員的尺寸，因?yàn)檫€要考慮內(nèi)存對(duì)齊的問(wèn)題。

共用體可以類(lèi)似結(jié)構(gòu)體一樣來(lái)定義和聲明，但是共用體還可以允許不帶名字：

union { inti; charch; floatf; }a,b;

初始化

共用體不能在同一時(shí)間存放多個(gè)成員，所以不能批量初始化

uniondata { inti; charch; floatf; }; uniondataa={520};//初始化第一個(gè)成員 uniondatab=a;//直接使用一個(gè)共用體初始化另一個(gè)共用體 uniondatac={.ch='C'};//C99的特性，指定初始化成員

枚舉

枚舉是一個(gè)基本的數(shù)據(jù)類(lèi)型，它可以讓數(shù)據(jù)更簡(jiǎn)潔。

如果寫(xiě)一個(gè)判斷星期的文章，我們當(dāng)然可以使用宏定義來(lái)使代碼更加易懂，不過(guò)：

#defineMON1 #defineTUE2 #defineWED3 #defineTHU4 #defineFRI5 #defineSAT6 #defineSUN7

這樣的寫(xiě)法有點(diǎn)費(fèi)鍵盤(pán)。那么枚舉就簡(jiǎn)單多了：

enumDAY { MON=1,TUE,WED,THU,FRI,SAT,SUN };

?

**注意：**第一個(gè)枚舉成員的默認(rèn)值為整型的 0，后續(xù)枚舉成員的值在前一個(gè)成員上加 1。我們?cè)谶@個(gè)實(shí)例中把第一個(gè)枚舉成員的值定義為 1，第二個(gè)就為 2，以此類(lèi)推。

?

枚舉變量的定義和聲明方法和共用體一樣，也可以省略枚舉名，直接聲明變量名。

//Example06 #include #include intmain() { enumcolor{red=1,green,blue}; enumcolorfavorite_color; printf("請(qǐng)輸入你喜歡的顏色:(1.red,2.green,3.blue):"); scanf("%d",&favorite_color); //輸出結(jié)果 switch(favorite_color) { casered: printf("你喜歡的顏色是紅色"); break; casegreen: printf("你喜歡的顏色是綠色"); break; caseblue: printf("你喜歡的顏色是藍(lán)色"); break; default: printf("你沒(méi)有選擇你喜歡的顏色"); } return0; }

執(zhí)行結(jié)果如下：

//Consequence 06 請(qǐng)輸入你喜歡的顏色: (1. red, 2. green, 3. blue): 3 你喜歡的顏色是藍(lán)色

也可以把整數(shù)轉(zhuǎn)換為枚舉類(lèi)型：

//Example07 #include #include intmain() { enumday { saturday, sunday, monday, tuesday, wednesday, thursday, friday }workday; inta=1; enumdayweekend; weekend=(enumday)a;//使用強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換 //weekend=a;//錯(cuò)誤 printf("weekend:%d",weekend); return0; }

運(yùn)行結(jié)果如下：

//Consequence 07 weekend:1

位域

C語(yǔ)言除了開(kāi)發(fā)桌面應(yīng)用等，還有一個(gè)很重要的領(lǐng)域，那就是「單片機(jī)」開(kāi)發(fā)。單片機(jī)上的硬件資源十分有限，容不得我們?nèi)ニ烈鈸]灑。單片機(jī)使一種集成電路芯片，使采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的CPU、RAM、ROM、I/O、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能（有的還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工控領(lǐng)域使用廣泛。

對(duì)于這樣的設(shè)備，通常內(nèi)存只有256B，那么能夠給我們利用的資源就十分珍貴了。在這種情況下，如果我們只需要定義一個(gè)變量來(lái)存放布爾值，一般就申請(qǐng)一個(gè)整型變量，通過(guò)1和0來(lái)間接存儲(chǔ)。但是，顯然1和0只用1個(gè)bit就能夠放完，而一個(gè)整型卻是4個(gè)字節(jié)，也就是32bit。這就造成了內(nèi)存的浪費(fèi)。

好在，C語(yǔ)言為我們提供了一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，稱為「位域」（也叫位端、位字段）。也就是把一個(gè)字節(jié)中的二進(jìn)制位劃分，并且你能夠指定每個(gè)區(qū)域的位數(shù)。每個(gè)域有一個(gè)域名，并允許程序中按域名進(jìn)行單獨(dú)操作。

使用位域的做法是在結(jié)構(gòu)體定義的時(shí)候，在結(jié)構(gòu)體成員后面使用冒號(hào)（:）和數(shù)字來(lái)表示該成員所占的位數(shù)。

//Example08 #include intmain(void) { structTest { unsignedinta:1; unsignedintb:1; unsignedintc:2; }test; test.a=0; test.b=1; test.c=2; printf("a=%d,b=%d,c=%d ",test.a,test.b,test.c); printf("sizeoftest=%d ",sizeof(test)); return0; }

運(yùn)行結(jié)果如下：

//Consequence 08 a = 0, b = 1, c = 2 size of test = 4

如此一來(lái)，結(jié)構(gòu)體test只用了4bit，卻存放下了0、1、2三個(gè)整數(shù)。但是由于2在二進(jìn)制中是10，因此占了2個(gè)bit。如果把test.b賦值為2，那么：

//Consequence 08 V2 a = 0, b = 0, c = 2 size of test = 4

可以看到，b中的10溢出了，只剩下0。

當(dāng)然，位域的寬度不能夠超過(guò)本身類(lèi)型的長(zhǎng)度，比如：

unsignedinta:100;

那么就會(huì)報(bào)錯(cuò)：

錯(cuò)誤C2034“main::a”: 位域類(lèi)型對(duì)位數(shù)太小

位域成員也可以沒(méi)有名稱，只要給出類(lèi)型和寬度即可：

structTest { unsignedintx:1; unsignedinty:2; unsignedintz:3; unsignedint:26; };

無(wú)名位域一般用來(lái)作為填充或者調(diào)整成員的位置，因?yàn)闆](méi)有名稱，所以無(wú)名位域并不能夠拿來(lái)使用。

?

C語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)只說(shuō)明unsigned int和signed int支持位域，然后C99增加了_Bool類(lèi)型也支持位域，其他數(shù)據(jù)類(lèi)型理論上是不支持的。不過(guò)大多數(shù)編譯器在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)都進(jìn)行了擴(kuò)展，額外支持了signed char、unsigned char以及枚舉類(lèi)型，所以如果對(duì)char類(lèi)型的結(jié)構(gòu)體成員使用位域，基本上也沒(méi)什么問(wèn)題。但如果考慮到程序的可移植性，就需要謹(jǐn)慎對(duì)待了。另外，由于內(nèi)存的基本單位是字節(jié)，而位域只是字節(jié)的一部分，所以并不能對(duì)位域進(jìn)行取地址運(yùn)算。

?

雖然科技發(fā)展日新月異，但是秉承著節(jié)約成本這個(gè)放之四海而皆準(zhǔn)的原則，還是要注意使用！畢竟5毛錢(qián)可能是小錢(qián)，但是乘以5000萬(wàn)呢？