C 數(shù)組允許定義可存儲(chǔ)相同類型數(shù)據(jù)項(xiàng)的變量，結(jié)構(gòu)是 C 編程中另一種用戶自定義的可用的數(shù)據(jù)類型，它允許您存儲(chǔ)不同類型的數(shù)據(jù)項(xiàng)。

結(jié)構(gòu)用于表示一條記錄，假設(shè)您想要跟蹤圖書(shū)館中書(shū)本的動(dòng)態(tài)，您可能需要跟蹤每本書(shū)的下列屬性：

• Title
• Author
• Subject
• Book ID

定義結(jié)構(gòu)

為了定義結(jié)構(gòu)，您必須使用 struct 語(yǔ)句。struct 語(yǔ)句定義了一個(gè)包含多個(gè)成員的新的數(shù)據(jù)類型，struct 語(yǔ)句的格式如下：

    struct [structure tag]
    {
       member definition;
       member definition;
       ...
       member definition;
    } [one or more structure variables];

structure tag 是可選的，每個(gè) member definition 是標(biāo)準(zhǔn)的變量定義，比如 int i; 或者 float f; 或者其他有效的變量定義。在結(jié)構(gòu)定義的末尾，最后一個(gè)分號(hào)之前，您可以指定一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)變量，這是可選的。下面是聲明 Book 結(jié)構(gòu)的方式：

    struct Books
    {
       char  title[50];
       char  author[50];
       char  subject[100];
       int   book_id;
    } book;

訪問(wèn)結(jié)構(gòu)成員

為了訪問(wèn)結(jié)構(gòu)的成員，我們使用成員訪問(wèn)運(yùn)算符（.）。成員訪問(wèn)運(yùn)算符是結(jié)構(gòu)變量名稱和我們要訪問(wèn)的結(jié)構(gòu)成員之間的一個(gè)句號(hào)。您可以使用 struct 關(guān)鍵字來(lái)定義結(jié)構(gòu)類型的變量。下面的實(shí)例演示了結(jié)構(gòu)的用法：

    #include 
    #include 

    struct Books
    {
       char  title[50];
       char  author[50];
       char  subject[100];
       int   book_id;
    };

    int main( )
    {
       struct Books Book1;        /* 聲明 Book1，類型為 Book */
       struct Books Book2;        /* 聲明 Book2，類型為 Book */

       /* Book1 詳述 */
       strcpy( Book1.title, "C Programming");
       strcpy( Book1.author, "Nuha Ali");
       strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");
       Book1.book_id = 6495407;

       /* Book2 詳述 */
       strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
       strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
       strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");
       Book2.book_id = 6495700;

       /* 輸出 Book1 信息 */
       printf( "Book 1 title : %sn", Book1.title);
       printf( "Book 1 author : %sn", Book1.author);
       printf( "Book 1 subject : %sn", Book1.subject);
       printf( "Book 1 book_id : %dn", Book1.book_id);

       /* 輸出 Book2 信息 */
       printf( "Book 2 title : %sn", Book2.title);
       printf( "Book 2 author : %sn", Book2.author);
       printf( "Book 2 subject : %sn", Book2.subject);
       printf( "Book 2 book_id : %dn", Book2.book_id);

       return 0;
    }

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

    Book 1 title : C Programming
    Book 1 author : Nuha Ali
    Book 1 subject : C Programming Tutorial
    Book 1 book_id : 6495407
    Book 2 title : Telecom Billing
    Book 2 author : Zara Ali
    Book 2 subject : Telecom Billing Tutorial
    Book 2 book_id : 6495700

結(jié)構(gòu)作為函數(shù)參數(shù)

您可以把結(jié)構(gòu)作為函數(shù)參數(shù)，傳參方式與其他類型的變量或指針類似。您可以使用上面實(shí)例中的方式來(lái)訪問(wèn)結(jié)構(gòu)變量：

    #include 
    #include 

    struct Books
    {
       char  title[50];
       char  author[50];
       char  subject[100];
       int   book_id;
    };

    /* 函數(shù)聲明 */
    void printBook( struct Books book );
    int main( )
    {
       struct Books Book1;        /* 聲明 Book1，類型為 Book */
       struct Books Book2;        /* 聲明 Book2，類型為 Book */

       /* Book1 詳述 */
       strcpy( Book1.title, "C Programming");
       strcpy( Book1.author, "Nuha Ali");
       strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");
       Book1.book_id = 6495407;

       /* Book2 詳述 */
       strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
       strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
       strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");
       Book2.book_id = 6495700;

       /* 輸出 Book1 信息 */
       printBook( Book1 );

       /* 輸出 Book2 信息 */
       printBook( Book2 );

       return 0;
    }
    void printBook( struct Books book )
    {
       printf( "Book title : %sn", book.title);
       printf( "Book author : %sn", book.author);
       printf( "Book subject : %sn", book.subject);
       printf( "Book book_id : %dn", book.book_id);
    }

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

    Book title : C Programming
    Book author : Nuha Ali
    Book subject : C Programming Tutorial
    Book book_id : 6495407
    Book title : Telecom Billing
    Book author : Zara Ali
    Book subject : Telecom Billing Tutorial
    Book book_id : 6495700

指向結(jié)構(gòu)的指針

您可以定義指向結(jié)構(gòu)的指針，方式與定義指向其他類型變量的指針相似，如下所示：

    struct Books *struct_pointer;

現(xiàn)在，您可以在上述定義的指針變量中存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)變量的地址。為了查找結(jié)構(gòu)變量的地址，請(qǐng)把 & 運(yùn)算符放在結(jié)構(gòu)名稱的前面，如下所示：

    struct_pointer = &Book1;

為了使用指向該結(jié)構(gòu)的指針訪問(wèn)結(jié)構(gòu)的成員，您必須使用 -> 運(yùn)算符，如下所示：

    struct_pointer->title;

讓我們使用結(jié)構(gòu)指針來(lái)重寫(xiě)上面的實(shí)例，這將有助于您理解結(jié)構(gòu)指針的概念：

    #include 
    #include 

    struct Books
    {
       char  title[50];
       char  author[50];
       char  subject[100];
       int   book_id;
    };

    /* 函數(shù)聲明 */
    void printBook( struct Books *book );
    int main( )
    {
       struct Books Book1;        /* 聲明 Book1，類型為 Book */
       struct Books Book2;        /* 聲明 Book2，類型為 Book */

       /* Book1 詳述 */
       strcpy( Book1.title, "C Programming");
       strcpy( Book1.author, "Nuha Ali");
       strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");
       Book1.book_id = 6495407;

       /* Book2 詳述 */
       strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
       strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
       strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");
       Book2.book_id = 6495700;

       /* 通過(guò)傳 Book1 的地址來(lái)輸出 Book1 信息 */
       printBook( &Book1 );

       /* 通過(guò)傳 Book2 的地址來(lái)輸出 Book2 信息 */
       printBook( &Book2 );

       return 0;
    }
    void printBook( struct Books *book )
    {
       printf( "Book title : %sn", book->title);
       printf( "Book author : %sn", book->author);
       printf( "Book subject : %sn", book->subject);
       printf( "Book book_id : %dn", book->book_id);
    }

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生下列結(jié)果：

    Book title : C Programming
    Book author : Nuha Ali
    Book subject : C Programming Tutorial
    Book book_id : 6495407
    Book title : Telecom Billing
    Book author : Zara Ali
    Book subject : Telecom Billing Tutorial
    Book book_id : 6495700

位域

有些信息在存儲(chǔ)時(shí)，并不需要占用一個(gè)完整的字節(jié)，而只需占幾個(gè)或一個(gè)二進(jìn)制位。例如在存放一個(gè)開(kāi)關(guān)量時(shí)，只有 0 和 1 兩種狀態(tài)，用 1 位二進(jìn)位即可。為了節(jié)省存儲(chǔ)空間，并使處理簡(jiǎn)便，C 語(yǔ)言又提供了一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，稱為"位域"或"位段"。

所謂"位域"是把一個(gè)字節(jié)中的二進(jìn)位劃分為幾個(gè)不同的區(qū)域，并說(shuō)明每個(gè)區(qū)域的位數(shù)。每個(gè)域有一個(gè)域名，允許在程序中按域名進(jìn)行操作。這樣就可以把幾個(gè)不同的對(duì)象用一個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制位域來(lái)表示。

典型的實(shí)例：

• 用 1 位二進(jìn)位存放一個(gè)開(kāi)關(guān)量時(shí)，只有 0 和 1 兩種狀態(tài)。
• 讀取外部文件格式——可以讀取非標(biāo)準(zhǔn)的文件格式。例如：9 位的整數(shù)。

位域的定義和位域變量的說(shuō)明

位域定義與結(jié)構(gòu)定義相仿，其形式為：

        struct 位域結(jié)構(gòu)名
            { 位域列表 };

其中位域列表的形式為：

        類型說(shuō)明符 位域名: 位域長(zhǎng)度

例如：

    struct bs{
        int a:8;
        int b:2;
        int c:6;
    };

位域變量的說(shuō)明與結(jié)構(gòu)變量說(shuō)明的方式相同。 可采用先定義后說(shuō)明，同時(shí)定義說(shuō)明或者直接說(shuō)明這三種方式。例如：

    struct bs{
        int a:8;
        int b:2;
        int c:6;
    }data;

說(shuō)明 data 為 bs 變量，共占兩個(gè)字節(jié)。其中位域 a 占 8 位，位域 b 占 2 位，位域 c 占 6 位。

讓我們?cè)賮?lái)看一個(gè)實(shí)例：

    struct packed_struct {
      unsigned int f1:1;
      unsigned int f2:1;
      unsigned int f3:1;
      unsigned int f4:1;
      unsigned int type:4;
      unsigned int my_int:9;
    } pack;

在這里，packed_struct 包含了 6 個(gè)成員：四個(gè) 1 位的標(biāo)識(shí)符 f1..f4、一個(gè) 4 位的 type 和一個(gè) 9 位的 my_int。

對(duì)于位域的定義尚有以下幾點(diǎn)說(shuō)明：

• 一個(gè)位域必須存儲(chǔ)在同一個(gè)字節(jié)中，不能跨兩個(gè)字節(jié)。如一個(gè)字節(jié)所?？臻g不夠存放另一位域時(shí)，應(yīng)從下一單元起存放該位域。也可以有意使某位域從下一單元開(kāi)始。例如：

    struct bs{
        unsigned a:4;
        unsigned  :4;    /* 空域 */
        unsigned b:4;    /* 從下一單元開(kāi)始存放 */
        unsigned c:4
    }

在這個(gè)位域定義中，a 占第一字節(jié)的 4 位，后 4 位填 0 表示不使用，b 從第二字節(jié)開(kāi)始，占用 4 位，c 占用 4 位。

• 由于位域不允許跨兩個(gè)字節(jié)，因此位域的長(zhǎng)度不能大于一個(gè)字節(jié)的長(zhǎng)度，也就是說(shuō)不能超過(guò)8位二進(jìn)位。如果最大長(zhǎng)度大于計(jì)算機(jī)的整數(shù)字長(zhǎng)，一些編譯器可能會(huì)允許域的內(nèi)存重疊，另外一些編譯器可能會(huì)把大于一個(gè)域的部分存儲(chǔ)在下一個(gè)字中。
• 位域可以是無(wú)名位域，這時(shí)它只用來(lái)作填充或調(diào)整位置。無(wú)名的位域是不能使用的。例如：

    struct k{
        int a:1;
        int  :2;    /* 該 2 位不能使用 */
        int b:3;
        int c:2;
    };

從以上分析可以看出，位域在本質(zhì)上就是一種結(jié)構(gòu)類型，不過(guò)其成員是按二進(jìn)位分配的。

位域的使用

位域的使用和結(jié)構(gòu)成員的使用相同，其一般形式為：

        位域變量名·位域名

位域允許用各種格式輸出。

請(qǐng)看下面的實(shí)例：

    main(){
        struct bs{
            unsigned a:1;
            unsigned b:3;
            unsigned c:4;
        } bit,*pbit;
        bit.a=1;    /* 給位域賦值（應(yīng)注意賦值不能超過(guò)該位域的允許范圍） */
        bit.b=7;    /* 給位域賦值（應(yīng)注意賦值不能超過(guò)該位域的允許范圍） */
        bit.c=15;   /* 給位域賦值（應(yīng)注意賦值不能超過(guò)該位域的允許范圍） */
        printf("%d,%d,%dn",bit.a,bit.b,bit.c);  /* 以整型量格式輸出三個(gè)域的內(nèi)容 */
        pbit=&bit;  /* 把位域變量 bit 的地址送給指針變量 pbit */
        pbit->a=0;  /* 用指針?lè)绞浇o位域 a 重新賦值，賦為 0 */
        pbit->b&=3; /* 使用了復(fù)合的位運(yùn)算符 "&="，相當(dāng)于：pbit->b=pbit->b&3，位域 b 中原有值為 7，與 3 作按位與運(yùn)算的結(jié)果為 3（111&011=011，十進(jìn)制值為 3） */
        pbit->c|=1; /* 使用了復(fù)合位運(yùn)算符"|="，相當(dāng)于：pbit->c=pbit->c|1，其結(jié)果為 15 */
        printf("%d,%d,%dn",pbit->a,pbit->b,pbit->c);    /* 用指針?lè)绞捷敵隽诉@三個(gè)域的值 */
    }

上例程序中定義了位域結(jié)構(gòu) bs，三個(gè)位域?yàn)?a、b、c。說(shuō)明了 bs 類型的變量 bit 和指向 bs 類型的指針變量 pbit。這表示位域也是可以使用指針的。