结构体笔记（结构体嵌套、自引用，结构体指针）

结构体（struct）

1、基本概念

结构体—–将不同类型的数据成员组织到统一的名字之下，适用于对关系紧密，逻辑相关、具有相同或不同类型的数据进行处理

2、结构体定义格式

定义结构

为了定义结构，您必须使用 struct 语句。struct 语句定义了一个包含多个成员的新的数据类型，struct 语句的格式如下：

struct 标签名

{

类型 变量名;

类型 变量名;

······

} 结构变量 (结构体名字);

struct tag
{
member_list
member_list
member_list

​ …

​ } variable_list ;

tag 是结构体标签。

member-list 是标准的变量定义，比如 int i; 或者 float f，或者其他有效的变量定义。

variable-list 结构变量，定义在结构的末尾，最后一个分号之前，您可以指定一个或多个结构变量。下面是声明student结构的方式：

struct student{charname[50]; //名字int id;//学号} student1;

（声明结构体类型仅仅是声明了一个类型，系统并不为之分配内存，就如同系统不会为类型 int 分配内存一样。只有当使用这个类型定义了变量时，系统才会为变量分配内存。所以在声明结构体类型的时候，不可以对里面的变量进行初始化。）

定义了一个tag为student的结构体和一个结构变量student1,如果省略变量名(student1),就变成了对结构的声明,上述结构体声明也可分开写

struct student{charname[50]; //名字int id;//学号} ;struct student student1;

与上面效果相同，可理解为struct student类似于int，而我们用的是student1类似于变量，如果省略结构名，则称之为无名结构，这种情况常常出现在函数内部，或者说你只需要student1这一个变量，

后面不需要再使用结构体名定义其他变量，那么在定义时也可以不给出结构体名

struct {charname[50]; //名字int id;//学号} student1;

（在声明结构体时常常与typedef函数配合使用）

3、结构体变量的初始化

和其它类型变量一样，对结构体变量可以在定义时指定初始值。

例：

struct student{charname[50];int id;} charon = {"charon", 666};int main(){printf ( "name : %s\nid: %d\n", charon.name, charon.id );

输出：

4、结构体成员的访问

访问结构体变量的成员必须使用成员选择运算符（也称圆点运算符），格式为：结构体变量名.成员名

若使用指针对结构体成员进行访问，*格式为：指针->成员名 等价于 (指针).成员名 ​

相同点：两个操作符都是二元操作符，且其有操作符是结构体成员的名称。

不同点：“ . ”操作符左边的操作数是一个“结构体”的表达式，而“ -> ”操作符左边的操作数是一个指向结构体的指针。

例：

typedef struct{int num;float score;char name[10];} STUDENT;STUDENT temp;STUDENT * p = &temp;

在这里temp.score代表的是结构体temp里的成员score。

p->score代表指向temp结构体成员score的指针。

为了使用方便和直观，C语言允许把(*temp).score用p->score来替换。

也就是p->score等价与(*temp).score。

所以在结构体中“ . ”和“ -> ”的用法相似，但是并不等价。

5、typedef函数

为一种数据类型定义一个新名字。这里的数据类型包括内部数据类型（int,char等）和自定义的数据类型（struct等），

（注意与#define的区别，typedef 是用来定义一种类型的新别名的，它不同于宏#define，宏是简单的字符串替换）

例：

为int定义了一个新的名字INTEGER，也就是说INTEGER与int是同义词,也可以为结构体定义一个别名

typedef struct student STUDENT;

或者

typedef struct student{int num;} STUDENT;

上述两条语句是等价的，二者都是为struct student结构体类型定义了一个新的名字STUDENT，即STUDENT与struct student是同义词，所以下列两条语句等价

STUDENT stu1,stu2;struct student stu1, stu2;

6、结构体嵌套

就是在一个结构体内包含了另一个结构体作为其成员

相互引用

使用typedef

typedef struct date{int year;int month;int day;} DATE;typedef struct student{long studentID;char studentName[10];char studentSex;DATE birthday;int score[4];} STUDENT;STUDENT charon;

上面代码中，定义了结构体变量birthday和charon，并给struct date和struct student分别取别名为DATE和STUDENT，

当出现结构体嵌套时，必须以级联方式访问结构体成员，即通过成员选择运算符逐级找到最底层的成员时再引用

charon.birthday.day = 10;printf ( "%d", charon.birthday.day );

不使用typedef

上面是使用了typedef的结构体嵌套，也可以不使用，代码如下

struct STUDENT{long studentID;char studentName[10];char studentSex;int score[4];struct DATE{int year;int month;int day;} birthday;} student;

定义了结构体变量student和birthday，引用成员的的方法和上面类似

student.birthday.day = 100;printf("%d", student.birthday.day);

C语言允许对具有相同结构体类型的变量进行整体赋值，注意：对字符数组型结构体成员进行赋值时一定要使用strcpy（）

strcpy(stu1.studentName, “张三”);

而不能写成

stu2.studentName = stu1.studentName

因为结构体成员studentName是一个字符型数组，studentName是该数组的名字，代表字符型数组的首地址，是一个常量，不能作为赋值表达式的左值。

自引用（self reference）（重点）

使用typedef 时

错误的方式：

typedef struct tag{ int value; charon *link; /* 虽然也使用指针，但这里的问题是：charon尚未被定义 */ } charon; 

这里的目的是使用typedef为结构体创建一个别名charon。但是这里是错误的，因为类型名的作用域是从语句的结尾开始，而在结构体内部是不能使用的，因为还没定义。
正确的方式：有三种，差别不大，使用哪种都可以。

当你使用typedef去代替整个结构体并且以原结构体名代替的时候，如果此时你内部还自嵌套了，那么内部的成员变量之前一定要加上struct。

/* 方法一 */ typedef struct tag_1{ int value; struct tag_1 *link;} charon; /* 方法二 */ struct tag_2;//结构体的不完全声明typedef struct tag_2 charon; struct tag_2{ int value; charon *link; }; /* 方法三 */ struct tag_3{ int value; struct tag *link;}; typedef struct tag_3 charon; 

不使用typedef时

错误的方式：

struct tag_1{struct tag_1 A;/* 结构体 */int value;};

这种声明是错误的，因为这种声明实际上是一个无限循环，成员b是一个结构体，b的内部还会有成员是结构体，依次下去，无线循环。在分配内存的时候，由于无限嵌套，也无法确定这个结构体的长度，所以这种方式是非法的。

正确的方式： （使用指针）：

struct tag_1{ struct tag_1 *A; /* 指针 */ int value; }; 

由于指针的长度是确定的（在64位机器上指针长度为8），所以编译器能够确定该结构体的长度。

可以用sizeof查看：

​如何理解结构中包含一个指向结构本身的指针？

至于指向自己的问题，结构体只是个数据类型，不是一个变量。

只有在声明一个结构体变量的时候才会在内存中分配一段空间，指针中存放的正是变量在内存中的地址。所以不是指针指向了结构体自己，而是指针指向了结构体变量。

C语言中的类型有完整和不完整之分，只有完整类型的变量才能够使用。完整代表已确定了类型的大小，底层只需要大小属性，而不需要类型属性。

指针类型都是完整的，因为指针类型的大小都是确定的。struct tag * 是指针类型，而不是结构类型。结构的成员类型都是完整的，那么结构类型就是完整的。

程序员可以使用强制类型转换来将一段内存转换为需要的数据类型，例如下面有一个数组a，现在将其强制转换为一个结构体类型stu：

#include typedef struct student{int id;charname[50];} stu;int a[10]={1,2,3,4,5};int main(){stu *student1;student1 =(student*)a;printf("student1->name=%d\n",student1->name);printf("student1->id=%d\n",student1->id);return 0;}

可以看到a[10]被强制转换为student结构体类型，当然不使用强制类型转换也是可以的，只是编译器会报警报。

“一个结构体里包含一个指针，这个指针指向的数据类型是这个结构体的数据类型”。

例子：

typedef struct Node{int data;Node* next;} node;int main(){node node1;node node2={666};node node3;node1.next = &node2;node2.next = &node3;node3.next = NULL;cout<<&node2<<endl;cout<<node1.next<<endl;cout<<node2.data<<endl;cout<<node1.next->data<<endl;return 0;}

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参考链接

结构体（结构体嵌套、结构体指针、结构体参数传递） – 蓝海人 – 博客园 (cnblogs.com)

如何理解结构中包含一个指向结构本身的指针？ – 知乎 (zhihu.com)

详解C语言中结构体的自引用和相互引用_C 语言_脚本之家 (jb51.net)

C 结构体 | 菜鸟教程 (runoob.com)

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