C 结构体

结构是一种将多个相关变量组合到一个位置的方法。 结构中的每个变量都称为结构的成员。

与 array 不同，结构可以包含许多不同的数据类型（int、float、char 等）。

创建结构

您可以使用 struct 关键字创建结构，并在花括号内声明其每个成员：

struct MyStructure {   // 结构声明
    int myNum;           // 成员（int 变量）
    char myLetter;       // 成员（char 变量）
}; // 用分号结束结构

想要访问这个结构，需要创建一个该结构类型的变量。

创建变量时，需要用到struct关键字，后面跟结构的名称，再跟着结构变量的名称：

struct myStructure {
    int myNum;
    char myLetter;
};

int main() {
    struct myStructure s1;
    return 0;
}

访问结构成员

// 创建一个名为 myStructure 的结构
struct myStructure {
    int myNum;
    char myLetter;
};

int main() {
    // 创建一个名为 s1 的 myStructure 结构变量
    struct myStructure s1;
    // 创建一个名为 s2 的 myStructure 结构变量
    struct myStructure s2;

    // 为不同的结构变量赋值
    s1.myNum = 13;
    s1.myLetter = 'B';

    s2.myNum = 23;
    s2.myLetter = 'X';

    // 打印值
    printf("s1 number: %d\n", s1.myNum);
    printf("s1 letter: %c\n", s1.myLetter);

    printf("s2 number: %d\n", s2.myNum);
    printf("s2 letter: %c\n", s2.myLetter);

    return 0;
}

初始化结构

• 定义时按顺序赋值

struct myStructure s1 = {10, 'a'};

• 定义后逐个赋值

struct myStructure s1;

s1.myNum = 10;
s1.myLetter = 'a';

• 定义时乱序赋值(C风格)

struct myStructure s1 = {.myNum = 10, .myLetter  ='a'};

• 定义时乱序赋值(C风格++)

struct myStructure s1 = {myNum:10, myLetter:'a'};

复制结构

将s1结构变量的值赋给s2：

struct myStructure {
    int myNum;
    char myLetter;
    char myString[30];  // String
};

struct myStructure s1 = {13, 'B', "Some text"};
struct myStructure s2;
s2 = s1;

结构中的字符串

请记住，C 中的字符串实际上是一个字符数组，所以不能像以下方式那样直接复制：

int main() {
    struct myStructure s1;

    // 错误做法：尝试直接给字符串赋值
    s1.myString = "Some text";

    return 0;
}

这个时候会编译报错:

.\c_structs.c: In function 'main':
.\c_structs.c:14:15: error: assignment to expression with array type
   14 |   s1.myString = "Some text";
      |  

这时候正确的做法是使用strcpy()函数去进行字符串赋值：

#include <string.h>

int main() {
    struct myStructure s1;

    // 使用 strcpy 函数为字符串赋值
    strcpy(s1.myString, "Some text");

    // 打印值
    printf("My string: %s", s1.myString);

    return 0;
}

// 输出结果
// Some text

使用strcpy()函数时，必须要引用<string.h>头文件

或者在声明变量时就直接对字符串进行赋值，这样就省去了复制字符串的步骤：

int main() {
    // 创建一个结构变量并为其赋值
    struct myStructure s1 = {13, 'B', "Some text"};

    // 打印值
    printf("%d %c %s", s1.myNum, s1.myLetter, s1.myString);

    return 0;
}

修改值

struct myStructure {
    int myNum;
    char myLetter;
    char myString[30];
};

int main() {
    // 创建一个结构变量并为其赋值
    struct myStructure s1 = {13, 'B', "Some text"};

    // 创建另一个结构变量
    struct myStructure s2;

    // 修改值
    s1.myNum = 30;
    s1.myLetter = 'C';
    strcpy(s1.myString, "Something else");

    // 打印值
    printf("%d %c %s\n", s1.myNum, s1.myLetter, s1.myString);

    // 将 s1 值复制到 s2
    s2 = s1;

    // 更改 s2 值
    s2.myNum = 60;
    s2.myLetter = 'X';
    strcpy(s2.myString, "Something other");

    // 打印值
    printf("%d %c %s\n", s2.myNum, s2.myLetter, s2.myString);

    return 0;
}

位域

位域就是一种在结构体中以二进制位为单位来存储数据的方式。

它允许我们为某个成员变量只分配若干位（bit），而不是通常的1字节、2字节或4字节。这在需要节省内存或与硬件寄存器直接对应时非常有用。

• 基本语法

struct {
    unsigned int a : 3;  // a 占3位
    unsigned int b : 5;  // b 占5位
    unsigned int c : 2;  // c 占2位
    unsigned int   : 4;  // 空白占位
    unsigned int e : 4;  // e 占4位
};

• unsigned int a : 3表示 a 这个成员只占 3 个二进制位，范围是 0 ~ 7。
• 位域的基类型一般用 int 或 unsigned int，也允许用 short、char 等（依赖编译器实现）。
• 位数 : n 必须小于等于该基类型所能存放的最大位数（如 int 通常是 32 位）。