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結構體指針,C語言結構體指針詳解

結構體指針,可細分為指向結構體變量的指針指向結構體數組的指針

指向結構體變量的指針

前面我們通過“結構體變量名.成員名”的方式引用結構體變量中的成員,除了這種方法之外還可以使用指針。

前面講過,&student1 表示結構體變量 student1 的首地址,即 student1 第一個項的地址。如果定義一個指針變量 p 指向這個地址的話,p 就可以指向結構體變量 student1 中的任意一個成員。

那么,這個指針變量定義成什么類型呢?只能定義成結構體類型,且指向什么結構體類型的結構體變量,就要定義成什么樣的結構體類型。比如指向 struct STUDENT 類型的結構體變量,那么指針變量就一定要定義成 struct STUDENT* 類型。

下面將前面的程序用指針的方式修改一下:
# include <stdio.h>
# include <string.h>
struct AGE
{
    int year;
    int month;
    int day;
};
struct STUDENT
{
    char name[20];  //姓名
    int num;  //學號
    struct AGE birthday;  //生日
    float score;  //分數
};
int main(void)
{
    struct STUDENT student1; /*用struct STUDENT結構體類型定義結構體變量student1*/
    struct STUDENT *p = NULL;  /*定義一個指向struct STUDENT結構體類型的指針變量p*/
    p = &student1;  /*p指向結構體變量student1的首地址, 即第一個成員的地址*/
    strcpy((*p).name, "小明");  //(*p).name等價于student1.name
    (*p).birthday.year = 1989;
    (*p).birthday.month = 3;
    (*p).birthday.day = 29;
    (*p).num = 1207041;
    (*p).score = 100;
    printf("name : %s\n", (*p).name);  //(*p).name不能寫成p
    printf("birthday : %d-%d-%d\n", (*p).birthday.year, (*p).birthday.month, (*p).birthday.day);
    printf("num : %d\n", (*p).num);
    printf("score : %.1f\n", (*p).score);
    return 0;
}
輸出結果是:
name : 小明
birthday : 1989-3-29
num : 1207041
score : 100.0

我們看到,用指針引用結構體變量成員的方式是:

(*指針變量名).成員名

注意,*p 兩邊的括號不可省略,因為成員運算符“.”的優先級高于指針運算符“*”,所以如果 *p 兩邊的括號省略的話,那么 *p.num 就等價于 *(p.num) 了。

從該程序也可以看出:因為指針變量 p 指向的是結構體變量 student1 第一個成員的地址,即字符數組 name 的首地址,所以 p 和 (*p).name 是等價的。

但是,“等價”僅僅是說它們表示的是同一個內存單元的地址,但它們的類型是不同的。指針變量 p 是 struct STUDENT* 型的,而 (*p).name 是 char* 型的。所以在 strcpy 中不能將 (*p).name 改成 p。用 %s 進行輸入或輸出時,輸入參數或輸出參數也只能寫成 (*p).name 而不能寫成 p。

同樣,雖然 &student1 和 student1.name 表示的是同一個內存單元的地址,但它們的類型是不同的。&student1 是 struct STUDENT* 型的,而 student1.name 是 char* 型的,所以在對 p 進行初始化時,“p=&student1;”不能寫成“p=student1.name”。因為 p 是 struct STUDENT* 型的,所以不能將 char* 型的 student1.name 賦給 p。

此外為了使用的方便和直觀,用指針引用結構體變量成員的方式:

(*指針變量名).成員名

可以直接用:

指針變量名->成員名

來代替,它們是等價的。“->”是“指向結構體成員運算符”,它的優先級同結構體成員運算符“.”一樣高。p->num 的含義是:指針變量 p 所指向的結構體變量中的 num 成員。p->num 最終代表的就是 num 這個成員中的內容。

下面再將程序用“->”修改一下:
# include <stdio.h>
# include <string.h>
struct AGE
{
    int year;
    int month;
    int day;
};
struct STUDENT
{
    char name[20];  //姓名
    int num;  //學號
    struct AGE birthday;  /*用struct AGE結構體類型定義結構體變量birthday, 生日*/
    float score;  //分數
};
int main(void)
{
    struct STUDENT student1; /*用struct STUDENT結構體類型定義結構體變量student1*/
    struct STUDENT *p = NULL;  /*定義struct STUDENT結構體類型的指針變量p*/
    p = &student1;  /*p指向結構體變量student1的首地址, 即第一項的地址*/
    strcpy(p->name, "小明");
    p->birthday.year = 1989;
    p->birthday.month = 3;
    p->birthday.day = 29;
    p->num = 1207041;
    p->score = 100;
    printf("name : %s\n", p->name);  //p->name不能寫成p
    printf("birthday : %d-%d-%d\n", p->birthday.year, p->birthday.month, p->birthday.day);
    printf("num : %d\n", p->num);
    printf("score : %.1f\n", p->score);
    return 0;
}
輸出結果是:
name : 小明
birthday : 1989-3-29
num : 1207041
score : 100.0

但是要注意的是,只有“指針變量名”后面才能加“->”,千萬不要在成員名如 birthday 后面加“->”。
綜上所述,以下 3 種形式是等價的:
  • 結構體變量.成員名。
  • (*指針變量).成員名。
  • 指針變量->成員名。

其中第 3 種方式很重要,通常都是使用這種方式,另外兩種方式用得不多。后面講鏈表的時候用的也都是第 3 種方式。

指向結構體數組的指針

在前面講數值型數組的時候可以將數組名賦給一個指針變量,從而使該指針變量指向數組的首地址,然后用指針訪問數組的元素。結構體數組也是數組,所以同樣可以這么做。

我們知道,結構體數組的每一個元素都是一個結構體變量。如果定義一個結構體指針變量并把結構體數組的數組名賦給這個指針變量的話,就意味著將結構體數組的第一個元素,即第一個結構體變量的地址,也即第一個結構變量中的第一個成員的地址賦給了這個指針變量。比如:
# include <stdio.h>
struct STU
{
    char name[20];
    int age;
    char sex;
    char num[20];
};
int main(void)
{
    struct STU stu[5] = {{"小紅", 22, 'F', "Z1207031"}, {"小明", 21, 'M', "Z1207035"}, {"小七", 23, 'F', "Z1207022"}};
    struct STU *p = stu;
    return 0;
}
此時指針變量 p 就指向了結構體數組的第一個元素,即指向 stu[0]。我們知道,當一個指針指向一個數組后,指針就可以通過移動的方式指向數組的其他元素。

這個原則對結構體數組和結構體指針同樣適用,所以 p+1 就指向 stu[1] 的首地址;p+2 就指向 stu[2] 的首地址……所以只要利用 for 循環,指針就能一個個地指向結構體數組元素。

同樣需要注意的是,要將一個結構體數組名賦給一個結構體指針變量,那么它們的結構體類型必須相同。

下面編寫一個程序:
# include <stdio.h>
struct STU
{
    char name[20];
    int age;
    char sex;
    char num[20];
};
int main(void)
{
    struct STU stu[3] = {{"小紅", 22, 'F', "Z1207031"}, {"小明", 21, 'M', "Z1207035"}, {"小七", 23, 'F', "Z1207022"}};
    struct STU *p = stu;
    for (; p<stu+3; ++p)
    {
        printf("name:%s; age:%d; sex:%c; num:%s\n", p->name, p->age, p->sex, p->num);
    }
    return 0;
}
輸出結果是:
name:小紅; age:22; sex:F; num:Z1207031
name:小明; age:21; sex:M; num:Z1207035
name:小七; age:23; sex:F; num:Z1207022

此外同前面“普通數組和指針的關系”一樣,當指針變量 p 指向 stu[0] 時,p[0] 就等價于 stu[0];p[1] 就等價于 stu[1];p[2] 就等價于 stu[2]……所以 stu[0].num 就可以寫成 p[0].num,其他同理。下面將上面的程序用 p[i] 的方式修改一下:
# include <stdio.h>
struct STU
{
    char name[20];
    int age;
    char sex;
    char num[20];
};
int main(void)
{
    struct STU stu[3] = {{"小紅", 22, 'F', "Z1207031"}, {"小明", 21, 'M', "Z1207035"}, {"小七", 23, 'F', "Z1207022"}};
    struct STU *p = stu;
    int i = 0;
    for (; i<3; ++i)
    {
        printf("name:%s; age:%d; sex:%c; num:%s\n", p[i].name, p[i].age, p[i].sex, p[i].num);
    }
    return 0;
}
輸出結果是:
name:小紅; age:22; sex:F; num:Z1207031
name:小明; age:21; sex:M; num:Z1207035
name:小七; age:23; sex:F; num:Z1207022

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