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【指针与结构体的使用详解】

news 2025/7/1 5:13:42

指针与结构体的使用详解（C语言）

在C语言中，结构体（struct） 和 指针（pointer） 是两个非常重要的概念。将它们结合使用，可以实现很多复杂的数据结构，比如链表、树、图等。

一、结构体基本使用

1. 定义结构体

struct Person {char name[50];int age;float height;
};

这定义了一个名为 Person 的结构体类型，包含三个成员：名字、年龄、身高。

2. 声明结构体变量

struct Person p1;

也可以用 typedef 简化：

typedef struct {char name[50];int age;float height;
} Person;Person p2;  // 直接使用 Person 类型

二、指针与结构体的结合使用

1. 定义结构体指针

struct Person *ptr;

或使用 typedef 后的简写：

Person *ptr;

2. 给结构体指针分配内存

ptr = (Person*)malloc(sizeof(Person));

注意：使用完后记得释放内存：

free(ptr);

3. 访问结构体成员（两种方式）

点运算符（.）：用于普通结构体变量
箭头运算符（->）：用于结构体指针

Person p;
p.age = 20;Person* ptr = &p;
ptr->age = 25;  // 等价于 (*ptr).age = 25;

三、指针与结构体在链表中的典型应用

链表是最经典的结构体与指针结合使用的例子。

1. 定义链表结构体

typedef struct Node {int data;struct Node* next;  // 指向下一个节点
} Node, *LinkList;

Node 表示链表节点；
LinkList 是指向 Node 的指针，常用于表示链表头指针。

2. 创建链表节点

Node* createNode(int value) {Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));if (!newNode) {printf("内存分配失败\n");exit(1);}newNode->data = value;newNode->next = NULL;return newNode;
}

3. 尾插法创建链表

LinkList createList() {int value;LinkList head = NULL, tail = NULL;printf("请输入整数序列（输入9999结束）：\n");while (1) {scanf("%d", &value);if (value == 9999) break;Node* newNode = createNode(value);if (head == NULL) {head = tail = newNode;} else {tail->next = newNode;tail = newNode;}}return head;
}

4. 打印链表

void printList(LinkList head) {Node* current = head;while (current != NULL) {printf("%d -> ", current->data);current = current->next;}printf("NULL\n");
}

5. 主函数调用

int main() {LinkList list = createList();printList(list);// 释放内存（可选）Node* current = list;while (current != NULL) {Node* temp = current;current = current->next;free(temp);}return 0;
}

四、你可能遇到的问题与解答

❓1. `typedef struct Node { ... } Node, *LinkList;` 是什么意思？

Node 是结构体类型别名，等价于 struct Node；
LinkList 是指向 Node 的指针别名，等价于 Node*；
常用于链表定义，简化写法。

✅ 示例：

LinkList head;  // 等价于 Node* head;

❓2. 为什么用指针访问结构体成员要用 `->` 而不是 `.`？

. 用于普通结构体变量；
-> 是 (*ptr). 的简写方式，用于结构体指针。

✅ 示例：

Node node;
node.data = 10;  // 正确Node* ptr = &node;
ptr->data = 20;  // 正确
(*ptr).data = 30;  // 也正确，但写法麻烦

❓3. `malloc` 是做什么的？为什么结构体要动态分配？

malloc 是在堆上分配内存；
结构体变量如果在函数中定义，函数结束后就会被释放；
使用 malloc 可以在函数外部继续访问结构体内容。

✅ 示例：

Node* createNode(int value) {Node* node = (Node*)malloc(sizeof(Node));node->data = value;node->next = NULL;return node;
}

❓4. 为什么要用 `typedef`？

简化结构体声明；
避免每次都写 struct Node；
提高代码可读性和可维护性。

✅ 不使用 typedef：

struct Node {int data;struct Node* next;
};
struct Node* head;

✅ 使用 typedef：

typedef struct Node {int data;struct Node* next;
} Node;Node* head;

❓5. `Node* head = NULL;` 和 `LinkList head = NULL;` 是一样的吗？

✅ 是的，它们是等价的。

Node* head 和 LinkList head 都是结构体指针；
LinkList 是 Node* 的别名。

五、完整示例代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>// 定义链表结构体
typedef struct Node {int data;struct Node* next;
} Node, *LinkList;// 创建节点
Node* createNode(int value) {Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node));newNode->data = value;newNode->next = NULL;return newNode;
}// 创建链表（尾插法）
LinkList createList() {int value;LinkList head = NULL, tail = NULL;printf("请输入整数序列（输入9999结束）：\n");while (1) {scanf("%d", &value);if (value == 9999) break;Node* newNode = createNode(value);if (head == NULL) {head = tail = newNode;} else {tail->next = newNode;tail = newNode;}}return head;
}// 打印链表
void printList(LinkList head) {Node* current = head;while (current != NULL) {printf("%d -> ", current->data);current = current->next;}printf("NULL\n");
}// 主函数
int main() {LinkList list = createList();printList(list);// 释放内存Node* current = list;while (current != NULL) {Node* temp = current;current = current->next;free(temp);}return 0;
}

六、总结

概念	说明
`struct`	定义结构体类型，封装多个不同类型的变量
`typedef`	给结构体类型取别名，简化代码
`->`	用指针访问结构体成员时使用
`malloc`	动态分配内存，用于创建结构体节点
`Node*` / `LinkList`	都是结构体指针，用于链表操作