C语言：结构体

结构体

假设我们要记录一个学生的信息：
- 姓名（字符串）
- 学号（整数）
- 成绩（浮点数）
- 性别（字符）

如果用普通变量来存，我们需要这样写：
```c
int sno[30];
char name[30][20];
float score[30];
char sex[30];
```

这样写很麻烦，而且数据之间没有关联性。结构体就是为了解决这个问题而生的！

## 什么是结构体？

结构体就像是一个"盒子"，可以把不同类型的数据打包在一起。我们可以自己定义这个盒子里装什么。

定义结构体

```c
struct student {
int sno;        // 学号
char name[20];  // 姓名
float score;    // 成绩
char sex;       // 性别
};  // 注意这里要有分号
```

这样就定义了一个叫`student`的结构体类型，它包含4个成员。

使用结构体

定义好结构体类型后，就可以像使用int、float那样使用它了：

```c
// 定义结构体变量
struct student stu1;  // 定义一个学生变量
struct student class[30];  // 定义一个学生数组
struct student *p;    // 定义一个指向学生的指针
```

访问结构体成员

使用点号`.`来访问结构体成员：

```c
stu1.sno = 1001;
strcpy(stu1.name, "张三");
stu1.score = 89.5;
stu1.sex = 'M';
```

结构体初始化

可以像数组一样初始化：

```c
struct student stu2 = {1002, "李四", 92.0, 'F'};
```

 结构体赋值

同类型的结构体可以直接赋值：

```c
struct student stu3 = stu2;  // 把stu2的值赋给stu3
```

 结构体与函数

结构体可以作为函数参数和返回值：

```c
// 打印学生信息
void printStudent(struct student s) {
printf("学号:%d 姓名:%s 成绩:%.1f 性别:%c\n", 
s.sno, s.name, s.score, s.sex);
}

// 输入学生信息
void inputStudent(struct student *p) {
scanf("%d %s %f %c", &p->sno, p->name, &p->score, &p->sex);
}
```

注意：使用指针传递效率更高（`->`是指向成员的运算符）。

结构体大小

结构体的大小不是简单地把所有成员大小相加，因为存在"内存对齐"的问题。计算大小时要考虑：
1. 每个成员放在它的"自然边界"上
2. 整个结构体大小要是最大成员大小的整数倍

例如：
```c
struct demo1 {
char a;  // 1字节
char b;  // 1字节
int c;   // 4字节
};  // 总共8字节

struct demo2 {
char a;  // 1字节
int b;   // 4字节
char c;  // 1字节
};  // 总共12字节（因为有对齐填充）
```

共用体（union）

共用体让多个变量共享同一块内存，可以节省空间：

```c
union demo {
char a;
short b;
int c;
};  // 大小是4字节（最大的成员大小）
```

共用体常用于：
1. 节省内存空间
2. 检测电脑是大端还是小端存储

枚举（enum）

枚举用来定义一组有限的常量：

```c
enum Weekday {
MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
};

enum Weekday today = WED;
```

枚举让代码更易读，编译器也会做更好的检查。

实际应用

结构体非常适合用来描述复杂对象，比如：
- 学生管理系统
- 网络协议
- 游戏中的角色属性
- 图形界面中的控件

练习建议

1. 定义一个学生结构体，输入3个学生信息并计算平均分
2. 写一个函数找出成绩最高的学生
3. 使用qsort对结构体数组排序
4. 尝试用共用体检测你的电脑是大端还是小端存储

结构体是C语言中非常重要的概念，掌握了它，你就能更好地组织和管理复杂数据了！