C 语言中结构体与共用体

结构体（struct）

结构体是一种用户自定义的数据类型，它可以将不同类型的数据组合在一起形成一个新的数据类型，方便程序的编写和管理。

定义结构体

在 C 语言中，定义结构体需要使用 struct 关键字，格式如下：

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cCopy codestruct 结构体名称 {
    数据类型1 成员名称1;
    数据类型2 成员名称2;
    ...
};

其中，结构体名称 是结构体的名称，成员名称 是结构体中每个数据成员的名称，可以根据需要自定义。例如，定义一个表示学生信息的结构体：

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cCopy codestruct student {
    int id;
    char name[20];
    int age;
};

上面的代码定义了一个名为 student 的结构体，其中包含三个成员：id（学号，整型）、name（姓名，字符型数组）和 age（年龄，整型）。

访问结构体成员

结构体成员可以使用 . 运算符访问，格式如下：

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cCopy code
结构体变量.成员名称

例如，访问上面定义的 student 结构体的成员：

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cCopy codestruct student s;
s.id = 1001;
strcpy(s.name, "Tom");
s.age = 20;
printf("id=%d, name=%s, age=%d\n", s.id, s.name, s.age);

上面的代码创建了一个名为 s 的 student 结构体变量，并分别给其成员赋值。然后，使用 printf 函数输出结构体成员的值。

结构体数组

结构体数组是指由多个相同类型的结构体变量组成的数组，可以通过数组下标访问每个结构体变量，格式如下：

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cCopy code
struct 结构体名称 数组名称[数组长度];

例如，定义一个包含三个学生信息的结构体数组：

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cCopy code
struct student stu[3];

结构体指针

结构体指针是指向结构体变量的指针，可以使用 -> 运算符访问结构体成员，格式如下：

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cCopy codestruct 结构体名称 *指针变量名;
指针变量名->成员名称;

例如，定义一个指向 student 结构体变量的指针：

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cCopy codestruct student *p;
p = &s;
printf("id=%d, name=%s, age=%d\n", p->id, p->name, p->age);

上面的代码创建了一个指向 s 结构体变量的指针 p，然后使用 -> 运算符访问结构体成员。

共用体（union）

共用体是一种特殊的数据类型，它可以将不同类型的数据存储在同一块内存空间中，使用 union 关键字定义共用体，格式如下：

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cCopy codeunion 共用体名称 {
    数据类型1 成员名称1;
    数据类型2 成员名称2;
    ...
};

其中，共用体名称 是共用体的名称，成员名称 是共用体中每个数据成员的名称，可以根据需要自定义。例如，定义一个包含整型和字符型数组的共用体：

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cCopy codeunion data {
    int num;
    char str[20];
};

上面的代码定义了一个名为 data 的共用体，其中包含两个成员：num（整型）和 str（字符型数组）。

访问共用体成员

共用体成员可以使用 .运算符或者 -> 运算符访问，格式和结构体一样。

需要注意的是，共用体成员在内存中占用的空间是相同的，共用体的大小取决于占用空间最大的成员。

共用体与结构体的区别

共用体与结构体都是用户自定义的数据类型，但它们之间有几个重要的区别：

  1. 结构体中的每个成员都占用不同的内存空间，不同成员之间互不影响；而共用体中的成员占用同一块内存空间，不同成员之间共享内存空间。
  2. 结构体的大小取决于所有成员的大小之和，而共用体的大小取决于占用空间最大的成员的大小。
  3. 结构体和共用体在定义时使用的关键字不同，分别是 struct 和 union。

使用示例

下面是一个简单的使用共用体的示例：

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cCopy code#include <stdio.h>
#include <string.h>

union data {
    int num;
    char str[20];
};

int main() {
    union data d;
    d.num = 10;
    printf("d.num=%d, d.str=%s\n", d.num, d.str);
    strcpy(d.str, "hello");
    printf("d.num=%d, d.str=%s\n", d.num, d.str);
    return 0;
}

上面的代码定义了一个名为 data 的共用体，其中包含两个成员：num（整型）和 str（字符型数组）。然后，创建一个名为 d 的 data 共用体变量，并分别给其成员赋值。最后，使用 printf 函数输出共用体成员的值。

注意到共用体成员占用的是同一块内存空间，所以在修改一个成员的值后，另一个成员的值也会相应地发生改变。上面的示例中，先将 d.num 成员赋值为 10，然后使用 strcpy 函数将字符串 "hello" 赋值给 d.str 成员，最后输出 d.num 和 d.str 成员的值，发现 d.num 的值也发生了改变，因为它们占用的是同一块内存空间。

总结

本篇学习笔记介绍了 C 语言中结构体和共用体的定义和使用方法。结构体可以包含多个数据成员，不同成员之间占用不同的内存空间，通过 . 或 -> 运算符访问；共用体中的数据成员占用同一块内存空间，通过 . 或 -> 运算符访问，大小取决于占用空间最大的成员。两者定义时使用的关键字分别为 struct 和 union。需要注意的是，共用体的成员共享内存空间，修改一个成员的值会影响其他成员的值。