17. 結構體 · 音視頻開發工程師

#### 17. 結構體 C 數組允許定義可存儲相同類型數據項的變量，**結構**是 C 編程中另一種用戶自定義的可用的數據類型，它允許您存儲不同類型的數據項。結構用于表示一條記錄，假設您想要跟蹤圖書館中書本的動態，您可能需要跟蹤每本書的下列屬性： * Title * Author * Subject * Book ID **定義結構** 為了定義結構，您必須使用 **struct** 語句。struct 語句定義了一個包含多個成員的新的數據類型，struct 語句的格式如下： ~~~ struct name{ member-list; member-list; ... }name_tag, ~~~ *name* 是結構的標簽。 *member-list* 是標準的變量定義，比如 int i;或者 float f,或者其它有效的變量定義。 *name_tag* 結構變量，定義在結構的末尾，最后一個分號之前，你可以指定一個或多個結構變量，下面是聲明 Book 的結構方式： ~~~ struct Books{ char title[50]; char author[50]; char subject[100]; int book_id; } book; ~~~ 注意：在定義結構體的時候**name、member-list、name\_tag** 這 3 部分至少要出現 2 個。 **結構體變量的初始化** 和其它類型變量一樣，在初始化的時候可以指定初始值。 ~~~ //定義一個 Books 結構，類似于 Java 中的數據 bean struct Books { char title[50]; char author[50]; char subject[100]; int book_id; double rmb; } book = {"Java", "Android", "C 語言", 666, 55.5}; void main(){ //打印 Books printf("title : %s\nauthor: %s\nsubject: %s\nbook_id: %d\nrmb: %f\n", book.title, book.author, book.subject, book.book_id, book.rmb); } ~~~ 輸出: ~~~ title : Java author: Android subject: C 語言 book_id: 666 rmb: 55.500000 ~~~ **訪問結構成員** ~~~ struct Books2 { char title[50]; char author[50]; char subject[100]; int book_id; }; void main(){ //訪問 Books2 結構成員 struct Books2 Books2A;//聲明 Books2A 類型為 Books2 struct Books2 Books2B;//聲明 Books2B 類型為 Books2 //Books2A 詳述 strcpy(Books2A.title, "C Plus"); strcpy(Books2A.author, "Nuha Ali"); strcpy(Books2A.subject, "C"); Books2A.book_id = 666888; //Books2B 詳述 strcpy(Books2B.title, "C++ Plus"); strcpy(Books2B.author, "DevYK"); strcpy(Books2B.subject, "C++"); Books2B.book_id = 666999; // 輸出 Book1 信息 printf("Book 1 title : %s\n", Books2A.title); printf("Book 1 author : %s\n", Books2A.author); printf("Book 1 subject : %s\n", Books2A.subject); printf("Book 1 book_id : %d\n", Books2A.book_id); // 輸出 Book2 信息 printf("Book 2 title : %s\n", Books2B.title); printf("Book 2 author : %s\n", Books2B.author); printf("Book 2 subject : %s\n", Books2B.subject); printf("Book 2 book_id : %d\n", Books2B.book_id); } ~~~ 輸出: ~~~ Book 1 title : C Plus Book 1 author : Nuha Ali Book 1 subject : C Book 1 book_id : 666888 Book 2 title : C++ Plus Book 2 author : DevYK Book 2 subject : C++ Book 2 book_id : 666999 ~~~ **結構作為函數參數** ~~~ //函數聲明 void printBook(struct Books2 books2); void main(){ //訪問 Books2 結構成員 struct Books2 Books2A;//聲明 Books2A 類型為 Books2 struct Books2 Books2B;//聲明 Books2B 類型為 Books2 //Books2A 詳述，將 CPlus copy 到 title 中 strcpy(Books2A.title, "C Plus"); strcpy(Books2A.author, "Nuha Ali"); strcpy(Books2A.subject, "C"); Books2A.book_id = 666888; //Books2B 詳述 strcpy(Books2B.title, "C++ Plus"); strcpy(Books2B.author, "DevYK"); strcpy(Books2B.subject, "C++"); Books2B.book_id = 666999; // 輸出 Book1 信息 printf("Book 1 title : %s\n", Books2A.title); printf("Book 1 author : %s\n", Books2A.author); printf("Book 1 subject : %s\n", Books2A.subject); printf("Book 1 book_id : %d\n", Books2A.book_id); // 輸出 Book2 信息 printf("Book 2 title : %s\n", Books2B.title); printf("Book 2 author : %s\n", Books2B.author); printf("Book 2 subject : %s\n", Books2B.subject); printf("Book 2 book_id : %d\n", Books2B.book_id); printf("\n\n\n"); //結構作為函數參數 printBook(Books2A); printBook(Books2B); } void printBook(struct Books2 book) { printf("Book title : %s\n", book.title); printf("Book author : %s\n", book.author); printf("Book subject : %s\n", book.subject); printf("Book book_id : %d\n", book.book_id); } ~~~ 輸出: ~~~ Book 1 title : C Plus Book 1 author : Nuha Ali Book 1 subject : C Book 1 book_id : 666888 Book 2 title : C++ Plus Book 2 author : DevYK Book 2 subject : C++ Book 2 book_id : 666999 Book title : C Plus Book author : Nuha Ali Book subject : C Book book_id : 666888 Book title : C++ Plus Book author : DevYK Book subject : C++ Book book_id : 666999 ~~~ **指向結構的指針** 您可以定義指向結構的指針，方式與定義指向其他類型變量的指針相似，如下所示： ~~~ struct Books *struct_pointer; ~~~ 現在，您可以在上述定義的指針變量中存儲結構變量的地址。為了查找結構變量的地址，請把 & 運算符放在結構名稱的前面，如下所示： ~~~ struct_pointer = &Book1; ~~~ 為了使用指向該結構的指針訪問結構的成員，您必須使用 -> 運算符，如下所示： ~~~ struct_pointer->title; ~~~ 例子: ~~~ //定義指向結構的指針 void printBookZZ(struct Books2 *books2); void main(){ //訪問 Books2 結構成員 struct Books2 Books2A;//聲明 Books2A 類型為 Books2 struct Books2 Books2B;//聲明 Books2B 類型為 Books2 //Books2A 詳述，將 CPlus copy 到 title 中 strcpy(Books2A.title, "C Plus"); strcpy(Books2A.author, "Nuha Ali"); strcpy(Books2A.subject, "C"); Books2A.book_id = 666888; //Books2B 詳述 strcpy(Books2B.title, "C++ Plus"); strcpy(Books2B.author, "DevYK"); strcpy(Books2B.subject, "C++"); Books2B.book_id = 666999; //通過內存地址傳遞信息，為了查找結構變量的地址，請把 & 運算符放在結構名稱的前面 printBookZZ(&Books2A); printBookZZ(&Books2B); } /** * 為了使用指向該結構的指針訪問結構的成員，您必須使用 -> 運算符，如下所示： * @param book */ void printBookZZ(struct Books2 *book) { printf("Book -> title : %s\n", book->title); printf("Book -> author : %s\n", book->author); printf("Book -> subject : %s\n", book->subject); printf("Book -> book_id : %d\n", book->book_id); } ~~~ **位域** 有些信息在存儲時，并不需要占用一個完整的字節，而只需占幾個或一個二進制位。例如在存放一個開關量時，只有 0 和 1 兩種狀態，用 1 位二進位即可。為了節省存儲空間，并使處理簡便，C 語言又提供了一種數據結構，稱為"位域"或"位段"。所謂"位域"是把一個字節中的二進位劃分為幾個不同的區域，并說明每個區域的位數。每個域有一個域名，允許在程序中按域名進行操作。這樣就可以把幾個不同的對象用一個字節的二進制位域來表示。典型的實例： * 用 1 位二進位存放一個開關量時，只有 0 和 1 兩種狀態。 * 讀取外部文件格式——可以讀取非標準的文件格式。 `位域ed 定義:` ~~~ struct 位域結構名稱{ 位域列表 }; ~~~ 位域列表的形式為: ~~~ 類型說明符位域名：位域長度 ~~~ 例如: ~~~ struct bean { int a:8; int b:4; int c:4; }data; ~~~ 說明 data 為 bean 變量，共占 2個字節。其中位域 a 占 8 位，位域 b 占 4 位，位域 c 占 4 位。注意: * 一個位域存儲在同一個字節中，如一個字節所剩空間不夠存放另一位域時，則會從下一單元起存放該位域。也可以有意使某位域從下一單元開始。例如： ~~~ struct bean{ unsigned a:4; unsigned :4;//空域 unsigned b:4;//從下一個單元開始存放 unsigned c:4; } ~~~ 在這個位域定義中共占用 2 個字節，a 占第一字節的 4 位，后 4 位填 0 表示不使用，b 從第二字節開始，占用 4 位，c 占用 4 位。 > * 由于位域不允許跨兩個字節，因此位域的長度不能大于一個字節的長度，也就是說不能超過8位二進位。如果最大長度大于計算機的整數字長，一些編譯器可能會允許域的內存重疊，另外一些編譯器可能會把大于一個域的部分存儲在下一個字中。 > * 位域可以是無名位域，這時它只用來作填充或調整位置。無名的位域是不能使用的。例如： > > ~~~ > struct k{ > int a:1; > int :2; /* 該 2 位不能使用 */ > int b:3; > int c:2; > }; > ~~~ > > 從以上分析可以看出，位域在本質上就是一種結構類型，不過其成員是按二進位分配的。 **位域的使用** 位域的使用和結構成員的使用相同，其一般形式為: > 位域變量名.位域名 > > 位域變量名->位域名位域允許用各種格式輸出。例子: ~~~ void main(){ //位域 struct bs { unsigned int a:1;//占位段a 1 位 unsigned b:6;//占位段b 3 位 unsigned c:7;//占位段c 4 位 } bit, *pbit; // 給位域賦值（應注意賦值不能超過該位域的允許范圍） bit.a = 1; //以二進制 1 表示 1 bit位 bit.b = 50;//以二進制 110010 表示 6 bit位 bit.c = 100;//以二進制 1100100 標志 7 bit位 printf("%d,%d,%d\n",bit.a,bit.b,bit.c); // 以整型量格式輸出三個域的內容 pbit=&bit; //把位域變量 bit 的地址送給指針變量 pbit pbit->a=0; //用指針方式給位域 a 重新賦值，賦為 0 pbit->b&=3; //使用了復合的位運算符 "&="，相當于：pbit->b=pbit->b&3，位域 b 中原有值為 50，與 3 作按位與運算的結果為 2（110010&011=010，十進制值為 2） pbit->c|=1; //使用了復合位運算符"|="，相當于：pbit->c=pbit->c|1，其結果為（1100100 | 0000001）= 1100101 = 101 printf("%d,%d,%d\n",pbit->a,pbit->b,pbit->c); //用指針方式輸出了這三個域的值 } ~~~ 輸出: ~~~ 1,50,100 0,2,101 ~~~