《結(jié)構(gòu)體共用體》課件

結(jié)構(gòu)體和共用體結(jié)構(gòu)體和共用體是C語言中兩種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它們允許程序員將多個不同類型的數(shù)據(jù)組合成一個整體。結(jié)構(gòu)體和共用體在內(nèi)存管理、數(shù)據(jù)組織和代碼優(yōu)化方面發(fā)揮著重要作用。目錄結(jié)構(gòu)體定義訪問變量初始化函數(shù)嵌套數(shù)組指針匿名結(jié)構(gòu)體共用體定義訪問變量初始化函數(shù)嵌套數(shù)組指針匿名共用體比較區(qū)別應(yīng)用場景其他注意事項課后練習(xí)總結(jié)什么是結(jié)構(gòu)體？結(jié)構(gòu)體(struct)是一種用戶自定義的數(shù)據(jù)類型，它允許將不同類型的數(shù)據(jù)組合在一起，形成一個有機(jī)的整體。結(jié)構(gòu)體可以看作是自定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲和管理相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。定義結(jié)構(gòu)體的語法1關(guān)鍵字struct用于定義結(jié)構(gòu)體類型2結(jié)構(gòu)體名自定義結(jié)構(gòu)體的名稱3成員變量結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的變量4分號定義結(jié)構(gòu)體類型的結(jié)束標(biāo)志例如，定義一個名為“Student”的結(jié)構(gòu)體，包含成員變量“name”、“age”和“score”，可以使用以下語法：structStudent{charname[20];intage;floatscore;};結(jié)構(gòu)體成員的訪問點運算符使用點運算符(.)訪問結(jié)構(gòu)體成員。例如，如果結(jié)構(gòu)體變量名為student，成員名為name，則可以使用訪問name成員。箭頭運算符使用箭頭運算符(->)訪問通過指針指向的結(jié)構(gòu)體成員。例如，如果結(jié)構(gòu)體指針名為pStudent，則可以使用pStudent->name訪問name成員。示例例如，以下代碼展示了如何使用點運算符和箭頭運算符訪問結(jié)構(gòu)體成員：structStudent{charname[50];intage;};intmain(){structStudentstudent={"張三",20};structStudent*pStudent=&student;printf("學(xué)生姓名：%s\n",);printf("學(xué)生年齡：%d\n",pStudent->age);return0;}結(jié)構(gòu)體變量的聲明1語法使用結(jié)構(gòu)體類型定義結(jié)構(gòu)體變量。例如，聲明一個名為"student"的結(jié)構(gòu)體變量，類型為"structStudent"。2示例structStudentstudent;3初始化在聲明結(jié)構(gòu)體變量的同時，可以使用大括號初始化其成員。例如，將"student"變量的name成員初始化為"張三"。結(jié)構(gòu)體變量的初始化1直接初始化在聲明結(jié)構(gòu)體變量時直接賦值。2逐成員初始化使用點運算符為每個成員賦值。3初始化列表使用花括號將成員的值列出來。結(jié)構(gòu)體變量的初始化方法有三種：直接初始化、逐成員初始化和初始化列表。直接初始化在聲明變量時直接賦值。逐成員初始化使用點運算符為每個成員賦值。初始化列表使用花括號將成員的值列出來。結(jié)構(gòu)體變量作為函數(shù)參數(shù)傳遞結(jié)構(gòu)體變量將結(jié)構(gòu)體變量作為參數(shù)傳遞給函數(shù)，函數(shù)可以通過結(jié)構(gòu)體變量的成員名訪問其成員。傳遞結(jié)構(gòu)體指針通過指針傳遞結(jié)構(gòu)體變量，可以節(jié)省內(nèi)存空間，提高代碼效率。修改結(jié)構(gòu)體成員在函數(shù)內(nèi)部，可以修改結(jié)構(gòu)體成員的值，這些修改會反映到原始結(jié)構(gòu)體變量中。結(jié)構(gòu)體變量作為函數(shù)返回值1函數(shù)定義聲明返回結(jié)構(gòu)體的函數(shù)2函數(shù)調(diào)用通過函數(shù)調(diào)用獲得結(jié)構(gòu)體3返回值函數(shù)返回結(jié)構(gòu)體變量結(jié)構(gòu)體變量作為函數(shù)返回值時，函數(shù)的返回值類型應(yīng)為結(jié)構(gòu)體類型。函數(shù)調(diào)用時，會將結(jié)構(gòu)體變量的內(nèi)容復(fù)制到函數(shù)調(diào)用處。結(jié)構(gòu)體的嵌套1定義嵌套結(jié)構(gòu)體可以在結(jié)構(gòu)體中定義另一個結(jié)構(gòu)體，形成嵌套結(jié)構(gòu)體。2訪問嵌套結(jié)構(gòu)體成員使用“.”運算符來訪問嵌套結(jié)構(gòu)體成員，例如：outer.inner.member。3應(yīng)用場景嵌套結(jié)構(gòu)體可以用來表示更復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如描述一個學(xué)生的個人信息，包括姓名、年齡、性別以及地址。結(jié)構(gòu)體數(shù)組1定義多個結(jié)構(gòu)體變量的集合。2語法struct結(jié)構(gòu)體名數(shù)組名[數(shù)組大小];3訪問通過數(shù)組索引訪問。4應(yīng)用存儲多個同類型的數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)體數(shù)組可以方便地存儲多個相同類型的結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^數(shù)組索引訪問數(shù)組中的每個結(jié)構(gòu)體變量。結(jié)構(gòu)體指針結(jié)構(gòu)體指針的定義結(jié)構(gòu)體指針指向結(jié)構(gòu)體變量的內(nèi)存地址。使用結(jié)構(gòu)體指針可以更有效地訪問和操作結(jié)構(gòu)體成員。例如，可以使用結(jié)構(gòu)體指針訪問結(jié)構(gòu)體成員，并修改結(jié)構(gòu)體變量的值。結(jié)構(gòu)體指針的使用我們可以使用結(jié)構(gòu)體指針指向結(jié)構(gòu)體變量，然后通過指針訪問結(jié)構(gòu)體成員，例如，使用結(jié)構(gòu)體指針訪問結(jié)構(gòu)體成員并進(jìn)行修改，使用結(jié)構(gòu)體指針傳遞結(jié)構(gòu)體變量作為函數(shù)參數(shù)。結(jié)構(gòu)體指針的優(yōu)勢結(jié)構(gòu)體指針提供了靈活的內(nèi)存訪問方式，能夠提高代碼效率和可讀性。同時，結(jié)構(gòu)體指針方便了結(jié)構(gòu)體變量在函數(shù)之間傳遞，并可以動態(tài)地創(chuàng)建和釋放結(jié)構(gòu)體內(nèi)存空間。匿名結(jié)構(gòu)體定義匿名結(jié)構(gòu)體是指沒有名字的結(jié)構(gòu)體，直接定義并使用。用途主要用于簡化代碼，避免重復(fù)定義結(jié)構(gòu)體名稱，提高代碼可讀性。實例將匿名結(jié)構(gòu)體作為函數(shù)參數(shù)或返回值，可以簡化代碼，提高效率。什么是共用體？11.內(nèi)存共享共用體成員共享同一個內(nèi)存空間，只允許一個成員在同一時間被使用。22.數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換共用體可以將不同數(shù)據(jù)類型的值存儲在同一個內(nèi)存位置，實現(xiàn)數(shù)據(jù)類型的靈活轉(zhuǎn)換。33.節(jié)省內(nèi)存空間共用體可以有效利用內(nèi)存空間，因為所有成員共享同一個內(nèi)存區(qū)域，從而減少內(nèi)存占用。定義共用體的語法1關(guān)鍵字union使用union關(guān)鍵字定義共用體。2類型聲明聲明共用體類型并指定成員變量類型。3成員變量定義成員變量，每個成員變量占用的內(nèi)存空間相同。共用體的語法類似于結(jié)構(gòu)體，區(qū)別在于關(guān)鍵字不同，共用體使用union關(guān)鍵字。共用體類型聲明后，需要定義成員變量類型，每個成員變量占據(jù)相同的內(nèi)存空間，因為它們共享同一塊內(nèi)存區(qū)域。共用體成員的訪問共用體變量中，所有成員共享相同的內(nèi)存空間。這意味著，在同一時間，只能訪問共用體的其中一個成員。1選擇成員使用成員名訪問2內(nèi)存訪問共用體成員共享同一內(nèi)存地址3最新值訪問最后賦值的成員共用體變量的聲明1語法共用體變量的聲明與結(jié)構(gòu)體變量類似，使用關(guān)鍵字union后跟共用體類型名，再跟變量名。2示例unionData{inti;floatf;charc;};unionDatadata;3內(nèi)存分配共用體變量只分配一個足夠大的內(nèi)存空間來容納所有成員中最大的成員。共用體變量的初始化直接初始化在聲明共用體變量時，可以同時對其進(jìn)行初始化。初始化值應(yīng)與共用體中第一個成員的類型一致。間接初始化可以使用賦值語句對共用體變量的成員進(jìn)行初始化。只有共用體變量中一個成員被初始化，其他成員的值將被覆蓋。結(jié)構(gòu)體成員初始化共用體變量的成員可以是結(jié)構(gòu)體類型。初始化結(jié)構(gòu)體成員時，需要遵循結(jié)構(gòu)體初始化的規(guī)則。共用體變量作為函數(shù)參數(shù)1傳遞共用體變量地址使用指針傳遞2函數(shù)內(nèi)部修改共用體值通過指針訪問成員3返回值為共用體類型函數(shù)返回共用體變量將共用體變量作為函數(shù)參數(shù)傳遞時，需要注意指針的使用。函數(shù)內(nèi)部可以通過指針訪問共用體成員，并修改共用體變量的值。此外，函數(shù)的返回值也可以是共用體類型，以便將共用體變量的值返回給調(diào)用函數(shù)。共用體變量作為函數(shù)返回值當(dāng)函數(shù)返回一個共用體變量時，實際上返回的是該共用體變量中當(dāng)前活動成員的值。1函數(shù)定義定義返回共用體類型的函數(shù)2函數(shù)調(diào)用調(diào)用函數(shù)，獲取返回值3返回值傳遞將活動成員的值作為返回值傳遞4接收返回值接收函數(shù)返回的共用體值例如，如果函數(shù)返回一個包含int和char類型的共用體，而當(dāng)前活動成員是int類型，那么返回值將是該int類型的數(shù)值。共用體的嵌套1定義可以在共用體中定義其他共用體類型，形成嵌套結(jié)構(gòu)。嵌套的共用體成員共享相同的內(nèi)存空間。2訪問成員使用點運算符“.”訪問嵌套共用體的成員。例如，共用體A中包含共用體B，訪問B的成員需要使用A.B.成員名。3應(yīng)用嵌套的共用體可以用于表示復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，例如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的節(jié)點。例如，一個節(jié)點可能包含一個數(shù)據(jù)部分和一個指向下一個節(jié)點的指針。共用體數(shù)組1定義聲明一個共用體類型的數(shù)組，每個元素都擁有共用體的所有成員。2內(nèi)存分配數(shù)組的所有元素共享同一內(nèi)存空間。3訪問通過數(shù)組下標(biāo)訪問每個元素的成員。4應(yīng)用存儲多種數(shù)據(jù)類型，節(jié)省內(nèi)存空間。例如，可以定義一個共用體數(shù)組來存儲不同類型的幾何圖形信息，例如圓形、矩形和三角形。由于這些幾何圖形的結(jié)構(gòu)不同，但它們都共享一些共同的屬性，例如位置和顏色，因此可以使用一個共用體來存儲它們。共用體指針1指針定義共用體指針指向共用體變量的內(nèi)存地址，可以像訪問普通指針一樣訪問共用體。2成員訪問通過指針訪問共用體成員時，需要先解引用指針，然后使用點運算符或箭頭運算符。3內(nèi)存管理共用體指針指向的內(nèi)存區(qū)域的大小取決于共用體中最大成員的大小，而不是所有成員大小之和。匿名共用體節(jié)省內(nèi)存匿名共用體可以節(jié)省內(nèi)存空間，因為多個成員共享同一個內(nèi)存地址。靈活使用匿名共用體可以根據(jù)需要使用不同的成員，提高代碼的靈活性。簡化代碼匿名共用體可以簡化代碼結(jié)構(gòu)，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。結(jié)構(gòu)體和共用體的區(qū)別11.內(nèi)存分配結(jié)構(gòu)體為每個成員分配獨立的內(nèi)存空間，而共用體所有成員共享同一個內(nèi)存空間。22.數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)體存儲多個不同類型的數(shù)據(jù)，而共用體存儲多個數(shù)據(jù)類型中的一個，每次只能使用一個成員。33.成員訪問結(jié)構(gòu)體成員可以通過結(jié)構(gòu)體名加成員名的方式訪問，共用體成員可以通過共用體名加成員名的方式訪問。44.使用場景結(jié)構(gòu)體用于存儲多個相關(guān)數(shù)據(jù)，共用體用于節(jié)省內(nèi)存空間或在同一內(nèi)存位置存放不同類型數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)體和共用體的應(yīng)用場景數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)體可以用于組織和管理不同類型的數(shù)據(jù)，例如存儲學(xué)生信息，商品信息等。游戲開發(fā)結(jié)構(gòu)體可以用于存儲游戲角色屬性，例如生命值、攻擊力等。網(wǎng)絡(luò)編程共用體可以用于處理不同類型的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，例如TCP、UDP數(shù)據(jù)包。圖形界面結(jié)構(gòu)體可以用于存儲窗口、按鈕等GUI元素的屬性和方法。注意事項類型匹配結(jié)構(gòu)體或共用體成員類型要與賦值語句中的變量類型匹配。內(nèi)存對齊結(jié)構(gòu)體和共用體成員在內(nèi)存中按照一定的規(guī)則對齊，以提高訪問效率。位域使用位域可以用來節(jié)省內(nèi)存空間，但使用時需要注意位域的大小和位置。指針使用使用結(jié)構(gòu)體或共用體指針時，需要確保指針指向的是有效的內(nèi)存地址。課后練習(xí)本節(jié)課的課后練習(xí)是為了鞏固結(jié)構(gòu)體和共用體的概念，并鼓勵你實踐。你將需要編寫代碼來解決具體的問題。你可以選擇編寫一個小型程序，或者完成一些簡單的代碼片段。例如，你可以嘗試編寫一個程序來管理學(xué)生信息，包括姓名、學(xué)號、成績等。你還可以編寫一個程序來模擬現(xiàn)實世界