结构体数组

介绍定义结构体定义结构体数组初始化结构体数组访问和修改结构体数组的元素遍历结构体数组

示例高级用法动态分配结构体数组使用 `malloc` 动态分配使用 `calloc` 动态分配

结构体数组作为函数参数结构体数组与指针多维结构体数组使用 `typedef` 简化结构体定义结构体数组的常见应用场景结构体数组的排序结构体数组与文件操作写入结构体数组到文件从文件读取结构体数组

使用嵌套结构体

介绍

在C语言中，结构体数组是指一个由结构体类型的元素组成的数组。这种数组允许我们存储多个结构体实例，并可以通过索引来访问每个结构体。

定义结构体

首先，我们需要定义一个结构体类型。例如，定义一个代表学生信息的结构体：

<code>#include <stdio.h>

struct Student { -- -->

char name[50];

int age;

float gpa;

};

定义结构体数组

接下来，我们可以定义一个结构体数组。例如，定义一个包含100个学生的数组：

struct Student students[100];

初始化结构体数组

我们可以在定义时初始化结构体数组：

struct Student students[3] = {

{ "Alice", 20, 3.5},

{ "Bob", 21, 3.7},

{ "Charlie", 19, 3.8}

};

或者在程序运行时逐个初始化：

strcpy(students[0].name, "Alice");

students[0].age = 20;

students[0].gpa = 3.5;

strcpy(students[1].name, "Bob");

students[1].age = 21;

students[1].gpa = 3.7;

strcpy(students[2].name, "Charlie");

students[2].age = 19;

students[2].gpa = 3.8;

注意：strcpy 函数用于将字符串复制到结构体成员中。

访问和修改结构体数组的元素

我们可以通过数组索引来访问和修改结构体数组的元素：

printf("Name: %s, Age: %d, GPA: %.2f\n", students[0].name, students[0].age, students[0].gpa);

students[1].age = 22; // 修改Bob的年龄

printf("Name: %s, Age: %d, GPA: %.2f\n", students[1].name, students[1].age, students[1].gpa);

遍历结构体数组

可以使用循环来遍历结构体数组：

for (int i = 0; i < 3; i++) {

printf("Name: %s, Age: %d, GPA: %.2f\n", students[i].name, students[i].age, students[i].gpa);

}

示例

下面是一个完整的示例程序，它定义了一个结构体数组，初始化并输出其中的元素：

#include <stdio.h>

#include <string.h>

struct Student {

char name[50];

int age;

float gpa;

};

int main() {

struct Student students[3];

// 初始化

strcpy(students[0].name, "Alice");

students[0].age = 20;

students[0].gpa = 3.5;

strcpy(students[1].name, "Bob");

students[1].age = 21;

students[1].gpa = 3.7;

strcpy(students[2].name, "Charlie");

students[2].age = 19;

students[2].gpa = 3.8;

// 输出

for (int i = 0; i < 3; i++) {

printf("Name: %s, Age: %d, GPA: %.2f\n", students[i].name, students[i].age, students[i].gpa);

}

return 0;

}

输出结果：

高级用法

动态分配结构体数组

在某些情况下，数组的大小可能在编译时未知。这时可以使用动态内存分配来创建结构体数组。

使用 <code>malloc 动态分配

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

struct Student { -- -->

char name[50];

int age;

float gpa;

};

int main() {

int n;

printf("Enter the number of students: ");

scanf("%d", &n);

// 动态分配内存

struct Student *students = (struct Student*)malloc(n * sizeof(struct Student));

if (students == NULL) {

printf("Memory allocation failed\n");

return 1;

}

// 初始化

for (int i = 0; i < n; i++) {

printf("Enter name, age, and GPA for student %d:\n", i + 1);

scanf("%s %d %f", students[i].name, &students[i].age, &students[i].gpa);

}

// 输出

for (int i = 0; i < n; i++) {

printf("Name: %s, Age: %d, GPA: %.2f\n", students[i].name, students[i].age, students[i].gpa);

}

// 释放内存

free(students);

return 0;

}

使用 calloc 动态分配

calloc 函数可以分配并初始化为零的内存块：

struct Student *students = (struct Student*)calloc(n, sizeof(struct Student));

if (students == NULL) {

printf("Memory allocation failed\n");

return 1;

}

结构体数组作为函数参数

我们可以将结构体数组传递给函数来处理。例如：

void printStudents(struct Student *students, int n) {

for (int i = 0; i < n; i++) {

printf("Name: %s, Age: %d, GPA: %.2f\n", students[i].name, students[i].age, students[i].gpa);

}

}

int main() {

struct Student students[3] = {

{ "Alice", 20, 3.5},

{ "Bob", 21, 3.7},

{ "Charlie", 19, 3.8}

};

printStudents(students, 3);

return 0;

}

在这个例子中，printStudents 函数接受一个指向结构体数组的指针和数组大小。

结构体数组与指针

在C语言中，数组名可以作为指向数组第一个元素的指针使用。这在处理结构体数组时也适用：

struct Student *ptr = students;

printf("Name: %s, Age: %d, GPA: %.2f\n", ptr->name, ptr->age, ptr->gpa);

这里 ptr 是一个指向 students 数组第一个元素的指针，使用 -> 操作符访问其成员。

多维结构体数组

我们还可以定义多维结构体数组。例如，假设我们有一个3x2的学生数组：

struct Student students[3][2] = {

{ { "Alice", 20, 3.5}, { "Bob", 21, 3.7}},

{ { "Charlie", 19, 3.8}, { "David", 22, 3.9}},

{ { "Eve", 20, 4.0}, { "Frank", 23, 3.6}}

};

访问和初始化多维结构体数组的方式类似于普通的多维数组。例如：

printf("Name: %s, Age: %d, GPA: %.2f\n", students[1][0].name, students[1][0].age, students[1][0].gpa);

使用 typedef 简化结构体定义

为了使代码更简洁，可以使用 typedef 定义结构体类型：

typedef struct {

char name[50];

int age;

float gpa;

} Student;

Student students[3];

这样定义和使用结构体数组会更加简洁：

Student students[3] = {

{ "Alice", 20, 3.5},

{ "Bob", 21, 3.7},

{ "Charlie", 19, 3.8}

};

结构体数组的常见应用场景

结构体数组在各种场景中都非常有用，包括但不限于以下几种：

数据库记录：存储数据库查询结果。图形处理：存储图像的像素信息。游戏开发：存储游戏对象，如玩家、敌人、道具等。文件处理：存储从文件读取的数据，如日志记录。

结构体数组的排序

可以使用标准库函数 qsort 对结构体数组进行排序。需要定义比较函数来确定排序规则。例如，按GPA对学生数组排序：

#include <stdlib.h>

// 比较函数

int compareByGPA(const void *a, const void *b) {

struct Student *studentA = (struct Student *)a;

struct Student *studentB = (struct Student *)b;

if (studentA->gpa < studentB->gpa) return -1;

if (studentA->gpa > studentB->gpa) return 1;

return 0;

}

int main() {

struct Student students[3] = {

{ "Alice", 20, 3.5},

{ "Bob", 21, 3.7},

{ "Charlie", 19, 3.8}

};

// 排序

qsort(students, 3, sizeof(struct Student), compareByGPA);

// 输出排序结果

for (int i = 0; i < 3; i++) {

printf("Name: %s, Age: %d, GPA: %.2f\n", students[i].name, students[i].age, students[i].gpa);

}

return 0;

}

结构体数组与文件操作

结构体数组经常用于文件操作，例如将数据保存到文件或从文件读取数据。

写入结构体数组到文件

#include <stdio.h>

int main() {

struct Student students[3] = {

{ "Alice", 20, 3.5},

{ "Bob", 21, 3.7},

{ "Charlie", 19, 3.8}

};

FILE *file = fopen("students.dat", "wb");

if (file == NULL) {

printf("Unable to open file\n");

return 1;

}

fwrite(students, sizeof(struct Student), 3, file);

fclose(file);

return 0;

}

从文件读取结构体数组

#include <stdio.h>

int main() {

struct Student students[3];

FILE *file = fopen("students.dat", "rb");

if (file == NULL) {

printf("Unable to open file\n");

return 1;

}

fread(students, sizeof(struct Student), 3, file);

fclose(file);

// 输出读取的数据

for (int i = 0; i < 3; i++) {

printf("Name: %s, Age: %d, GPA: %.2f\n", students[i].name, students[i].age, students[i].gpa);

}

return 0;

}

使用嵌套结构体

在一些复杂的场景中，结构体内部可能包含另一个结构体。例如，一个学生结构体中包含地址信息：

struct Address {

char street[100];

char city[50];

char state[50];

int zip;

};

struct Student {

char name[50];

int age;

float gpa;

struct Address address;

};

int main() {

struct Student students[3] = {

{ "Alice", 20, 3.5, { "123 Maple St", "Springfield", "IL", 62701}},

{ "Bob", 21, 3.7, { "456 Oak St", "Columbus", "OH", 43215}},

{ "Charlie", 19, 3.8, { "789 Pine St", "Austin", "TX", 73301}}

};

for (int i = 0; i < 3; i++) {

printf("Name: %s, Age: %d, GPA: %.2f\n", students[i].name, students[i].age, students[i].gpa);

printf("Address: %s, %s, %s, %d\n", students[i].address.street, students[i].address.city, students[i].address.state, students[i].address.zip);

}

return 0;

}