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  • 结构体基层知识

    如果用这个类型名来定义变量,可以这样写:
    struct complex_struct {
    double x, y;
    } z1, z2;
    这样z1和z2就是两个变量名,变量定义后面带个;号是我们早就习惯的。但即使像上面那样只定
    义了complex_struct这个Tag而不定义变量,后面的;号也不能少。这点一定要注意,结构体定
    义后面少;号是初学者很常犯的错误。不管是用上面两种形式的哪一种形式定义
    了complex_struct这个Tag,以后都可以直接用struct complex_struct来代替类型名了。例如
    可以这样定义另外两个复数变量:
    struct complex_struct z3, z4;
    如果在定义结构体类型的同时定义了变量,也可以不必写Tag,例如:
    struct {
    double x, y;
    } z1, z2;
    但这样就没有办法再次引用这个结构体类型了,因为它没有名字。每个复数变量都有两个成员
    (Member)x和y,可以用.运算符(.号,Period)来访问,这两个成员的存储空间是相邻
    的[12],合在一起组成复数变量的存储空间。看下面的例子:
    例 7.1. 定义和访问结构体
    #include <stdio.h>
    int main(void)
    {
    struct complex_struct { double x, y; } z;
    double x = 3.0;
    z.x = x;
    z.y = 4.0;
    if (z.y < 0)
    printf("z=%f%fi\n", z.x, z.y);
    else
    printf("z=%f+%fi\n", z.x, z.y);
    return 0;
    }
    注意上例中变量x和变量z的成员x的名字并不冲突,因为变量z的成员x总是用.运算符来访问的,
    编译器可以区分开哪个x是变量x,哪个x是变量z的成员x,它们属于不同的命名空间(Name
    Space)。Tag也可以定义在函数外面,就像全局变量一样,这样定义的Tag在其定义之后的各
    函数中都可以使用。例如:
    struct complex_struct { double x, y; };
    int main(void)
    {
    struct complex_struct z;
    ......
    结构体变量也可以在定义时初始化,例如:
    struct complex_struct z = { 3.0, 4.0 };
    Initializer中的数据依次赋给结构体的成员。如果Initializer中的数据比结构体的成员多,编译器
    会报错,但如果只是末尾多个逗号不算错。如果Initializer中的数据比结构体的成员少,未指定
    的成员将用0来初始化,就像未初始化的全局变量一样。例如以下几种形式的初始化都是合法
    的:
    double x = 3.0;
    struct complex_struct z1 = { x, 4.0, }; /* z1.x=3.0, z1.y=4.0 */
    struct complex_struct z2 = { 3.0, }; /* z2.x=3.0, z2.y=0.0 */
    struct complex_struct z3 = { }; /* z3.x=0.0, z3.y=0.0 */
    其中,z1必须是函数的局部变量才能用变量x来初始化,如果是全局变量就只能用常量表达式来
    初始化。尽管结构体的初始化可以用这种语法,结构体赋值却不行,例如这样是错误的:
    struct complex_struct z1;
    z1 = { 3.0, 4.0 };
    以前使用基本数据类型时,能用来初始化的表达式就能用来赋值,在这一点上结构体的语法规
    则有点不同[13]。结构体类型的值用在表达式中有很多限制,不像基本数据类型那么自由,比
    如+-*/等算术运算符和&&、||、!等逻辑运算符都不能作用于结构体类型,if、while的控制表达
    式的值也不能是结构体类型。严格来说,可以做算术运算的类型称为算术类型(Arithmetic
    Type),算术类型包括整型和浮点型。可以做逻辑与、或、非运算的操作数或
    者if、for、while的控制表达式的类型称为标量类型(Scalar Type),标量类型包括算术类型
    和以后要讲的指针类型。
    结构体类型之间用赋值运算符是允许的,用一个结构体初始化另一个结构体也是允许的,例
    如:
    struct complex_struct z1 = { 3.0, 4.0 };
    struct complex_struct z2 = z1;
    z1 = z2;
    同样地,z2必须是局部变量才能用变量z1来初始化。既然可以这样用,那么结构体可以当作函
    数的参数和返回值来传递就在意料之中了:
    struct complex_struct add_complex(struct complex_struct z1, struct
    complex_struct z2)
    {
    z1.x = z1.x + z2.x;
    z1.y = z1.y + z2.y;
    return z1;
    }
    这个函数实现了两个复数相加,如果在main函数中这样调用:
    struct complex_struct z = { 3.0, 4.0 };
    z = add_complex(z, z);
    那么调用传参的过程如下图所示:
    图 7.2. 结构体传参
    变量z在main函数的栈帧中,参数z1和z2在add_complex函数的栈帧中,z的值分别赋给z1和z2。
    在这个函数里,z2的实部和虚部被累加到z1中,然后return z1;,可以看成是:
    1. 把z1拷到一个临时变量里。
    2. 函数返回并释放栈帧。
    3. 把临时变量的值拷给变量z,释放临时变量。

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