C语言第七课：结构体与联合体
一、导入
学习了C语言中的数组和字符串，这些知识帮助我们处理了数据集合和文本信息。将学习C语言中的结构体和联合体，它们是用于组织复杂数据类型的重要工具。通过结构体和联合体，我们可以更高效地管理不同类型的数据，使程序更加模块化和易于维护。
二、结构体（Structures）
（一）结构体的定义
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概念
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结构体是一种用户自定义的数据类型，可以将不同类型的数据组合在一起。
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结构体中的每个数据项称为成员（或字段）。
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声明与定义
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声明：
struct 结构体名 { 数据类型 成员1; 数据类型 成员2; // 其他成员 }; -
定义：
struct 结构体名 变量名; -
示例：
struct Student { int id; char name[50]; float gpa; }; struct Student s1;
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（二）访问和修改结构体成员
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访问成员
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使用点运算符（
.）访问结构体的成员。 -
示例：
s1.id = 101; strcpy(s1.name, "Alice"); s1.gpa = 3.5;
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修改成员
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直接通过点运算符修改成员的值。
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示例：
s1.gpa = 3.7;
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（三）结构体数组
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定义结构体数组
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可以定义一个结构体数组来存储多个结构体变量。
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示例：
struct Student students[5];
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访问和修改结构体数组
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示例：
students[0].id = 101; strcpy(students[0].name, "Alice"); students[0].gpa = 3.5; students[1].id = 102; strcpy(students[1].name, "Bob"); students[1].gpa = 3.8;
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（四）结构体作为函数参数
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传递结构体
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可以将结构体作为参数传递给函数。
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示例：
void printStudent(struct Student s) { printf("ID: %d, Name: %s, GPA: %.2f\n", s.id, s.name, s.gpa); } int main() { struct Student s1 = {101, "Alice", 3.5}; printStudent(s1); return 0; }
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通过指针传递结构体
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通过指针传递结构体可以修改结构体的内容。
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示例：
void updateGPA(struct Student* s, float newGPA) { s->gpa = newGPA; } int main() { struct Student s1 = {101, "Alice", 3.5}; updateGPA(&s1, 3.7); printStudent(s1); return 0; }
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三、联合体（Unions）
（一）联合体的定义
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概念
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联合体是一种特殊的数据类型，允许不同的数据类型共享同一块内存。
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联合体的大小等于其最大成员的大小。
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声明与定义
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声明：
union 联合体名 { 数据类型 成员1; 数据类型 成员2; // 其他成员 }; -
定义：
union 联合体名 变量名; -
示例：
union Data { int i; float f; char str[20]; }; union Data d1;
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（二）访问和修改联合体成员
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访问成员
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使用点运算符（
.）访问联合体的成员。 -
示例：
d1.i = 100; printf("d1.i = %d\n", d1.i); d1.f = 3.14; printf("d1.f = %.2f\n", d1.f);
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注意
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联合体的成员共享同一块内存，因此修改一个成员会影响其他成员的值。
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示例：
d1.i = 100; printf("d1.i = %d\n", d1.i); // 输出：d1.i = 100 printf("d1.f = %.2f\n", d1.f); // 输出：d1.f = 0.00（因为内存被覆盖）
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（三）联合体的应用
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节省内存：联合体可以用于节省内存，特别是在嵌入式系统中。
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数据交换：联合体可以用于处理不同格式的数据交换。
四、枚举类型（Enumerations）
（一）枚举类型的定义
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概念
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枚举类型是一种用户自定义的数据类型，用于定义一组整数值的符号名称。
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声明与定义
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声明：
enum 枚举名 { 枚举值1, 枚举值2, // 其他枚举值 }; -
定义：
enum 枚举名 变量名; -
示例：
enum Weekday { MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY }; enum Weekday today = MONDAY;
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（二）访问和使用枚举类型
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访问枚举值
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示例：
printf("Today is %d\n", today); // 输出：Today is 0
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枚举值的默认值
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枚举值默认从0开始，依次递增1。
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可以显式指定枚举值：
enum Weekday { MONDAY = 1, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY };
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应用
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枚举类型常用于表示状态、选项等，使代码更易读和维护。
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五、课堂练习
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练习题
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定义一个结构体
Person，包含姓名（字符串）、年龄（整数）和性别（字符）。 -
定义一个结构体数组，存储3个
Person信息。 -
编写一个函数
printPerson，打印一个Person的信息。 -
编写一个联合体
Data，包含一个整数、一个浮点数和一个字符数组（长度为20）。 -
编写一个程序，演示联合体成员之间的内存共享。
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参考答案
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结构体和函数
#include <stdio.h> #include <string.h> struct Person { char name[50]; int age; char gender; }; void printPerson(struct Person p) { printf("Name: %s, Age: %d, Gender: %c\n", p.name, p.age, p.gender); } int main() { struct Person people[3] = { {"Alice", 25, 'F'}, {"Bob", 30, 'M'}, {"Charlie", 28, 'M'} }; for (int i = 0; i < 3; i++) { printPerson(people[i]); } return 0; } -
联合体
#include <stdio.h> union Data { int i; float f; char str[20]; }; int main() { union Data d1; d1.i = 100; printf("d1.i = %d\n", d1.i); d1.f = 3.14; printf("d1.f = %.2f\n", d1.f); strcpy(d1.str, "Hello"); printf("d1.str = %s\n", d1.str); return 0; }
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