C语言程序设计——结构体与联合体的应用

# 1. 章节一：C语言中结构体的基本概念和定义

## 1.1 结构体的概念与作用
在C语言中，结构体是一种复合的数据类型，可以将不同类型的数据组合在一起形成一个新的数据类型，方便对多个相关数据进行管理和操作。

结构体的作用主要体现在对复杂数据的组织和管理上，可以将不同类型的数据作为一个整体进行处理，提高了程序的灵活性和可读性。

## 1.2 结构体的定义和声明
结构体的定义使用关键字`struct`，并且需要在定义之后给结构体起一个名字，然后在大括号内部定义结构体的成员变量。

例如：

struct Student {
    char name[20];
    int age;
    float score;
};

## 1.3 结构体成员的访问和赋值
结构体成员的访问和赋值可以使用成员访问操作符`.`来实现，通过结构体变量名加`.`加上成员变量名来访问和赋值结构体的成员变量。

例如：

struct Student stu1;
strcpy(stu1.name, "Alice");
stu1.age = 20;
stu1.score = 95.5;

接下来，请问下一步需要输出哪个章节的内容？

# 2. 章节二：结构体在C语言程序设计中的应用

结构体是C语言中一种自定义的数据类型，可以用来组织多个不同类型的数据成员，形成一个新的复合数据类型。在C语言程序设计中，结构体常常被用来表示具有复杂数据结构的数据，比如一个人的信息、一个图形的属性等等。

#### 2.1 结构体的嵌套和数组

结构体可以嵌套在另一个结构体中，以形成更复杂的数据结构。嵌套结构体可以用来表示多层次的数据关系，比如一个学生的信息中包含了学生的基本信息和成绩信息等。

以下是一个简单的示例代码，演示了如何定义和使用嵌套结构体：

#include <stdio.h>

// 定义一个学生的基本信息结构体
struct StudentInfo {
    int id;
    char name[20];
    int age;
};

// 定义一个学生的成绩信息结构体
struct StudentScore {
    int math;
    int english;
    int physics;
};

// 定义一个学生结构体，包含基本信息和成绩信息
struct Student {
    struct StudentInfo info;
    struct StudentScore score;
};

int main() {
    // 创建一个学生对象
    struct Student student1;
    // 给学生对象赋值
    student1.info.id = 1;
    strcpy(student1.info.name, "Tom");
    student1.info.age = 18;
    student1.score.math = 90;
    student1.score.english = 85;
    student1.score.physics = 95;
    // 打印学生对象的信息
    printf("学生信息:\n");
    printf("编号: %d\n", student1.info.id);
    printf("姓名: %s\n", student1.info.name);
    printf("年龄: %d\n", student1.info.age);
    printf("数学成绩: %d\n", student1.score.math);
    printf("英语成绩: %d\n", student1.score.english);
    printf("物理成绩: %d\n", student1.score.physics);
    return 0;
}

**代码说明**：

- 在示例代码中，我们定义了三个结构体：`StudentInfo`表示学生的基本信息，`StudentScore`表示学生的成绩，`Student`表示学生对象，包含基本信息和成绩信息两个结构体的成员。
- 在`main`函数中，我们创建了一个`student1`对象，并给对象中的成员赋值。
- 最后，我们打印了学生对象的信息，展示了嵌套结构体的使用方法。

**运行结果**：

学生信息:
编号: 1
姓名: Tom
年龄: 18
数学成绩: 90
英语成绩: 85
物理成绩: 95

通过以上示例，我们可以看到嵌套结构体的使用方法。在实际应用中，嵌套结构体能够更好地组织和管理复杂的数据结构，在大型项目中尤为重要。

#### 2.2 结构体作为函数参数

结构体除了可以作为一个整体被赋值、访问和使用外，还可以作为函数的参数传递。通过将结构体作为函数参数，我们可以在函数中直接对结构体成员进行修改，达到更加灵活和方便地操作数据的目的。

以下是一个简单的示例代码，演示了如何将结构体作为函数参数：

#include <stdio.h>

// 定义一个学生的信息结构体
struct Student {
    int id;
    char name[20];
    int age;
};

// 定义一个函数，以结构体作为参数，打印学生的信息
void printStudentInfo(struct Student student) {
    printf("学生信息:\n");
    printf("编号: %d\n", student.id);
    printf("姓名: %s\n", student.name);
    printf("年龄: %d\n", student.age);
}

int main() {
    // 创建一个学生对象
    struct Student student1;
    // 给学生对象赋值
    student1.id = 1;
    strcpy(student1.name, "Tom");
    student1.age = 18;
    // 调用函数，打印学生对象的信息
    printStudentInfo(student1);
    return 0;
}

**代码说明**：

- 在示例代码中，我们定义了一个`Student`结构体，表示学生的信息。
- 我们定义了一个`printStudentInfo`函数，以结构体`Student`作为参数，用来打印学生的信息。
- 在`main`函数中，我们创建了一个`student1`对象，并给对象中的成员赋值。
- 最后，我们调用了`printStudentInfo`函数，打印了学生对象的信息。

**运行结果**：

学生信息:
编号: 1
姓名: Tom
年龄: 18

通过以上示例，我们可以看到结构体作为函数参数的使用方法。使用结构体作为参数，可以对结构体成员进行修改，方便地操作数据。

#### 2.3 结构体指针的使用

结构体指针是指向结构体的指针变量，通过结构体指针可以方便地访问和修改结构体的成员。在C语言程序设计中，结构体指针经常用于动态内存分配和传递结构体的地址给函数。

以下是一个简单的示例代码，演示了结构体指针的使用：

#include <stdio.h>

// 定义一个学生的信息结构体
struct Student {
    int id;
    char name[20];
    int age;
};

int main() {
    // 创建一个学生对象并初始化
    struct Student student1 = {1, "Tom", 18};
    // 定义一个学生指针，指向st