C 语言中的结构与联合体

# 1. 简介

## 1.1 C语言中的数据结构概述

在计算机编程领域，数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。在C语言中，数据结构是一种用户定义的数据类型，用于组织和存储不同类型的数据。C语言中的数据结构主要包括数组、指针、结构体和联合体。

## 1.2 为何需要结构与联合体

结构体和联合体提供了一种复合数据类型的方式，可以在一个数据结构中存储多个不同类型的数据，从而更灵活地组织和管理数据。通过结构体，可以将相关的数据组织起来，提高程序的可读性和维护性。而联合体则允许在相同的内存位置存储不同类型的数据，节约内存空间。

## 1.3 本文内容概述

本文将详细介绍C语言中的结构体和联合体。首先会介绍结构体的定义、初始化和成员访问等基本概念，然后探讨结构体的应用场景和优缺点。接着会介绍联合体的概念和用法，以及结构体与联合体的区别。最后将进行结构体与联合体的比较和进阶应用实践，帮助读者更好地理解和应用这两种数据结构。

# 2. 结构体（Structures）介绍

在C语言中，结构体（Structures）是一种复合数据类型，允许我们将不同的数据类型组合在一起，形成一个新的数据类型。结构体由一组不同类型的变量集合而成，每个变量可以使用不同的数据类型。结构体提供了一种便捷的方式来表示复杂的数据结构，使得程序员能够更灵活地组织和管理数据。

### 什么是结构体

结构体是一种用户自定义的数据类型，由多个不同类型的变量组合而成。这些变量被称为结构体成员，每个成员可以拥有独立的数据类型。通过结构体，我们可以将相关的数据组织在一起，利于统一管理和操作。

### 结构体的定义和声明

要定义一个结构体，我们使用`struct`关键字，后跟结构体的名称和结构体体内包含的各种成员。下面是一个简单的示例：

#include <stdio.h>

// 定义结构体
struct Person {
    char name[20];
    int age;
    float height;
};

int main() {
    // 声明并初始化结构体变量
    struct Person person1 = {"Alice", 25, 1.75};
    printf("姓名: %s\n", person1.name);
    printf("年龄: %d\n", person1.age);
    printf("身高: %.2f\n", person1.height);
    return 0;
}

在上面的示例中，我们定义并声明了一个`Person`结构体，包含了`name`、`age`和`height`三个成员变量。然后在`main`函数中初始化一个`person1`结构体变量，并输出其成员的值。

### 结构体的初始化

结构体变量可以通过成员列表的方式进行初始化，也可以逐个成员地赋值。另外，也可以在定义结构体时直接初始化实例。结构体的初始化方法与数组类似，可以根据需要选择最适合的方式。

### 结构体成员的访问

访问结构体成员变量时，使用点号（.）操作符。例如，`person1.name`表示访问`person1`结构体中的`name`成员。

### 结构体的嵌套和指针

结构体可以嵌套在其他结构体中，形成更复杂的数据结构。另外，结构体指针也是常用的操作，通过指针可以更灵活地操作结构体数据。

结构体提供了一种便捷而强大的数据组织形式，可以有效地管理复杂的数据关系。在下一节中，我们将探讨结构体的应用场景和实际案例。

# 3. 结构体的应用

在实际项目中，结构体可以被广泛应用，特别是在需