理解C语言中的结构体和联合体

# 1. C语言中的结构体概述

C语言中的结构体（struct）是一种自定义的数据类型，用于将不同类型的数据组合在一起，形成一个新的数据类型。结构体可以包含各种基本类型的数据，也可以包含其他结构体或指针，是C语言中非常重要的数据组织方式之一。

### 1.1 结构体的定义与声明

结构体的定义使用关键字`struct`，并通过花括号内列出结构体的成员，如下所示：

struct Person {
    char name[20];
    int age;
    float height;
};

上面的例子定义了一个名为Person的结构体，其中包含了三个成员：name、age和height。

结构体的声明则是在定义的基础上，直接声明结构体变量，如下所示：

struct Person person1;

### 1.2 结构体的成员和访问

结构体的成员可以通过`.`操作符进行访问，如下所示：

strcpy(person1.name, "Alice");
person1.age = 25;
person1.height = 1.65;

### 1.3 结构体的初始化和赋值

结构体的初始化可以在声明的同时进行，也可以单独进行赋值，如下所示：

// 声明同时初始化
struct Person person2 = {"Bob", 30, 1.78};

// 单独赋值
person2.age = 28;

结构体的定义与使用为C语言提供了更加灵活和丰富的数据组织方式，可以方便地管理各种复杂数据结构，提高程序的可读性和维护性。

接下来我们将介绍结构体的高级应用。

# 2. 结构体的高级应用

在这一章中，我们将探讨结构体的高级应用。结构体不仅是一种组织数据的方式，还可以通过结构体的嵌套、指针操作、比较排序等方式，实现更为复杂和高效的功能。

### 2.1 结构体的嵌套与指针

在C语言中，结构体可以嵌套定义，也可以通过指针相互引用。这种嵌套和指针操作可以帮助我们构建更加灵活和复杂的数据结构。

#include <stdio.h>

// 定义一个简单的结构体
struct Address {
    char city[50];
    int zip_code;
};

// 定义一个嵌套结构体
struct Person {
    char name[50];
    int age;
    struct Address addr;
};

int main() {
    struct Person p1 = {"Alice", 25, {"New York", 10001}};
    struct Person *ptr = &p1;

    printf("Name: %s\n", ptr->name);
    printf("Age: %d\n", ptr->age);
    printf("City: %s\n", ptr->addr.city);
    printf("Zip Code: %d\n", ptr->addr.zip_code);

    return 0;
}

**代码总结：** 上述代码演示了如何定义和访问嵌套结构体以及使用结构体指针进行访问。

**结果说明：** 运行代码将输出对应的姓名、年龄、城市和邮政编码信息。

### 2.2 结构体的比较与排序

结构体中的数据可以进行比较和排序操作，通过自定义比较函数和排序算法，我们可以对结构体数组进行排序。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct Student {
    char name[50];
    int score;
};

int compare(const void *a, const void *b) {
    return ((struct Student*)a)->score - ((struct Student*)b)->score;
}

int main() {
    struct Student students[3] = {{"Alice", 80}, {"Bob", 65}, {"Charlie", 90}};

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

    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        printf("Name: %s, Score: %d\n", students[i].name, students[i].score);
    }

    return 0;
}

**代码总结：** 上面的代码展示了如何使用自定义比较函数对