结构体与联合体的应用

# 1. 理解结构体与联合体

## 1.1 结构体的定义与特点

在C语言中，结构体是一种自定义的数据类型，它可以包含不同类型的成员变量，这些成员变量可以是基本数据类型、数组、指针等。通过结构体，可以将不同类型的数据组织在一起，形成一个逻辑上的整体。

// 结构体的定义
struct student {
    int id;
    char name[50];
    float score;
};

结构体的特点包括：可以定义自定义的数据类型、可以包含不同类型的成员变量、可以实现数据的封装等。

## 1.2 联合体的定义与特点

与结构体类似，联合体也是一种自定义的数据类型，不同的是，联合体的成员变量共享同一块内存空间。这意味着联合体的不同成员变量在内存中使用相同的位置，当改变其中一个成员变量的值时，会影响其他成员变量的值。

// 联合体的定义
union data {
    int num;
    char letter;
    float score;
};

联合体的特点包括：成员变量共享同一块内存空间、不同成员变量之间的赋值会相互影响、节省内存空间等。

## 1.3 结构体与联合体的区别与联系

结构体与联合体的区别在于结构体的成员变量各自占用独立的内存空间，而联合体的成员变量共享同一块内存空间。联系在于它们都可以用来自定义数据类型，并可以包含不同类型的成员变量。

接下来，我们将深入探讨结构体与联合体的应用场景及高级应用。

# 2. 结构体的应用场景

结构体在C语言中被广泛应用，可以用于组织多个不同类型的数据，形成一个整体。下面我们将介绍结构体的一些常见应用场景。

### 2.1 在C语言中的实际应用

结构体可以用来表示现实世界中的各种实体，比如学生、员工、商品等。通过定义一个结构体，可以将相关的数据整合在一起，方便操作和管理。

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

// 定义一个表示学生的结构体
struct Student {
    int id;
    char name[50];
    int age;
};

int main() {
    // 创建一个学生结构体并初始化
    struct Student student1 = {1, "Alice", 20};
    // 输出学生信息
    printf("Student ID: %d\n", student1.id);
    printf("Student Name: %s\n", student1.name);
    printf("Student Age: %d\n", student1.age);

    return 0;
}

**代码解析：**
- 在这个示例中，我们定义了一个表示学生的结构体`Student`，包含学生的学号、姓名和年龄。
- 创建了一个名为`student1`的结构体变量，并用初始化列表对其进行初始化。
- 最后输出了这个学生的信息。

**运行结果：**

Student ID: 1
Student Name: Alice
Student Age: 20

### 2.2 结构体的嵌套与指针

结构体可以嵌套在其他结构体中，形成复杂的数据结构。同时，结构体指针可以访问和修改结构体中的成员，灵活地操作数据。

#include <stdio.h>

// 定义表示日期的结构体
struct Date {
    int day;
    int month;
    int year;
};

// 定义表示学生的结构体，包含姓名和出生日期
struct Student {
    char name[50];
    struct Date birthday;
};

int main() {
    // 创建一个学生结构体并初始化
    struct Student student1 = {"Bob", {15, 9, 2000}};
    // 使用结构体指针访问成员
    struct Student *ptr = &student1;
    printf("Student Name: %s\n", ptr->name);
    printf("Student Birthday: %d/%d/%d\n", ptr->birthday.day, ptr->birthday.month, ptr->birthday.year);

    return 0;
}

**代码解析：**
- 这个示例中定义了一个结构体`Date`表示日期，和一个结构体`Student`表示学生，其中学生包含姓名和出生日期。
- 创建了一个学生结构体变量`student1`，并用初始化列表初始化其成员。
- 使用结构体指针`ptr`访问结构体成员，并输出学生的姓名和出生日期信息。

**运行结果：**

Student Name: Bob
Student Birthday: 15/9/2000