C语言中结构体与共用体的应用：组合数据类型解决复杂问题

C语言中的结构体和共用体是两种重要的数据类型，它们被引入的主要原因是为了处理那些由不同类型但相互关联的数据组成的数据集合，尤其是当这些数据元素之间存在某种逻辑关系时。在实际编程中，例如管理学生学籍信息时，我们需要存储如学号（整型）、姓名（字符数组）、性别（字符型）、年龄（整型）、成绩（浮点数组）和地址（字符数组）等复杂数据，这些数据类型各不相同，无法通过单一的数组来组织。结构体类型就在此时发挥作用。 10.1 结构体类型 - 结构体（struct）允许将不同类型的数据项组合成一个整体。它是由C语言提供的一种复合数据类型，用于表示具有特定关联关系的多个数据字段。定义结构体类型时，我们使用`struct`关键字，后面跟上结构体名称，接着定义各个成员（数据类型和名称），如： ```c struct student { unsigned int num; // 学号，无符号整型 char name[20]; // 姓名，字符数组类型 char sex; // 性别，字符型 int age; // 年龄，整型 float score[6]; // 成绩，浮点数组类型 char addr[60]; // 住址，字符数组类型 }; ``` 10.1.1 结构体变量的定义 - 结构体变量可以通过以下几种方式创建： - (1) 使用结构体类型名定义变量：`struct student stu1, stu2, stu3;` - (2) 在定义结构体的同时定义变量：`struct student { ... } stu1, stu2, stu3;` - (3) 直接定义结构体类型变量：`struct student { ... } stu1, stu2, stu3;` 10.1.2 位段（BitFields）与结构体数组 - 除了标准的结构体，C语言还提供了位段（bit-field）特性，允许在结构体中按照位进行数据存储，这对于处理二进制数据特别有用。然而，本摘要未提及位段的具体用法。 - 结构体数组则是结构体的动态版本，可以包含多个相同结构体类型的元素，如`struct student studentArray[10];`，用于存储多份学籍数据。 共用体（union）是另一种类似结构体的数据类型，但所有成员共享同一内存空间，仅能有一个成员处于激活状态。这在某些特殊场景下，如存储共享硬件寄存器数据，可能会更有效。 结构体和共用体是C语言中灵活处理复杂数据结构的关键工具，通过它们，开发者可以有效地组织和操作不同类型且相互关联的数据。在实际编程中，根据具体需求选择合适的类型，能提高代码的可读性和效率。