基础篇06-2——指针与结构体

结构体指针是指向结构体的指针，允许程序通过指针访问结构体的成员。对于初学者来说，可以将结构体理解为一种自定义的数据类型，可以包含不同类型的数据。结构体的使用与基本数据类型的指针相似，但具有一些独特的特性。本文将详细介绍结构体指针的定义、初始化、成员访问，以及综合示例和注意事项，以帮助初学者更好地理解。

一、定义结构体指针

在C语言中，定义结构体指针的方式与基本数据类型指针类似，只需在结构体名称前加上struct关键词。

示例：

假设我们有一个结构体 Person，可以通过以下方式定义一个指向该结构体的指针：

struct Person *ptr; // 声明一个指向 Person 结构体的指针

 

ptr 变量现在可以指向 Person 结构体的实例。

二、初始化结构体指针

可以通过取地址运算符 & 来初始化结构体指针。取地址运算符用于获取变量的内存地址。

示例：

struct Person p1 = {"Alice", 30};        // 定义并初始化结构体变量 p1
struct Person *ptr = &p1;                // 声明结构体指针 ptr，并将其初始化为 p1 的地址

在这个示例中，ptr 指向结构体变量 p1 的内存地址。

三、访问结构体成员

要通过结构体指针访问结构体的成员，使用箭头运算符（->）。箭头运算符用于解引用指针并访问其所指向的结构体的成员。

示例：

#include <stdio.h>

struct Person {
    char name[50]; // 姓名字段
    int age;      // 年龄字段
};

int main() {
    struct Person p1 = {"Alice", 30};      // 定义结构体
    struct Person *ptr = &p1;               // 初始化指针

    // 通过指针访问结构体的成员
    printf("Name: %s, Age: %d\n", ptr->name, ptr->age); // 输出: Name: Alice, Age: 30
    return 0;
}

 

四、结构体与指针的综合示例

以下是一个综合示例，展示如何使用结构体和指针通过函数传递结构体的数据，以及如何修改结构体的值。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h> // 用于字符串操作

// 定义结构体
struct Person {
    char name[50]; // 姓名字段
    int age;       // 年龄字段
};

// 函数，接收结构体指针作为参数
void print_person(struct Person *p) {
    printf("Name: %s, Age: %d\n", p->name, p->age); // 输出结构体的内容
}

int main() {
    struct Person p1; // 定义结构体变量

    // 初始化结构体成员
    strcpy(p1.name, "Alice"); // 使用 strcpy 函数复制字符串
    p1.age = 30;              // 设置年龄

    struct Person *ptr = &p1; // 定义结构体指针并初始化

    // 通过指针访问结构体成员
    print_person(ptr); // 输出结构体内容

    // 修改结构体成员
    ptr->age = 31;     // 通过指针修改年龄
    print_person(ptr); // 再次输出结构体内容

    return 0;
}

 

解析代码：

1. 结构体定义：定义结构体 Person 包含 name 和 age 两个成员。
2. 初始化成员：使用 strcpy 函数初始化字符串类型的成员 name，并直接赋值给年龄。
3. 结构体指针：通过 &p1 获取 p1 的地址并赋值给指针 ptr。
4. 函数调用：通过指针传递结构体到 print_person 函数，并输出学生的信息。
5. 成员修改：使用 ptr->age = 31 修改 p1 的年龄，然后再次打印。

输出结果：

Name: Alice, Age: 30
Name: Alice, Age: 31

 

五、注意事项

5.1 内存管理

如果使用动态内存分配（如 malloc），一定要在使用完毕后使用 free 释放内存，以避免内存泄漏。

struct Person *ptr = (struct Person *)malloc(sizeof(struct Person));
if (ptr != NULL) {
    // 操作指针...
    free(ptr); // 释放内存
}

5.2 指针初始化

确保指针在使用之前已初始化，避免悬空指针（即指向未定义或者无效内存地址的指针）。

5.3 结构体的大小

结构体的大小可能受到填充（padding）的影响。你可以使用 sizeof 运算符获取结构体的实际大小。例如：

printf("Size of Person: %zu\n", sizeof(struct Person));

 

总结

结构体指针在C语言中是一个强大而灵活的概念，允许开发者通过指针访问和修改复杂数据结构的内容。通过本文的学习，你应该能够理解如何定义、初始化和使用结构体指针，以及在函数中通过指针有效传递和修改数据。正确使用结构体和指针将帮助你编写出更高效、结构清晰的代码，这是C语言编程的重要基础。希望这篇文章对你学习C语言有所帮助！