结构体基层知识

如果用这个类型名来定义变量，可以这样写：
struct complex_struct {
double x, y;
} z1, z2;
这样z1和z2就是两个变量名，变量定义后面带个;号是我们早就习惯的。但即使像上面那样只定
义了complex_struct这个Tag而不定义变量，后面的;号也不能少。这点一定要注意，结构体定
义后面少;号是初学者很常犯的错误。不管是用上面两种形式的哪一种形式定义
了complex_struct这个Tag，以后都可以直接用struct complex_struct来代替类型名了。例如
可以这样定义另外两个复数变量：
struct complex_struct z3, z4;
如果在定义结构体类型的同时定义了变量，也可以不必写Tag，例如：
struct {
double x, y;
} z1, z2;
但这样就没有办法再次引用这个结构体类型了，因为它没有名字。每个复数变量都有两个成员
（Member）x和y，可以用.运算符（.号，Period）来访问，这两个成员的存储空间是相邻
的[12]，合在一起组成复数变量的存储空间。看下面的例子：
例 7.1. 定义和访问结构体
#include <stdio.h>
int main(void)
{
struct complex_struct { double x, y; } z;
double x = 3.0;
z.x = x;
z.y = 4.0;
if (z.y < 0)
printf("z=%f%fi\n", z.x, z.y);
else
printf("z=%f+%fi\n", z.x, z.y);
return 0;
}
注意上例中变量x和变量z的成员x的名字并不冲突，因为变量z的成员x总是用.运算符来访问的，
编译器可以区分开哪个x是变量x，哪个x是变量z的成员x，它们属于不同的命名空间（Name
Space）。Tag也可以定义在函数外面，就像全局变量一样，这样定义的Tag在其定义之后的各
函数中都可以使用。例如：
struct complex_struct { double x, y; };
int main(void)
{
struct complex_struct z;
......
结构体变量也可以在定义时初始化，例如：
struct complex_struct z = { 3.0, 4.0 };
Initializer中的数据依次赋给结构体的成员。如果Initializer中的数据比结构体的成员多，编译器
会报错，但如果只是末尾多个逗号不算错。如果Initializer中的数据比结构体的成员少，未指定
的成员将用0来初始化，就像未初始化的全局变量一样。例如以下几种形式的初始化都是合法
的：
double x = 3.0;
struct complex_struct z1 = { x, 4.0, }; /* z1.x=3.0, z1.y=4.0 */
struct complex_struct z2 = { 3.0, }; /* z2.x=3.0, z2.y=0.0 */
struct complex_struct z3 = { }; /* z3.x=0.0, z3.y=0.0 */
其中，z1必须是函数的局部变量才能用变量x来初始化，如果是全局变量就只能用常量表达式来
初始化。尽管结构体的初始化可以用这种语法，结构体赋值却不行，例如这样是错误的：
struct complex_struct z1;
z1 = { 3.0, 4.0 };
以前使用基本数据类型时，能用来初始化的表达式就能用来赋值，在这一点上结构体的语法规
则有点不同[13]。结构体类型的值用在表达式中有很多限制，不像基本数据类型那么自由，比
如+-*/等算术运算符和&&、||、!等逻辑运算符都不能作用于结构体类型，if、while的控制表达
式的值也不能是结构体类型。严格来说，可以做算术运算的类型称为算术类型（Arithmetic
Type），算术类型包括整型和浮点型。可以做逻辑与、或、非运算的操作数或
者if、for、while的控制表达式的类型称为标量类型（Scalar Type），标量类型包括算术类型
和以后要讲的指针类型。
结构体类型之间用赋值运算符是允许的，用一个结构体初始化另一个结构体也是允许的，例
如：
struct complex_struct z1 = { 3.0, 4.0 };
struct complex_struct z2 = z1;
z1 = z2;
同样地，z2必须是局部变量才能用变量z1来初始化。既然可以这样用，那么结构体可以当作函
数的参数和返回值来传递就在意料之中了：
struct complex_struct add_complex(struct complex_struct z1, struct
complex_struct z2)
{
z1.x = z1.x + z2.x;
z1.y = z1.y + z2.y;
return z1;
}
这个函数实现了两个复数相加，如果在main函数中这样调用：
struct complex_struct z = { 3.0, 4.0 };
z = add_complex(z, z);
那么调用传参的过程如下图所示：
图 7.2. 结构体传参
变量z在main函数的栈帧中，参数z1和z2在add_complex函数的栈帧中，z的值分别赋给z1和z2。
在这个函数里，z2的实部和虚部被累加到z1中，然后return z1;，可以看成是：
1. 把z1拷到一个临时变量里。
2. 函数返回并释放栈帧。
3. 把临时变量的值拷给变量z，释放临时变量。