C语言结构体数组详解（附带示例）

结构体数组是C语言中一种强大而灵活的语法，它将结构体和数组的概念结合在一起，使我们能够创建和管理复杂的数据集合。
 

结构体数组是由多个相同类型的结构体元素组成的数组，每个数组元素都是一个完整的结构体，包含了该结构体定义的所有成员。结构体数组非常适合用于存储和处理具有多个属性的对象集合，如学生信息、图书目录等。

结构体数组的声明

声明结构体数组的语法与普通数组类似，只需在结构体类型名后面加上数组名和元素数量即可。以下是一个简单的例子：

struct Student {
    char name[50];
    int age;
    float gpa;
};

struct Student class[30];  // 声明一个包含 30 个 Student 结构体的数组

在这个例子中，我们定义了一个 Student 结构体，然后声明了一个名为 class 的数组，它可以存储 30 个 Student 结构体。

结构体数组的初始化

结构体数组可以在声明时进行初始化，也可以在后续代码中逐个赋值。以下是两种常见的初始化方法：

声明时初始化

struct Student class[3] = {
    {"Alice", 20, 3.8},
    {"Bob", 22, 3.5},
    {"Charlie", 21, 3.9}
};

逐个元素赋值

struct Student class[3];

strcpy(class[0].name, "Alice");
class[0].age = 20;
class[0].gpa = 3.8;

strcpy(class[1].name, "Bob");
class[1].age = 22;
class[1].gpa = 3.5;

strcpy(class[2].name, "Charlie");
class[2].age = 21;
class[2].gpa = 3.9;

结构体数组的访问和操作

访问结构体数组中的元素和成员与普通数组类似，使用数组索引和点运算符即可。以下是一些常见的操作示例：

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

struct Student {
    char name[50];
    int age;
    float gpa;
};

int main() {
    struct Student class[3] = {
        {"Alice", 20, 3.8},
        {"Bob", 22, 3.5},
        {"Charlie", 21, 3.9}
    };

    // 打印所有学生信息
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        printf("学生 %d：\n", i + 1);
        printf("姓名：%s\n", class[i].name);
        printf("年龄：%d\n", class[i].age);
        printf("GPA：%.2f\n\n", class[i].gpa);
    }

    // 修改某个学生的信息
    strcpy(class[1].name, "Bobby");
    class[1].age = 23;

    // 计算平均 GPA
    float total_gpa = 0;
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        total_gpa += class[i].gpa;
    }
    float avg_gpa = total_gpa / 3;

    printf("平均 GPA：%.2f\n", avg_gpa);

    return 0;
}

运行上述代码，输出结果如下：

学生 1：
姓名：Alice
年龄：20
GPA：3.80

学生 2：
姓名：Bob
年龄：22
GPA：3.50

学生 3：
姓名：Charlie
年龄：21
GPA：3.90

平均 GPA：3.73

结构体数组与指针

结构体数组还可以与指针结合使用，这样可以更灵活地操作数组元素。例如：

struct Student *ptr = class;  // 指向结构体数组的指针

// 使用指针访问数组元素
printf("第一个学生的名字：%s\n", ptr->name);
printf("第二个学生的年龄：%d\n", (ptr + 1)->age);

// 使用指针遍历数组
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    printf("学生 %d 的 GPA：%.2f\n", i + 1, (ptr + i)->gpa);
}

使用指针操作结构体数组可以提高代码的效率，特别是在处理大型数组时。但同时也需要更加小心，以避免指针错误导致的程序崩溃。

总结

结构体数组在实际编程中有广泛的应用，特别是在需要管理大量相似对象的情况下，比如学生信息管理系统、图书馆管理系统、员工档案管理、商品库存管理、游戏中的角色或物品管理。

结构体数组还常常与其他高级概念（如动态内存分配、文件操作等）结合使用，以构建更复杂、更强大的程序。
 

在使用结构体数组时，需要注意以下几点：

1. 内存占用：结构体数组可能会占用大量内存，特别是当结构体包含大型数组或指针成员时。在处理大规模数据时，可能需要考虑使用动态内存分配。
2. 数据一致性：在修改结构体数组元素时，要确保所有相关的数据保持一致性，避免出现数据不匹配的情况。
3. 数组边界：访问结构体数组时要注意数组边界，避免越界访问导致的未定义行为。
4. 字符串处理：如果结构体中包含字符数组作为字符串，在赋值时应使用 strcpy() 函数，而不是直接赋值。

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