结构体指针：使用结构体指针访问和修改结构体成员。

发布于：2025-07-10 ⋅ 阅读:(18) ⋅ 点赞:(0)

知识点

  • 结构体指针

    • Employee *p; 保存结构体的地址；

    • p->member 用箭头运算符访问或修改成员。

  • 数组与指针

    • Employee *emps = malloc(N * sizeof *emps); 动态创建结构体数组；

    • p < emps + N 与 p++ 配合遍历。

  • scanf 与数组退化

    • p->name 是 char name[50] 的首地址，无需 &；

    • %49s 限制最大读取字符数，防止溢出。

  • 函数参数传递

    • give_raise(Employee *e, ...) 传入指针，不拷贝整个结构体；

    • 在函数内部用 -> 修改原变量。

  • 动态内存管理

    • malloc 申请、free 释放，避免内存泄露。

通过本练习，你将深入理解如何用结构体指针灵活高效地访问和修改结构体成员。

题目描述
本题要求你熟练使用 结构体指针 来访问和修改结构体成员，并将其与数组和动态内存结合：

  1. 定义一个 Employee 结构体，包含员工姓名、工号和工资；

  2. 在 main 中使用 malloc 动态分配一个 Employee 数组，长度为 3；

  3. 通过 结构体指针 和 箭头运算符（->）读取用户输入并打印初始信息；

  4. 实现函数 void give_raise(Employee *e, double pct);，通过传入结构体指针给指定员工加薪；

  5. 在 main 中用指针遍历全体员工，统一加薪 10%，然后再次打印更新后的信息；

  6. 最后释放动态内存并退出。

参考代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define N 3
#define NAME_LEN 50

//1.结构体定义：保存员工信息
typedef struct
{
    char name[NAME_LEN];//员工姓名
    int id;//员工号
    double salary;//工资
} Employee;

/*
    *给单个员工加薪
    *@param e 指向Employee的指针
    *@param pct 加薪百分比，列入加10表示加10%

*/
void give_raise(Employee *e ,double pct)
{
    //e->salary等价于（*e）.salary
    e->salary *=(1.0 + pct / 100.0);
}

int main(void)
{
    Employee *emps = malloc(N * sizeof *emps);
    if(!emps)
    {
        fprintf(stderr,"内存分配失败！\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    //2.读取初始信息
    for(int i = 0;i<N;i++)
    {
        Employee *p = &emps[i];//指向第i个结构体
        printf("请输入员工%d的 姓名 工号 工资：",i+1);
        //p->name自动退化为char*
        if(scanf("%49s %d %lf",p->name,&p->id,&p->salary) != 3)
        {
            fprintf(stderr,"输入格式错误！\n");
            free(emps);
            return EXIT_FAILURE;
        }
    }
    //3.打印初始信息
    printf("\n======初始员工信息==========\n");
    for(Employee *p = emps; p < emps+N; p++)
    {
        //p是Employee*,用->访问成员
        printf("姓名：%-10s  工号：%4d  工资%.2f\n",p->name,p->id,p->salary);
    }
    //4.为所有员工加薪10%
    for(Employee *p = emps; p < emps + N ; p++)
    {
        give_raise(p,10.0);
    }

    //5.打印加薪后的信息
    printf("\n=======加薪后员工信息（10%）=========\n");
    for(Employee *p = emps ; p < emps + N;p++)
    {
        printf("姓名：%-10s  工号：%4d  工资%.2f\n",p->name,p->id,p->salary);
    }
    free(emps);
    return EXIT_SUCCESS;
}

代码逐行分析

  1. 结构体定义

    typedef struct { char name[NAME_LEN]; int id; double salary; } Employee;

    • name 是字符数组，存放 C 字符串；

    • id 是员工工号；

    • salary 是工资。

  2. 动态分配

    Employee *emps = malloc(N * sizeof *emps);

    • malloc 申请 N 个 Employee 大小的连续内存；

    • sizeof *emps 等同 sizeof(Employee)；

    • 若返回 NULL，则分配失败。

  3. 读取输入

    Employee *p = &emps[i]; scanf("%49s %d %lf", p->name, &p->id, &p->salary);

    • p = &emps[i]：p 指向第 i 个结构体；

    • p->name（无 &）：数组名在表达式中退化为 char *；

    • &p->id、&p->salary：取基本类型变量的地址。

  4. 打印初始信息

    for (Employee *p = emps; p < emps + N; p++) { printf("%s %d %.2f\n", p->name, p->id, p->salary); }

    • 指针 p 从 emps（首地址）向后移动，直到末尾。

  5. 加薪函数

    void give_raise(Employee *e, double pct) { e->salary *= (1 + pct/100); }

    • e->salary 等价 (*e).salary；

    • 直接修改了原内存中的 salary。

  6. 加薪后打印
    同上，只是数据已被 give_raise 更新。

  7. 释放内存

    free(emps);

Employee *emps = malloc(N * sizeof *emps);

这一行的目的是在堆上动态分配一块足够存放 N 个 Employee 结构体的连续内存，并让指针 emps 指向它。分解来看：

 sizeof(Employee *) ——也就是指针本身的大小，通常是 8 字节，表示“*emps 的类型大小”，即 sizeof(Employee)。）

  1. Employee *emps
    声明了一个指针变量 emps，它将用来保存那块新分配内存的起始地址。

  2. malloc(...)
    从堆上申请一段未初始化的内存，返回一个 void *，随后被赋值给 emps。

  3. N * sizeof *emps

    • *emps 的类型是 Employee，所以 sizeof *emps 等价于 sizeof(Employee)——也就是一个员工记录所占的字节数。

    • 将它乘以 N，就得到存放 N 个 Employee 结构体所需的总字节数。

  4. 赋值给 emps
    malloc 返回的 void * 自动转为 Employee *（在 C 中不需要显式 cast），于是 emps 就指向了这块能容下 N 个 Employee 的内存。

之后你就可以像操作数组一样，用 emps[0]…emps[N-1] 来读写这些动态分配的 Employee 结构了。记得在最后用 free(emps); 释放这段内存，避免泄露。

for (Employee *p = emps;   p < emps + N;   p++) {
    /* 循环体：用 p->… 访问或修改当前 Employee */
}

  1. 初始化：Employee *p = emps;

    • 声明了一个指针变量 p，类型是 “指向 Employee 的指针” (Employee *)。

    • 把它初始化为 emps，也就是指向刚刚用 malloc 分配的结构体数组的第 0 个元素（emps[0]）的地址。

  2. 循环条件：p < emps + N

    • emps 是数组首地址，emps + N 是“跳过 N 个 Employee 大小的字节”后的位置，也就是数组末尾之后的地址。

    • 只要 p 指向的地址 严格小于 emps + N（即还没走到数组末尾后），就继续执行循环体。

    • 这样保证 p 会依次指向 emps[0]、emps[1] … emps[N-1]，不会越界。

  3. 迭代表达式：p++

    • 这是指针算术，每执行一次 p++，p 都会向后移动 一个 Employee 对象的大小，等价于 p = p + 1;。

    • 所以第一次循环 p==emps（第 0 个），第二次 p==emps+1（第 1 个），……，直到 p==emps+N-1（第 N-1 个）。

整体流程

  • 第一步：p = emps; 指向第一个员工结构。

  • 检查：p < emps + N ? 对于 N=3，就检查 p < emps+3，当 p 是 emps+2 时依然进入；当 p 自增到 emps+3 时条件不满足，循环结束。

  • 循环体：在 { … } 中，你可以写 printf("%s", p->name); 或 give_raise(p, 10);，p->member 就是访问当前 Employee 的成员。

  • 迭代：每次循环结束后执行 p++，跳到下一个元素。

这种“用指针当下标” 的写法在处理动态分配的数组、或者需要同时传递首地址和尾后指针（emps 和 emps+N）时特别方便，也更贴近 C 底层对内存的操作方式。

Employee *p = &emps[i];

  • emps 是什么？

    • 在前面我们用 malloc 或 Employee emps[N]; 得到了一块连续的内存，里面按顺序存放了 N 个 Employee 结构体对象。

    • emps 在表达式里会退化为指向第 0 个元素的指针，类型是 Employee *。

  • emps[i] 得到第 i 个结构体

    • 通过数组下标 i，emps[i] 就是第 i 个 Employee 变量，类型是 Employee。

  • &emps[i] 取出它的地址

    • 前面加上取地址符 &，&emps[i] 的类型就是 Employee *，表示“指向第 i 个结构体”的指针。

  • 把地址赋给 p

    • 声明 Employee *p，就是一个可以保存 Employee 对象地址的指针变量。

    • p = &emps[i]; 后，p 就指向了 emps 数组中的第 i 个元素。

  • 后续怎么用？

    • 既然 p 指向了那块内存，就可以用箭头运算符访问或修改它的成员：

    • p->id     = 1234;
printf("%s\n", p->name);

      这等价于对 emps[i] 本身做操作：

    • emps[i].id   = 1234;
printf("%s\n", emps[i].name);

      总结：

    • Employee *p 是一个指向 Employee 的指针；

    • &emps[i] 是取得数组中第 i 个结构体的地址；

    • 把它们结合，就能“通过指针”来访问或修改 emps[i]。

if (scanf("%49s %d %lf", p->name, &p->id, &p->salary) != 3)
    …

  1. scanf 的格式串

    • %49s：

      • 读入一个不含空白（空格、Tab、换行）的字符串，最多读 49 个字符，自动在第 50 个位置写入 '\0'。

      • 这样保证不会超出 p->name 的缓冲区（char name[50]）。

    • %d：读入一个十进制整数，存到后面对应的 int * 地址。

    • %lf：读入一个双精度浮点数（double），存到对应的 double * 地址。

  2. 参数列表

    • p->name：

      • p 是 Employee *，p->name 就是其内部 char name[50] 数组名，退化成 char *，正好匹配 %s。

      • 不需要再写 &p->name，因为数组名已经是地址。

    • &p->id：

      • p->id 是一个 int，%d 需要 int *，所以要取地址。

    • &p->salary：

      • p->salary 是 double，%lf 需要 double *，同样取地址。

  3. 返回值检查

    • scanf 成功读取并赋值的项数应该正好是 3（字符串、整数、浮点各一项）。

    • 如果不等于 3，就意味着输入格式有误，通常需要进入 if 块做错误处理（如打印提示并退出）。

printf("姓名：%-10s  工号：%4d  工资：%.2f\n",
       p->name, p->id, p->salary);

  • 格式串解释

    • %-10s：打印一个字符串，左对齐，占 10 个字符宽度，不足的右侧补空格。

    • %4d：打印一个整数，右对齐，占 4 个字符宽度，左侧不足补空格。

    • %.2f：打印一个浮点数，默认右对齐，保留 小数点后 2 位，小数点和整数部分一并计算宽度（这里未指定最小宽度）。

  • 参数

    • p->name：要打印的字符串起始地址。

    • p->id：要打印的整数学号。

    • p->salary：要打印的浮点工资。

  • 举例
    如果 p->name = "Alice"、p->id = 42、p->salary = 5230.5，则输出：

  • 姓名：Alice       工号：  42  工资：5230.50

    • "Alice" 占 5 字符，%-10s 会在后面补 5 个空格；

    • " 42" 占 4 字符；

    • "5230.50" 是默认紧凑输出两位小数。

  • 总结

  • 这两行一行负责安全地从输入流中读取一个字符串、一个整数和一个双精度浮点数，并检查是否都读对了；

  • 另一行则用格式化对齐的方式，按“左对齐姓名、右对齐工号和保留两位小数的工资”整齐地打印出来。

结构体指针的原理与作用

1. 内存与指针的关系

  • 结构体对象
    当你写 Employee emps[N]; 或者用 malloc 得到一块连续内存时，系统会在内存中为每个 Employee 分配一段固定大小的空间，按成员顺序排列：

    [ name[50] ][ id (4B) ][ salary (8B) ] [ name[50] ][ id (4B) ][ salary (8B) ] …

  • 指针（Employee *p）
    p 保存的就是某个 Employee 对象在内存中的起始地址（即它第一个成员 name 的首字节地址）。

  • p + 1
    指针算术：当 p 的类型是 Employee * 时，p + 1 会自动跳过 sizeof(Employee) 字节，指向下一个结构体对象。

2. 访问与修改成员

  • 点运算符 .：用于结构体变量本身

    Employee e; e.id = 1001;

  • 箭头运算符 ->：用于结构体指针

    Employee *p = &e; p->id = 1001; // 等价于 (*p).id = 1001;

    • p->id 先解引用 p（得到一个结构体），再访问它的 id 成员。

    • 语法更简洁，不需要写 (*p).id。

3. 作用与优势

  1. 动态管理

    • 用 malloc／free 可在运行时灵活控制结构体数组的大小；

    • 只需存一个指针，不必用固定长度的全局或栈数组。

  2. 高效传参

    • 将指针传给函数（如 give_raise(Employee *e, …)），只复制 8 字节地址，不复制整个结构体（可能几十字节甚至更多）。

    • 函数内部直接修改原对象，无需返回修改后的新副本。

  3. 遍历与通用性

    • 结构体数组指针 emps 既能像数组那样使用下标 emps[i]，也能用指针算术 for (Employee *p = emps; p < emps+N; p++) 遍历；

    • 这种“首地址 + 元素大小” 的通用访问方式，使得代码更简洁、可移植。

  4. 抽象与封装

    • 函数只关心“指向某个结构体”的地址，无需知道结构体在栈还是堆，也不关心它前后还有多少元素；

    • 例如 give_raise 只用 Employee *e，对任何单个员工对象都通用。

小结

  • 结构体指针 本质上就是保存了“某个结构体对象首地址”的变量。

  • 通过 p->member 或者指针算术，你可以任意访问、修改该对象乃至紧邻的那些同类型对象。

  • 它让我们可以在动态内存、函数调用和数据遍历中，都以同一种“指针+大小” 的模式来高效操作结构化数据。

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