编辑“︁C 语言结构体指针”︁

= C语言结构体指针 =

== 介绍 ==
'''结构体指针'''是C语言中指向结构体类型变量的指针，它允许通过指针间接访问和操作结构体成员。结构体指针在动态内存分配、函数参数传递和数据结构实现中具有重要作用，能够提高程序效率和灵活性。

== 基本语法 ==
结构体指针的声明与普通指针类似，但类型为结构体：
<syntaxhighlight lang="c">
struct Student {
    char name[50];
    int age;
    float gpa;
};

struct Student student1 = {"Alice", 20, 3.8};
struct Student *ptr = &student1;  // 指向结构体的指针
</syntaxhighlight>

== 访问成员 ==
通过结构体指针访问成员有两种方式：
1. 使用'''箭头运算符'''（->）
2. 使用'''解引用运算符'''（*）配合点运算符（.）

=== 示例1：箭头运算符 ===
<syntaxhighlight lang="c">
printf("Name: %s\n", ptr->name);  // 输出: Alice
printf("Age: %d\n", ptr->age);    // 输出: 20
</syntaxhighlight>

=== 示例2：解引用运算符 ===
<syntaxhighlight lang="c">
printf("GPA: %.1f\n", (*ptr).gpa);  // 输出: 3.8
</syntaxhighlight>

== 动态内存分配 ==
结构体指针常与动态内存分配函数结合使用：

<syntaxhighlight lang="c">
struct Student *dynamicPtr = (struct Student*)malloc(sizeof(struct Student));
strcpy(dynamicPtr->name, "Bob");
dynamicPtr->age = 22;
dynamicPtr->gpa = 3.5;

// 使用后释放内存
free(dynamicPtr);
</syntaxhighlight>

== 作为函数参数 ==
结构体指针作为函数参数可以避免结构体拷贝的开销：

<syntaxhighlight lang="c">
void printStudent(struct Student *s) {
    printf("Name: %s, Age: %d, GPA: %.1f\n", s->name, s->age, s->gpa);
}

// 调用
printStudent(&student1);  // 输出: Name: Alice, Age: 20, GPA: 3.8
</syntaxhighlight>

== 指针数组与结构体 ==
结构体指针数组可用于创建复杂数据结构：

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

struct Student *ptrArray[3];
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    ptrArray[i] = &class[i];
    printf("%s\n", ptrArray[i]->name);  // 依次输出三个学生姓名
}
</syntaxhighlight>

== 实际应用案例 ==
=== 案例1：学生管理系统 ===
在管理大量学生记录时，使用结构体指针数组可以高效地进行排序和查找操作。

=== 案例2：链表实现 ===
结构体指针是实现链表节点的关键：
<syntaxhighlight lang="c">
struct Node {
    int data;
    struct Node *next;  // 指向下一个节点的指针
};
</syntaxhighlight>

== 内存布局可视化 ==
<mermaid>
graph LR
    A[结构体指针 ptr] --> B[结构体内存块]
    B --> C[name 成员]
    B --> D[age 成员]
    B --> E[gpa 成员]
</mermaid>

== 常见错误与注意事项 ==
1. '''未初始化指针'''：访问未初始化的指针会导致未定义行为
2. '''内存泄漏'''：动态分配后忘记释放内存
3. '''悬垂指针'''：释放内存后继续使用指针
4. '''运算符优先级'''：(*ptr).age 的括号不能省略，因为 . 的优先级高于 *

== 性能考虑 ==
使用结构体指针而不是直接传递结构体可以：
* 减少函数调用时的内存拷贝
* 提高大型结构体的传递效率
* 允许函数修改原始结构体

== 进阶主题 ==
=== 指向指针的指针 ===
处理嵌套指针时的语法：
<syntaxhighlight lang="c">
struct Student **pptr = &ptr;
printf("Name: %s\n", (*pptr)->name);
</syntaxhighlight>

=== 灵活数组成员 ===
C99引入的灵活数组成员常与结构体指针配合使用：
<syntaxhighlight lang="c">
struct FlexArray {
    int length;
    int data[];  // 灵活数组成员
};
</syntaxhighlight>

== 总结 ==
结构体指针是C语言中强大的工具，它提供了：
* 高效的内存访问方式
* 动态数据结构实现能力
* 灵活的函数参数传递机制
掌握结构体指针的使用是成为熟练C程序员的重要一步。

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