C語言結構體入門（一）：定義、聲明、成員訪問與初始化

為什麼需要結構體

現實實體常包含異構數據：學生有姓名、學號、性別、成績。數組要求元素同類型，無法直接建模。結構體（struct）將不同類型、固定數量、有序的成員聚合為單一類型，相當於其他語言的 record/class（無方法）。

結構體定義語法

struct Tag {
    type1 member1;
    type2 member2;
    // ...
};

• Tag：結構體標籤（可省略，匿名結構體）。
• 成員類型可為基本類型、數組、指針、另一結構體（嵌套）。
• 結尾分號 不可省。

示例：學生結構體

struct Student {
    int num;           // 學號
    char name[20];     // 姓名
    char sex;          // 性別
    float score;       // 成績
};

結構體變量聲明三種方式

// 1. 先定義後聲明
struct Student { ... };
struct Student stu1, stu2;

// 2. 定義同時聲明
struct Student { ... } stu1, stu2;

// 3. 匿名結構體直接聲明
struct { ... } stu1, stu2;  // 無標籤，無法在別處復用類型

宏定義別名（舊式）

#define STU struct Student
STU stu1, stu2;

成員訪問：. 與 ->

• p->member 等價 (*p).member，-> 優先級高於 *，無需括號。
• 嵌套結構體逐級訪問：stu.birthday.month。

結構體賦值與初始化

整體賦值（同類型）

struct Student a = {101, "Zhang", 'M', 85.5};
struct Student b;
b = a;  // 逐成員拷貝，C 標準支持

初始化規則

• 靜態/外部變量：可初始化，未顯式初始化的成員自動置 0/NULL。
• 自動/局部變量：標準 C 禁止初始化（C99 允許），舊教材常見限制。現代編譯器 (GCC/MSVC) 支持局部初始化。
• 初始化列表順序對應成員聲明順序，可用指定初始化器 (C99)：.num=101, .name="Li"。

外部/靜態初始化示例

// 外部變量
struct Student stu1 = {101, "Zhang", 'M', 85.5};
struct Student stu2;
int main() { stu2 = stu1; ... }

// 靜態局部變量
void foo() {
    static struct Student stu = {102, "Wang", 'F', 90.0};
    ...
}

結構體數組

struct Student class[5] = {
    {101, "Li",   'M', 45.0},
    {102, "Zhang",'M', 62.5},
    {103, "He",   'F', 92.5},
    {104, "Cheng",'F', 87.0},
    {105, "Wang", 'M', 58.0}
};
// 訪問：class[i].score

示例：計算平均分與不及格人數

float sum = 0; int fail = 0;
for (int i=0; i<5; ++i) {
    sum += class[i].score;
    if (class[i].score < 60) ++fail;
}
printf("平均: %.2f, 不及格: %d\n", sum/5, fail);

通訊錄示例：結構體數組 + gets

#define NUM 3
struct Contact { char name[20]; char phone[11]; };

int main() {
    struct Contact list[NUM];
    for (int i=0; i