结构体数组定义和使用

在编程语言中，结构体是一种构建数据类型，允许开发者组合多个变量（这些变量可能是不同的数据类型）为一个单一的复合数据类型。结构体数组是一种数据结构，其中每个元素都是一个结构体。本文将详解结构体数组的定义和使用，同时提供相关的代码实例以供参考。

一、结构体数组的定义

结构体通常用来表示现实世界中的对象及其属性。一个结构体可以包含多种类型的变量，例如一个Student结构体可能包括名字、年龄和分数。当你需要存储多个Student对象时，结构体数组就非常有用。

以下是一个关于如何定义结构体和结构体数组的代码实例：

// 初始化时填充结构体数组
Student class[2] = {
    {"Alice", 20, 91.5},
    {"Bob", 22, 85.5}
};

在这个例子中，我们首先定义了一个Student的结构体，它有三个字段：name、age和score。然后我们定义了一个结构体数组class，它能够存储30个Student结构体实例。

二、结构体数组初始化

结构体数组可以在定义时初始化，也可以在后续的程序中赋值。下面是一个结构体数组初始化的例子：

// 初始化时填充结构体数组
Student class[2] = {
    {"Alice", 20, 91.5},
    {"Bob", 22, 85.5}
};

在此，我们创建了一个包含2个学生Alice和Bob的class数组，并给出了他们的名字、年龄和分数。

三、结构体数组的使用

定义并初始化一个结构体数组后，我们可以通过数组索引来访问、修改数组中的各个结构体元素。以下是一个遍历结构体数组并输出每个学生信息的代码实例：

#include <stdio.h>

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

int main() {
    // 创建并初始化一个结构体数组
    Student class[2] = {
        {"Alice", 20, 91.5},
        {"Bob", 22, 85.5}
    };

    // 遍历数组
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        printf("Name: %s\n", class[i].name);
        printf("Age: %d\n", class[i].age);
        printf("Score: %.1f\n\n", class[i].score);
    }

    return 0;
}

运行此代码，控制台将输出Alice和Bob的名字、年龄和分数。每个Student结构体元素的字段可以通过.运算符来访问。

四、结构体数组的动态分配

结构体数组也可以动态分配内存。例如，如果我们不知道将会有多少学生，我们可以使用指针和malloc函数来构建一个结构体数组：

Student *class;
int numStudents = 30;  // 假设有30个学生

// 动态分配内存
class = (Student *)malloc(numStudents * sizeof(Student));

// 确保malloc成功
if (class == NULL) {
    fprintf(stderr, "Memory allocation failed.\n");
    return 1;
}

// 使用class指向的结构体数组
// ...

// 使用完毕后释放内存
free(class);

在这个示例中，我们创建了一个指向Student结构体数组的指针class，并通过malloc为30个学生分配了空间。使用完数组后，我们释放了分配的内存。

总结，结构体数组是一种非常有用的数据结构，它允许开发者存储和操作一组具有相同结构的对象。通过结构体数组，我们可以在编程中更好地模拟和表示现实世界的复杂数据。在C语言中，结构体数组的定义和使用简单直观，能够极大地提高代码的组织性和清晰度。无论在静态分配还是在需要动态内存管理的情况下，结构体数组都是管理结构化数据的有效工具。

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