C 程式設計/高階資料型別

在章節 變數 中，我們討論了基本資料型別。然而，高階 資料型別允許我們在程式中更靈活地管理資料。

結構體

結構體是由其他資料型別變數（可能包括其他結構體）組成的。它們用於將資訊片段分組為有意義的單元，並允許一些其他方式無法實現的結構。在結構體中宣告的變數稱為“成員”。使用struct關鍵字定義結構體。例如

struct mystruct {
    int int_member;
    double double_member;
    char string_member[25];
} struct_var;

struct_var 是一個struct mystruct 型別的變數，我們是在定義新的struct mystruct 資料型別時一起宣告的。更常見的是，在定義結構體之後使用以下形式宣告結構體變數

struct mystruct struct_var;

通常的做法是建立一個類型別名，這樣我們就不必一直輸入“struct mystruct”。C 允許我們使用typedef 語句來做到這一點，它為型別建立別名

typedef struct {
    // ...
} Mystruct;

struct 本身是一個不完整的 型別（因為第一行沒有名稱），但它被指定為Mystruct 的別名。然後可以使用以下方法

Mystruct struct_var;

可以使用成員訪問運算子.（點號）或間接成員訪問運算子->（箭頭）訪問結構體變數的成員，如果結構體變數是指標

struct_var.int_member = 0;
struct_var->int_number = 0; // this statement is equivalent to: (*struct_var).int_number = 0;

（指標將在下一章中解釋）。結構體不僅可以包含自己的變數，還可以包含指向其他結構體的變數。這允許遞迴定義，當與指標一起使用時非常強大

struct restaurant_order {
    char description[100];
    double price;
    struct restaurant_order *next_order;
};

這是 連結串列 資料結構的實現。每個節點（餐廳訂單）都指向另一個節點。連結串列在最後一個節點（在我們的示例中，這將是最後一個訂單）處終止，其next_order 變數將被分配給NULL。

當與typedef一起使用時，遞迴結構定義可能很棘手。無法透過使用其指定定義在自己的型別中宣告結構體變數，因為在typedef語句被評估之前，指定定義不存在

typedef struct Mystruct {
    // ...
    struct Mystruct *pointer; // Mystruct *pointer; would cause a compile-time error
} Mystruct;

結構體型別的尺寸至少是所有成員尺寸的總和。但是編譯器可以自由地在結構體成員之間插入填充位元組，以使成員對齊到某些約束。例如，在許多 32 位架構中，包含一個字元和一個浮點數的結構體將佔用 8 個位元組。

聯合體

聯合體的定義類似於結構體的定義。兩者之間的區別在於，在結構體中，成員佔用記憶體的不同區域，而在聯合體中，成員佔用記憶體的相同區域。因此，在以下型別中，例如

union {
    int i;
    double d;
} u;

程式設計師可以訪問u.i 或u.d，但不能同時訪問兩者。由於u.i 和u.d 佔用記憶體的相同區域，修改其中一個會修改另一個的值，有時以不可預測的方式。這也是聯合體在實踐中很少見的主要原因。

聯合體的尺寸是其最大成員的尺寸。

列舉

列舉是人工資料型別，表示標籤和整數之間的關聯。與結構體或聯合體不同，它們不包含其他資料型別。一個示例宣告

enum color {
    red,
    orange,
    yellow,
    green,
    cyan,
    blue,
    purple,
} crayon_color;

在上面的示例中，red 等於 0，orange 等於 1，... 等等。可以在整數範圍內為標籤分配值，但它們必須是字面量。

適用於結構體和聯合體的類似宣告語法也適用於列舉。此外，通常不需要關心標籤所代表的整數

enum weather weather_outside = rain;

這種特殊的特性使得列舉在 switch-case 語句中特別方便

enum weather {
    sunny,
    windy,
    cloudy,
    rain,
} weather_outside;

// ...

switch (weather_outside) {
case sunny:
    wear_sunglasses();
    break;
case windy:
    wear_windbreaker();
    break;
case cloudy:
    get_umbrella();
    break;
case rain:
    get_umbrella();
    wear_raincoat();
    break;
}

列舉是模擬 C 中關聯陣列的簡化方式。