C - 结构体数组

你好，有抱負的程序员們！今天，我們將踏上一段令人興奮的旅程，進入C程式設計的世界，特別是探索結構體數組。別擔心你對程式設計還是新手；我會以多年來在課堂上使用的同樣耐心和熱情引導你走過每一步。讓我們一起來看看吧！

C - Arrays of Structures

結構體和數組是什麼？

在我們跳進結構體數組之前，讓我們快速複習一下結構體和數組各自是什麼。

結構體

在C語言中，結構體就像一個容器，可以存放不同類型的數據。想像一下一個背包，你可以在其中存放各種物品 - 那就是你的結構體！例如：

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

在這裡，我們的Student結構體可以存放一個名字、年齡和GPA。很棒吧？

數組

另一方面，數組是同一類型項目的集合。想像一下一排相同的鎖櫃，每個鎖櫃都存放同種類的物品。例如：

int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

這個名為numbers的數組可以存放5個整數。

現在，如果我們將這兩個概念結合起來會怎麼樣？那就是魔法的發生！

結構體數組

結構體數組正如其名 - 一個數組，其中每個元素都是一個結構體。這就像有一個滿是學生的教室，每個學生都有自己的特點。

讓我們探討一下如何使用這些強大的構造！

聲明結構體數組

要聲明一個結構體數組，我們首先定義我們的結構體，然後創建一個該結構體類型的數組。這是它的樣子：

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

struct Student class[30];

在這個例子中，我們創建了一個名為class的數組，可以存放30個學生的信息。這就像有30個學生卡片，每個都包含名字、年齡和GPA。

初始化結構體數組

現在，我們已經聲明了我們的數組，讓我們用一些數據填充它。我們可以通過兩種方式來做到這點：

在聲明時初始化：

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

在聲明後初始化：

strcpy(class[0].name, "Alice");
class[0].age = 20;
class[0].gpa = 3.8;

strcpy(class[1].name, "Bob");
class[1].age = 22;
class[1].gpa = 3.5;

// ... 然後依此类推

記住，當在C語言中處理字符串時，我們使用strcpy來將值分配給字符數組。

讀取結構體數組

從結構體數組中讀取是直接了當的。我們可以使用數組索引和結構成員的點運算符來訪問個別元素：

printf("學生名字: %s\n", class[0].name);
printf("學生年齡: %d\n", class[0].age);
printf("學生GPA: %.2f\n", class[0].gpa);

我們也可以使用循環來讀取整個數組：

for (int i = 0; i < 3; i++) {
printf("學生 %d:\n", i+1);
printf("名字: %s\n", class[i].name);
printf("年齡: %d\n", class[i].age);
printf("GPA: %.2f\n\n", class[i].gpa);
}

這段代碼將打印我們class數組中所有三個學生的信息。

對結構體數組進行排序

對結構體數組進行排序要複雜一些，但別擔心 - 我們會一步步分解。讓我們假設我們要按照學生的GPA從高到低對學生進行排序：

#include <string.h>

void swap(struct Student *a, struct Student *b) {
struct Student temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}

void sortByGPA(struct Student arr[], int n) {
for (int i = 0; i < n-1; i++) {
for (int j = 0; j < n-i-1; j++) {
if (arr[j].gpa < arr[j+1].gpa) {
swap(&arr[j], &arr[j+1]);
}
}
}
}

// 使用方法：
sortByGPA(class, 3);

這段代碼使用冒泡排序算法來排列我們的學生基於他們的GPA。調用sortByGPA後，class數組將會以最高GPA為首進行排序。

聲明指向結構體數組的指針

指針是C語言中的強大工具，我們也可以將它們與我們的結構體數組一起使用。這是怎樣聲明指向結構體數組的指針：

struct Student *classPtr = class;

現在，classPtr指向我們class數組的第一個元素。我們可以使用這個指針來訪問元素：

printf("第一個學生的名字: %s\n", classPtr->name);
printf("第二個學生的年齡: %d\n", (classPtr+1)->age);

注意在使用指向結構的指針時使用箭頭運算符（->）。

結論

恭喜你！你剛剛在C程式設計的旅程中迈出了重要的一步。結構體數組在現實世界的編程場景中非常有用。想像一下管理學校數據庫、組織圖書館目錄或跟踪商店庫存 - 所有這些任務在有了結構體數組後都會變得更加容易。

記住，熟能生巧。嘗試創建你自己的結構體數組，用數據填充它們，對它們進行排序，並嘗試不同的方法來操作數據。在你還沒有察覺之前，你將會像專家一樣構建你的代碼！

快樂編程，願你的數組總是正確索引！

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