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0 内容简介 1、课程大纲 2、第二部分第六课： 创建你自己的变量类型 3、第二部分第七课预告: 文件读写 课程大纲 我们的课程分为四大部分，每一个部分结束后都会有练习题，并会公布答案。还会带大家用C语言编写三个游戏。 C语言编程基础知识 什么是编程？ 工欲善其事，必先利其器 你的第一个程序 变量的世界 运算那点事 条件表达式 循环语句 实战：第一个C语言小游戏 函数 练习题 习作：完善第一个C语言小游戏 C语言高级技术 模块化编程 进击的指针，C语言王牌 数组 字符串 预处理 创建你自己的变量类型 文件读写 动态分配 实战：“悬挂小人”游戏 安全的文本输入 练习题 习作：用自己的语言解释指针 用基于C语言的SDL库开发2D游戏 安装SDL 创建窗口和画布 显示图像 事件处理 实战：“超级玛丽推箱子”游戏 掌握时间的使用 用SDL_ttf编辑文字 用FMOD控制声音 实战：可视化的声音谱线 练习题 数据结构 链表 堆，栈和队列 哈希表 练习题 第二部分第六课：创建你自己的变量类型 众所周知，C语言是面向过程的编程语言，与Java，C#等面向对象的编程语言有所不同。 在面向对象的编程语言中，有类的概念。C语言是没有类这种“类型”的，但是C语言就不能模拟“面向对象”编程了吗？ 不，只要你设计得好，C语言也可以模拟面向对象编程。这一课我们学到的关于struct（结构体）的知识就可以使你有能力用C语言实现面向对象。 前面我们学习了指针，数组，字符串和预处理，掌握这些知识你的C语言水平已经还不错啦，但是我们岂能就此止步。C语言还可以让我们做一些更厉害的事情：创建你自己的变量类型。 我们可以将其称为“自定义的变量类型”，我们来看三种：struct，union和enum。 因为当你需要编写的程序比较复杂的时候，你会发现创建自定义的变量类型是很重要的。 幸好，这学起来其实也不是特别难。但是大家需要专心学习这一课，因为从下一课开始，我们会一直用到struct了。 定义一个struct 什么是struct呢，首先它是英语structure（结构）的简写。所以struct的专业术语是“结构体”。 定义：struct就是一系列变量的集合，但是这些变量可以是不同类型的。 这个定义是不是唤起了大家对我们的老朋友：数组的怀念啊。数组里面的每个成员都必须是同一个类型的，相比之下struct更灵活。 一般来说，我们习惯把struct定义在.h头文件中，也就是和预处理命令以及函数原型那群家伙在一起。 下面就给出一个struct的例子： struct 你的struct的名字 { char variable1; short variable2; int otherVariable; double numberDecimal; }; 可以看到：struct的定义以关键字struct开始，后面接你自定义的struct的名称（比如 Dog，Cat，Person等）。 一般来说，在我的代码里，我的struct的命名也是遵照变量的命名规则，唯有一点不一样，就是struct的名称我会将首字母大写，例如：SchoolName。 但是我的普通变量一般都是首字母小写，例如：studentNumber。这样做只是个人习惯，便于在代码里区分普通的变量和自定义的变量，之后会学到的enum和union，我也是习惯将其名称的首字母大写。 在struct的名字之后，我们需要写上一对大括号，在这对大括号里面放你的struct要包含的各种类型的变量。通常说来，struct的大括号内至少得定义两个变量吧，如果只有一个变量，那定义这个结构体也没什么意义。 注意：特别不要忘了，在大括号后面还要加上一个分号； 因为毕竟这个struct是一个变量，变量的定义最后都要加分号的。 如你所见，创建一个自定义的变量也不复杂么。其实结构体就是各种基本类型变量的集合，一个大杂烩。当然以后的课程中我们还会看到：结构体的嵌套定义（结构体里包含另一个结构体）。 结构体的例子 假设我们需要自定义一个结构体，它储存屏幕上的一个点的坐标。在之后第三部分“用C语言编写游戏”里面，会用到类似的结构。 下面就给出2D（D是英语dimension的首字母，表示维度）世界的坐标系的大致印象： 0 当我们在2D世界中做研究时，我们有两个轴：横坐标轴（从左到右，一般也称为x轴）和纵坐标轴（从下到上，一般也称为y轴）。只要数学还没有还给小学化学老师，应该都知道x和y轴的。 现在，你自己可以写出一个名叫Coordinate（英语“坐标”的意思）的struct的定义了吗？我看好你！ 可以自己先写，然后对一下我们给出的参考： struct Coordinate { int x; // 横坐标 int y; // 纵坐标 }; 我们的Coordinate这个struct包含了两个变量：x和y，都是int类型，分别表示横坐标值和纵坐标值。 当然了，如果我们愿意，也可以创建一个表示3D（三维）空间的点的struct，只需要在刚才的Coordinate这个结构体的基础上加上z轴。 结构体里面的数组 结构体里面也可以存放数组。 可以构造一个名叫Person（英语“人”的意思）的结构体，如下所示： struct Person { char firstName[100]; // 名 char lastName[100]; // 姓 char address[1000]; // 地址 int age; // 年龄 int boy; // 布尔值 : 1 = boy（男孩）, 0 = girl（女孩） }; 可以看到，这个结构体变量包含五个基本的变量。 前三个分别表示 名，姓和地址，是字符数组。第四个是年龄，第五个是一个“布尔值”（当然，C语言本身没有定义布尔类型（true或false），但是可以用数值来“表示”布尔值的真或假），boy这个int变量的值如果为1，那就是表示男孩，如果为0，那就是女孩。 这个结构体可以用于构建一个通讯录程序。当然，你大可以在这个结构体里再添加其他变量，使其更完善。在一个结构体里没有变量的数目限制。 结构体的使用 现在，我们的结构体已经定义在.h头文件里了，那么我们就可以在include（包含）此头文件的文件中使用这些结构体了。 以下展示如何创建一个类型为Coordinate（此结构体我们上面定义了，表示二维空间的坐标）的变量： #include "main.h" // 包含定义结构体的头文件 int main(int argc, char *argv[]) { struct Coordinate point; // 创建一个Coordinate类型的变量，名字是point（英语“点”的意思） return 0; } 如上，我们创建了一个Coordinate类型的变量，名字是point。这个变量自动拥有两个子变量：x和y，都是int类型，分别表示此二维坐标的横坐标值和纵坐标值。 你也许要问：“创建结构体变量开头的那个关键字struct是必须的吗？” 是的，必须的。“爱我，非你莫属...”不好意思又跑题了。。。 struct关键字使电脑能够区分基础变量类型（例如int）和自定义变量类型（例如Coordinate）。 然而，每次加struct关键字也有点麻烦，所以聪（懒）明（惰）伶（成）俐（性）的C语言开发者们设计了typedef关键字。当然了，人类的大多数发明都是为了“懒惰”的缘故，能提高效率谁不想啊。就是这个feel，倍爽儿。 typedef关键字 重新回到刚才定义Coordinate这个结构体的.h头文件中。我们来加一条由typedef开头的命令，目的是为Coordinate结构体创建一个别名。 什么是别名呢？ 就是比如有一个人，真实姓名叫王小明，别名就可以是小明，明明，等，但都代表那个人。 有点类似C++的引用的机制。 所以对别名的操作就是对原先对象的操作。 我们就在Coordinate结构体的定义之前加这句命令吧，一般习惯加在后面的，但是加在前面也可以： typedef struct Coordinate Coordinate; struct Coordinate { int x; int y; }; 可以看到，我们新加了一行命令： typedef struct Coordinate Coordinate; 为了更好地理解这句命令的作用，我们把它拆为三部分来看： 1. typedef：说明我们将要创建一个别名 2. struct Coordinate：这是我们要为其创建别名的结构体 3. Coordinate：这就是别名 所以，上面这句命令的含义就是“从今以后，Coordinate就相当于struct Coordinate”。 这样做以后，我们就可以不用每次在创建一个新的Coordinate结构体的变量时都加上struct关键字了。 所以，我们的.c文件中就可以改写为： int main(int argc, char *argv[]) { Coordonnees point; // 因为有了typedef，电脑就清楚地知道此处的Coordinate其实就是“struct Coordinate” return 0; } 当然，不一定要都叫Coordinate，别名也可以叫：Coor。例如： typedef struct Coordinate Coor; struct Coordinate { int x; int y; }; Coor coor; // 创建一个变量 建议大家在平时定义了struct类型后，也加一句typdedef命令，这样在代码里就不用每次新建一个此类型的变量时都要在开头写struct关键字了。很多程序员都会这么做。因为一个好的程序员是懂得如何偷懒的程序员，这和一个懒惰的程序员是有区别的。我们要使我们的代码“write less，do more”（用尽量少的代码做更多的事）。 当然，上面的代码块可以简写为： typedef struct 名字 { // struct的内容 } 别名; 所以上面Coordinate的代码块可以简写为： typedef struct Coordinate { int x; int y; } Coordinate; 注意：之后我们的示例代码，有时会出现例如 Person player1; Coordinate point1; 这样的形式，那就是假定我们之前已经用了typedef了：typedef struct Person Person; 就可以省略开头的struct关键字，不需要再写成： struct Person player1; 修改struct的成员变量 既然我们的point变量（是Coordinate类型的，希望大家还没晕）已经创建好了，那我们就可以修改它的成员的值了。 我们如何访问point的两个成员x和y呢？如下所示： int main(int argc, char *argv[]) { Coordinate point; point.x = 10; point.y = 20; return 0; } 这样，我们就顺利地修改了point的两个成员的值，使其x坐标为10，y坐标为20。因此我们的点就位于坐标系的（10，20）处了。 所以，为了能访问到结构体的某个成员，我们可以这样做： 结构体实例名称.成员名 中间的点（.）表示“从属”关系。 如果有面向对象编程基础的朋友，就会觉得：这与“类和对象”也太像了吧，是的，其实我们可以用struct来“模拟”类。 如果我们用上面我们创建的Person这个结构体来举例子的话： int main(int argc, char *argv[]) { Person user; // user是英语“用户”的意思 printf("您姓什么 ? "); scanf("%s", user.lastName); printf("您名叫什么 ? "); scanf("%s", user.firstName); printf("原来你的名字是 %s%s，失敬失敬\n", user.lastName, user.firstName); return 0; } 运行输出： 您姓什么？王 您名叫什么？小明 原来您的名字是 王小明，失敬失敬。 我们把user.lastName传给scanf，使得用户输入的值直接修改user的lastName成员；我们对user.firstName也是如此。当然我们也可以再添加对address，age，boy的赋值。但是小编懒，就不继续啦。做程序员就是要会偷懒。 当然了，你也许会说：“我不知道结构体的使用，我用两个单独的字符串变量lastName和firstName不是也可以做到和上述程序相同的事么？” 是的，但是用结构体的好处就是我们可以创建此结构体的变量，将很多相关联的数据封装在一起，成为一个整体，而不是零散地定义。比如定义了Person这个结构体之后，凡是用Person来创建的变量，里面都自动包含了 lastName，firstName，address，age和boy这五个变量，非常方便。 比如我们可以这样创建： Person player1, player2; //之前肯定有用typedef，（ typedef struct Person Person;） 在player1和player2中都包含lastName，firstName，address，age和boy这五个变量。 我们也可以更“偷懒”一些：创建结构体数组。例如： Person player[2]; 这样，我们就可以很方便的访问player[1]当中的变量了，例如： player[1].lastName = "xiaoming"; 用结构体数组的好处是可以方便地使用循环，等等。 自测小练习： 创建一个名叫ProgrammerLeague（程序员联盟）的结构体，在定义里放入你想创建的变量。然后创建此结构体的一个数组，用循环的方式给变量赋值，再用循环的方式打印出其中变量的信息。 结构体的初始化 之前的课程里，我们建议对于基本变量，数组和指针，最好在创建的时候对其初始化。结构体也不例外。初始化有一个很大的好处，就是避免此变量里存放“任意数据”。事实上，一个变量在创建时，如果没有初始化，它会取当时在内存那个位置所存的值，所以这个值的随机性是很大的。 我们来回忆一下，不同变量的初始化应该怎么做： 基础变量（int，double，char等）：初始化为0 指针：初始化为NULL。事实上，NULL位于stdlib.h标准库头文件中，是用#define预处理命令定义的一个常量。它的值通常是0。虽然是0，但是有多种定义形式，例如： #define NULL 0 #define NULL 0L #define NULL ((void *) 0) 但是我们只要每次用NULL就好了，为了清楚表明这是指针变量，而不是一般变量。 数组：将每一个成员变量初始化为0 对于我们的朋友：结构体，我们怎么初始化呢？ 其实结构体的初始化也很简单，与数组的初始化很类似。我们可以像下面这样定义： Coordinate point = {0, 0}; 这样，我们就依照顺序将point.x和point.y都初始化为0了。 对于像Person这样的结构体，里面的变量类型有 char型数组和int，那么我们可以将char型数组初始化为""（双引号中间为空）。我们可以像这样初始化一个字符串，在之前“字符串”那一课忘记提了。不过，我想现在提还不算晚吧。 所以我们就可以这样来初始化我们的Person结构体变量： Person player = {"", "", "", 0, 0}; 然而，我们也可以这样来初始化一个结构体变量。创建一个函数，比如叫initializeStruct，可以为每一个传递给它的结构体做初始化，这样就方便很多，特别是当结构体中的变量很多时。之前指针那一章我们也已经学了，如果我们对函数传递普通变量，那么因为C语言的函数参数传递方式是值传递，所以它会对传给它的函数参数做一份拷贝，所以函数里面修改的其实是那一份拷贝，真正的实参并没有被改变。为了让实参实实在在被修改，我们需要用到指针，也就是传递此变量的地址。对于结构体，也需要这样。因此，接下来我们就来学习如何使用结构体指针。开始要有点难咯。准备好了吗？ 结构体指针 结构体指针的创建其实和普通的指针变量创建没什么区别。例如： Coordinate *point = NULL; 上面的代码就创建了一个叫做point的Coordinate结构体指针变量（Coordinate是我们上面定义的表示坐标的一个结构体）。 我们再来提醒一次： 一般推荐写成： Coordinate *point = NULL; // 星号挨着指针变量名字 而不推荐写成： Coordinate* point = NULL; // 星号挨着结构体名 在指针的创建中，我们推荐第一种写法，因为如果用第二种写法，如果你在一行上创建好几个指针变量时，会容易忘记在第二个之后的变量前加*号。例如，容易写成这样： Coordinate* point1 = NULL, point2 = NULL; 但这样编译会出错，因为point2其实是Coordinate结构体变量，而不是Coordinate结构体指针变量！ 所以我们建议这样写： Coordinate *point1 = NULL, *point2 = NULL; 在以前的课程中，对于基础类型的指针变量，我们也是这样建议： int *number1 = NULL, *number2 = NULL; 特别是int型的指针，还很不容易察觉到错误，如果写成： int* number1 = NULL, number2 = NULL; 编译器是不会报错的。因为NULL的值就是0，可以赋给number2这个int型变量（注意：上面的number2不是int指针）。 好吧，回顾总是很好的，（伤心总是难免的...）。 结构体作为函数参数 这里，我们主要来学习如何将一个结构体指针（为什么是传结构体指针而不是传结构体，可以看之前的解释）传给一个函数（作为参数），使得函数内部可以真正修改此结构体。 我们来看一个实例： #include标签：
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