在編程語言中，最基本的、不可再分的數據類型稱為基本類型（Primitive Type），例如整型、浮點型；根據語法規則由基本類型組合而成的類型稱為復合類型（Compound Type），例如字元串是由很多字元組成的。有些場合下要把復合類型當作一個整體來用，而另外一些場合下需要分解組成這個復合類型的各種基本類型，復合類型的這種兩面性為數據抽象（Data Abstraction）奠定了基礎。[SICP]指出，在學習一門編程語言時要特別注意以下三個方面：

本章以結構體為例講解數據類型的組合和數據抽象。至于過程抽象，我們在第 2 節 “if/else語句”已經見過最簡單的形式，就是把一組語句用一個函數名封裝起來，當作一個整體使用，本章將介紹更複雜的過程抽象。

現在我們用C語言表示一個複數。從直角座標系來看，複數由實部和虛部組成，從極座標系來看，複數由模和輻角組成，兩種座標系可以相互轉換，如下圖所示：

圖 7.1. 複數

如果用實部和虛部表示一個複數，我們可以寫成由兩個double型組成的結構體：

struct complex_struct {
	double x, y;
};

這一句定義了標識符complex_struct（同樣遵循標識符的命名規則），這種標識符在C語言中稱為Tag，struct complex_struct { double x, y; }整個可以看作一個類型名^[12]，就像int或double一樣，只不過它是一個復合類型，如果用這個類型名來定義變數，可以這樣寫：

struct complex_struct {
	double x, y;
} z1, z2;

這樣z1和z2就是兩個變數名，變數定義後面帶個;號是我們早就習慣的。但即使像先前的例子那樣只定義了complex_struct這個Tag而不定義變數，}後面的;號也不能少。這點一定要注意，類型定義也是一種聲明，聲明都要以;號結尾，結構體類型定義的}後面少;號是初學者常犯的錯誤。不管是用上面兩種形式的哪一種定義了complex_struct這個Tag，以後都可以直接用struct complex_struct來代替類型名了。例如可以這樣定義另外兩個複數變數：

struct complex_struct z3, z4;

如果在定義結構體類型的同時定義了變數，也可以不必寫Tag，例如：

struct {
	double x, y;
} z1, z2;

但這樣就沒辦法再次引用這個結構體類型了，因為它沒有名字。每個複數變數都有兩個成員（Member）x和y，可以用.運算符（.號，Period）來訪問，這兩個成員的存儲空間是相鄰的^[13]，合在一起組成複數變數的存儲空間。看下面的例子：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	struct complex_struct { double x, y; } z;
	double x = 3.0;	
	z.x = x;
	z.y = 4.0;
	if (z.y < 0)
		printf("z=%f%fi\n", z.x, z.y);
	else
		printf("z=%f+%fi\n", z.x, z.y);

	return 0;
}

注意上例中變數x和變數z的成員x的名字並不衝突，因為變數z的成員x只能通過表達式z.x來訪問，編譯器可以從語法上區分哪個x是變數x，哪個x是變數z的成員x，第 3 節 “變數的存儲佈局”會講到這兩個標識符x屬於不同的命名空間。結構體Tag也可以定義在全局作用域中，這樣定義的Tag在其定義之後的各函數中都可以使用。例如：

struct complex_struct { double x, y; };

int main(void)
{
	struct complex_struct z;
	...
}

結構體變數也可以在定義時初始化，例如：

struct complex_struct z = { 3.0, 4.0 };

Initializer中的數據依次賦給結構體的各成員。如果Initializer中的數據比結構體的成員多，編譯器會報錯，但如果只是末尾多個逗號則不算錯。如果Initializer中的數據比結構體的成員少，未指定的成員將用0來初始化，就像未初始化的全局變數一樣。例如以下幾種形式的初始化都是合法的：

double x = 3.0;
struct complex_struct z1 = { x, 4.0, }; /* z1.x=3.0, z1.y=4.0 */
struct complex_struct z2 = { 3.0, }; /* z2.x=3.0, z2.y=0.0 */
struct complex_struct z3 = { 0 }; /* z3.x=0.0, z3.y=0.0 */

注意，z1必須是局部變數才能用另一個變數x的值來初始化它的成員，如果是全局變數就只能用常量表達式來初始化。這也是C99的新特性，C89隻允許在{}中使用常量表達式來初始化，無論是初始化全局變數還是局部變數。

{}這種語法不能用於結構體的賦值，例如這樣是錯誤的：

struct complex_struct z1;
z1 = { 3.0, 4.0 };

以前我們初始化基本類型的變數所使用的Initializer都是表達式，表達式當然也可以用來賦值，但現在這種由{}括起來的Initializer並不是表達式，所以不能用來賦值^[14]。Initializer的語法總結如下：

Designated Initializer是C99引入的新特性，用於初始化稀疏（Sparse）結構體和稀疏數組很方便。有些時候結構體或數組中只有某一個或某幾個成員需要初始化，其它成員都用0初始化即可，用Designated Initializer語法可以針對每個成員做初始化（Memberwise Initialization），很方便。例如：

struct complex_struct z1 = { .y = 4.0 }; /* z1.x=0.0, z1.y=4.0 */

數組的Memberwise Initialization語法將在下一章介紹。

結構體類型用在表達式中有很多限制，不像基本類型那麼自由，比如+ - * /等算術運算符和&& || !等邏輯運算符都不能作用於結構體類型，if語句、while語句中的控製表達式的值也不能是結構體類型。嚴格來說，可以做算術運算的類型稱為算術類型（Arithmetic Type），算術類型包括整型和浮點型。可以表示零和非零，可以參與邏輯與、或、非運算或者做控製表達式的類型稱為標量類型（Scalar Type），標量類型包括算術類型和以後要講的指針類型，詳見圖 23.5 “C語言類型總結”。

結構體變數之間使用賦值運算符是允許的，用一個結構體變數初始化另一個結構體變數也是允許的，例如：

struct complex_struct z1 = { 3.0, 4.0 };
struct complex_struct z2 = z1;
z1 = z2;

同樣地，z2必須是局部變數才能用變數z1的值來初始化。既然結構體變數之間可以相互賦值和初始化，也就可以當作函數的參數和返回值來傳遞：

struct complex_struct add_complex(struct complex_struct z1, struct complex_struct z2)
{
	z1.x = z1.x + z2.x;
	z1.y = z1.y + z2.y;
	return z1;
}

這個函數實現了兩個複數相加，如果在main函數中這樣調用：

struct complex_struct z = { 3.0, 4.0 };
z = add_complex(z, z);

那麼調用傳參的過程如下圖所示：

圖 7.2. 結構體傳參

變數z在main函數的棧幀上，參數z1和z2在add_complex函數的棧幀上，z的值分別賦給z1和z2。在這個函數里，z2的實部和虛部被累加到z1中，然後return z1;可以看成是：

由.運算符組成的表達式能不能做左值取決於.運算符左邊的表達式能不能做左值。在上面的例子中，z是一個變數，可以做左值，因此表達式z.x也可以做左值，但表達式add_complex(z, z).x只能做右值而不能做左值，因為表達式add_complex(z, z)不能做左值。