结构体类型

什么是结构体？#

结构体（structure，简称 struct）是一种用户自定义的数据类型，用于将多个不同类型的数据组合在一起。它允许在一个单一的单元中存储多个相关的数据项，使代码更具组织性和可读性。

结构体在编程中的应用场景

数据组织：将相关的数据组合，如学生信息、坐标点、日期等。
传递数据：在函数之间传递多个相关的数据项。
复杂数据处理：管理更复杂的数据结构，如链表、树、图等。

结构体的基本使用#

定义和声明结构体#

在 C++ 中，使用 struct 关键字定义一个结构体。基本语法如下：

1
struct StructName {
2
    // 成员变量
3
    dataType1 member1;
4
    dataType2 member2;
5
    // ...
6
};

示例：定义一个学生结构体

1
struct Student {
2
    int id;
3
    std::string name;
4
    float grade;
5
};

创建结构体变量#

定义结构体后，可以创建结构体类型的变量。

1
Student student1;
2
Student student2;

访问结构体成员#

使用点运算符（.）访问结构体成员。

1
student1.id = 1001;
2
student1.name = "Alice";
3
student1.grade = 89.5f;
4

5
std::cout << "学生ID: " << student1.id << std::endl;
6
std::cout << "学生姓名: " << student1.name << std::endl;
7
std::cout << "学生成绩: " << student1.grade << std::endl;

结构体初始化#

可以在创建结构体变量时进行初始化。 方法一：直观初始化

1
Student student3 = {1002, "Bob", 92.0f};

方法二：逐个赋值

1
Student student4;
2
student4.id = 1003;
3
student4.name = "Charlie";
4
student4.grade = 85.0f;

方法三：使用自定义构造函数 虽然结构体的主要用途是数据存储，但在 C++ 中，结构体可以像类一样拥有构造函数。

1
struct Student {
2
    int id;
3
    std::string name;
4
    float grade;
5

6
    // 构造函数
7
    Student(int studentId, std::string studentName, float studentGrade) :
8
        id(studentId), name(studentName), grade(studentGrade) {}
9
};
10

11
// 使用构造函数初始化
12
Student student5(1004, "Daisy", 95.0f);

结构体与类的比较#

在 C++ 中，struct 和 class 有很多相似之处，但也有一些关键区别。

类与结构体的相似之处#

都可以包含成员变量和成员函数。
都支持访问控制（public、protected、private）。
都可以使用继承和多态。

类与结构体的区别#

默认访问控制

结构体（struct）：默认成员访问权限为 public。
类（class）：默认成员访问权限为 private。

例子

1
struct StructExample {
2
    int x; // 默认 public
3
};
4

5
class ClassExample {
6
    int y; // 默认 private
7
};

用途习惯 结构体（struct）：通常用于纯数据结构，主要存储数据，成员通常是公开的。类（class）：用于包含数据和操作数据的函数，支持更加复杂的封装。实例比较

1
struct Point {
2
    int x;
3
    int y;
4
};
5

6
class Rectangle {
7
private:
8
    int width;
9
    int height;
10

11
public:
12
    void setDimensions(int w, int h) {
13
        width = w;
14
        height = h;
15
    }
16

17
    int area() const {
18
        return width * height;
19
    }
20

21
    int get_width(){
22
        return width;
23
    }
24
};
25

26
int main(){
27
    Rectangle rt;
28
    //错误，不能直接访问私有成员
29
    rt.width;
30
    //正确，可以通过公有成员函数访问
31
    rt.get_width();
32
}

结构体的高级用法#

嵌套结构体#

结构体可以包含其他结构体作为成员。

示例：嵌套地址结构体

1
struct Address {
2
    std::string city;
3
    std::string street;
4
    int houseNumber;
5
};
6

7
struct Person {
8
    std::string name;
9
    int age;
10
    Address address; // 嵌套结构体
11
};
12

13
int main() {
14
    Person person;
15
    person.name = "Eve";
16
    person.age = 30;
17
    person.address.city = "New York";
18
    person.address.street = "5th Avenue";
19
    person.address.houseNumber = 101;
20

21
    std::cout << person.name << " lives at "
22
              << person.address.houseNumber << " "
23
              << person.address.street << ", "
24
              << person.address.city << std::endl;
25

26
    return 0;
27
}

输出：

1
Eve lives at 101 5th Avenue, New York

结构体数组#

可以创建包含多个结构体的数组，用于存储多个相同类型的数据项。 示例：存储多个学生信息的数组

1
struct Student {
2
    int id;
3
    std::string name;
4
    float grade;
5
};
6

7
int main() {
8
    // 创建包含3个学生信息的数组
9
    Student students[3] = {
10
        {1001, "Alice", 89.5f},
11
        {1002, "Bob", 92.0f},
12
        {1003, "Charlie", 85.0f}
13
    };
14

15
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
16
        std::cout << "学生ID: " << students[i].id
17
                  << ", 姓名: " << students[i].name
18
                  << ", 成绩: " << students[i].grade << std::endl;
19
    }
20

21
    return 0;
22
}

输出：

1
学生ID: 1001, 姓名: Alice, 成绩: 89.5
2
学生ID: 1002, 姓名: Bob, 成绩: 92
3
学生ID: 1003, 姓名: Charlie, 成绩: 85

结构体指针#

可以创建指向结构体的指针，并通过指针访问结构体成员。 示例：使用结构体指针

1
struct Car {
2
    std::string brand;
3
    std::string model;
4
    int year;
5
};
6

7
int main() {
8
    Car car = {"Toyota", "Camry", 2020};
9
    Car* carPtr = &car;
10

11
    std::cout << "品牌: " << carPtr->brand << std::endl;
12
    std::cout << "型号: " << carPtr->model << std::endl;
13
    std::cout << "年份: " << carPtr->year << std::endl;
14

15
    return 0;
16
}

输出：

1
品牌: Toyota
2
型号: Camry
3
年份: 2020

使用 `typedef` 简化结构体定义#

使用 typedef（或 using 关键字）可以为结构体类型创建别名，使代码更简洁。

示例：使用 typedef

1
typedef struct {
2
    int id;
3
    std::string name;
4
    float grade;
5
} Student;
6

7
// 或者使用 `using`（C++11 及以上）
8
using Student = struct {
9
    int id;
10
    std::string name;
11
    float grade;
12
};

应用：

1
int main() {
2
    Student s1 = {1004, "Daisy", 95.0f};
3
    std::cout << "学生ID: " << s1.id
4
              << ", 姓名: " << s1.name
5
              << ", 成绩: " << s1.grade << std::endl;
6
    return 0;
7
}

输出：

1
学生ID: 1004, 姓名: Daisy, 成绩: 95

结构体中的函数#

虽然结构体主要用于存储数据，但在 C++ 中，结构体也可以包含成员函数。这使得结构体更具面向对象的特性。

示例：在结构体中定义成员函数

1
#include <iostream>
2
#include <string>
3

4
struct Book {
5
    std::string title;
6
    std::string author;
7
    int pages;
8

9
    // 成员函数
10
    void printInfo() const {
11
        std::cout << "书名: " << title
12
                  << ", 作者: " << author
13
                  << ", 页数: " << pages << std::endl;
14
    }
15
};
16

17
int main() {
18
    Book myBook = {"C++ Primer", "Stanley B. Lippman", 976};
19
    myBook.printInfo();
20
    return 0;
21
}

输出：

1
书名: C++ Primer, 作者: Stanley B. Lippman, 页数: 976

使用结构体作为函数参数和返回值#

传递结构体给函数

1
struct Point {
2
    int x;
3
    int y;
4
};
5

6
// 通过值传递
7
void printPoint(Point p) {
8
    std::cout << "Point(" << p.x << ", " << p.y << ")" << std::endl;
9
}
10

11
// 通过引用传递
12
void movePoint(Point& p, int dx, int dy) {
13
    p.x += dx;
14
    p.y += dy;
15
}
16

17
int main() {
18
    Point p1 = {10, 20};
19
    printPoint(p1);
20

21
    movePoint(p1, 5, -5);
22
    printPoint(p1);
23

24
    return 0;
25
}

输出：

1
Point(10, 20)
2
Point(15, 15)

从函数返回结构体

1
struct Rectangle {
2
    int width;
3
    int height;
4
};
5

6
// 计算面积的结构体
7
struct Area {
8
    int value;
9
};
10

11
// 函数返回结构体
12
Area calculateArea(Rectangle rect) {
13
    Area area;
14
    area.value = rect.width * rect.height;
15
    return area;
16
}
17

18
int main() {
19
    Rectangle rect = {5, 10};
20
    Area rectArea = calculateArea(rect);
21
    std::cout << "矩形面积: " << rectArea.value << std::endl;
22
    return 0;
23
}

输出：

1
矩形面积: 50

什么是结构体？#

结构体的基本使用#

定义和声明结构体#

创建结构体变量#

访问结构体成员#

结构体初始化#

结构体与类的比较#

类与结构体的相似之处#

类与结构体的区别#

结构体的高级用法#

嵌套结构体#

结构体数组#

结构体指针#

使用 `typedef` 简化结构体定义#

结构体中的函数#

使用结构体作为函数参数和返回值#

文章分享

评论区

什么是结构体？#

结构体的基本使用#

定义和声明结构体#

创建结构体变量#

访问结构体成员#

结构体初始化#

结构体与类的比较#

类与结构体的相似之处#

类与结构体的区别#

结构体的高级用法#

嵌套结构体#

结构体数组#

结构体指针#

使用 typedef 简化结构体定义#

结构体中的函数#

使用结构体作为函数参数和返回值#

文章分享

评论区

使用 `typedef` 简化结构体定义#