C++基础入门 – 结构体|数组|指针

结构体

什么是结构体

在C/C++中，结构体属于用户自定义的数据类型，允许用户存储不同的数据类型。它可以把几种不同类型的数据项集合成结构体这样的单一类型。

”在 C 语言中，可以定义结构体类型，将多个相关的变量包装成为一个整体使用。在结构体中的变量，可以是相同、部分相同，或完全不同的数据类型。在 C 语言中，结构体不能包含函数。在面向对象的程序设计中，对象具有状态（属性）和行为，状态保存在成员变量中，行为通过成员方法（函数）来实现。C 语言中的结构体只能描述一个对象的状态，不能描述一个对象的行为。在 C++ 中，考虑到 C 语言到 C++ 语言过渡的连续性，对结构体进行了扩展，C++ 的结构体可以包含函数，这样，C++ 的结构体也具有类的功能，与class 不同的是，结构体包含的函数默认为 public，而不是 private。”——引用自“菜鸟教程”结构体变量和结构体类型的定义 | 菜鸟教程

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结构体作用

“在实际项目中，结构体是大量存在的。研发人员常使用结构体来封装一些属性来组成新的类型。

结构体在函数中的作用不是简便，其最主要的作用就是封装。封装的好处就是可以再次利用。让使用者不必关心这个是什么，只要根据定义使用就可以了。”

引用自“菜鸟教程”

如何创建结构体

语法：struct 结构体名 { 结构体成员列表 };

示例：

struct Student
{
    string name;
    int age;
};

结构变量的使用

结构是一个新的数据类型，因此结构变量也可以跟其它类型的变量一样赋值、运算，不同的是结构变量是以成员作为基本变量。

结构成员的表示方式为:结构变量.成员名

结构体声明一共有三种方式，既可以在结构体定义的时候进行声明，也可以像普通变量一样进行声明。

1. struct 结构体 变量名
   在C++中定义结构体变量时可以省略struct,但C不可以省略。所以以下示例中在声明变量时都省略了struct关键字。

   
   int  main()
   {
       Student stu1;
       stu1.name="Miracle";
       stu1.age=20;
       cout<<"学生："<<stu1.name<<endl<<"年龄："<<stu1.age<<endl;
       system("pause");
       return 0;
   }

2. struct 结构体名 变量名 = {成员1初始... }

   Student stu2={"Miracle",20};
       cout<<"学生："<<stu2.name<<endl<<"年龄："<<stu2.age<<endl;
       system("pause");

3. 在定义结构体时，创建一个结构体变量。

   struct Student
   {
       string name;
       int age;
   }s3;
   

   int  main()
   {
       s3.name="Miracle";
       s3.age=20;
       cout<<"学生："<<s3.name<<endl<<"年龄："<<s3.age<<endl;
       system("pause");
       return 0;
   }

完整示例：

#include <iostream>
#include "stdlib.h"
#include <string>
using namespace std;
struct Student
{
    string name;
    int age;
}s3;


int  main()
{
    Student stu1;
    stu1.name="Miracle";
    stu1.age=20;
    cout<<"学生："<<stu1.name<<endl<<"年龄："<<stu1.age<<endl;
    
    Student stu2={"Miracle",20};
    cout<<"学生："<<stu2.name<<endl<<"年龄："<<stu2.age<<endl;
    
    s3.name="Miracle";
    s3.age=20;
    cout<<"学生："<<s3.name<<endl<<"年龄："<<s3.age<<endl;
    system("pause");
    return 0;
}

如何初始化结构体

在C程序中，结构体成员在进行声明时是不能初始化的，比如下面的程序，在C程序中是不允许的。

struct Point
{
   int x = 0;  
   int y = 0;  
};

但是在C++中，C++11及以后是可以进行初始化的，以上代码是没有错误的。

结构体数组

结构体数组与基本类型数组概念一样，由于篇幅有限，本文不作多述。对于数组的概念，可以查阅文章C++语言基础入门(4) - 数组|序列

语法：struct 结构体名 数组名[元素个数] = { };

结构体定义

示例：

struct Student
{
    string name;
    int age;
};

结构体数组变量声明

struct Student students[2]={
        {"M1",20},
        {"M2",20}
    };
    int len=sizeof(students)/sizeof(students[0]);
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        cout<<"学生："<<students[i].name<<"  年龄："<<students[i].age<<endl;
    }

结果 输出：

学生：M1  年龄：20
学生：M2  年龄：20

2022/11/2 11:00 有点累了，休息会，放空一下大脑。

结构体指针

结构指针是指向结构的指针。它由一个加在结构变量名前的* 操作符来定义, 例如用前面已说明的结构定义一个结构指针如下:

struct Student *student;

指针访问成员

使用结构指针对结构成员的访问，与结构变量对结构成员的访问在表达方式上有所不同。结构指针对结构成员的访问表示为:

结构指针名->结构成员 

示例：

struct Student stu4={"Miracle",20}; 
struct Student *p=&stu4; 
cout<<"学生："<<p->name<<" 年龄："<<p->age<<endl;

实际上，student->name 就是 (*student).name 的缩写形式，互相等价。

示例：

 struct Student stu4={"Miracle",20};
    struct Student *p=&stu4;
    cout<<"学生："<<p->name<<"  年龄："<<p->age<<endl;
    p->name="M4";
    cout<<"学生："<<p->name<<"  年龄："<<p->age<<endl;
    cout<<"学生："<<(*p).name<<"  年龄："<<(*p).age<<endl;
    (*p).name="M5";
    cout<<"学生："<<p->name<<"  年龄："<<p->age<<endl;
    cout<<"学生："<<(*p).name<<"  年龄："<<(*p).age<<endl;
    system("pause");

结果：

注意：需要指出的是结构指针是指向结构的一个指针，即结构中第一个成员的首地址，因此在使用之前应该对结构指针初始化，即分配整个结构长度的字节空间。

测试：

cout<<"Loc(stu.name):"<<&stu4.name<<endl;
    cout<<"Loc(p):"<<p<<endl;

结果：

结构体的嵌套结构

嵌套结构是指在一个结构成员中可以包括其它一个结构

下面是一个有嵌套的结构的结构体定义

struct Address
{
    string country="China";
    string province;
    string city;
    string district;
    string specificAddress;
};
struct Student
{
    string name;
    int age;
    struct Address address;
};

如果要给 student 结构中成员 address 结构中的 province 赋值, 则可写成:student.address.province="FuJian"; 

结构体作参数

结构体参数与基本类型作参数可以说是如出一辙，并没有什么区别。也是分为值传递和引用传递。

见文章：

C++基础入门 - 值传递与引用参数|指针与函数

C++基础入门 - 函数

示例1：

void TestStructArg(Student stu)
{
    cout<<"学生："<<stu.name<<endl<<"年龄："<<stu.age<<endl;
}

示例2：

void TestStructArg(struct Student stu)
{
    cout<<"学生："<<stu.name<<endl<<"年龄："<<stu.age<<endl;
}

常量结构体

结构体作参数会发生值传递，会拷贝结构体下的所有成员，相比结构体指针来说，结构体值传递占用内存大。但若采用指针容易发生数据被修改。当我们一个函数仅需要读取结构体，不会对结构体数据作修改，那么有没有即安全又省内存的方法。有的，我们可以在结构体指针前标明const关键字，表面这个结构体指针是常量指针，指针指向的值不可修改。

关于常量指针，我有一篇文章很详细的介绍了，可以看C++语言入门-指针

示例：

    cout<<"---------------------按下任意按键测试即安全又不会发生拷贝的结构体参数传递-------------------------"<<endl;
    system("pause");
    system("cls");
    cout<<"----开始测试即安全又不会发生拷贝的结构体参数传递---"<<endl;
    stu5.name="Jack";
    TestStructArg(&stu5);
    system("pause");

TestStructArg方法定义

void TestStructArg(const Student *stu)
{
    cout<<"学生："<<stu->name<<endl<<"年龄："<<(*stu).age<<endl;
}

输出：

----开始测试即安全又不会发生拷贝的结构体参数传递---
学生：Jack
年龄：20
请按任意键继续. . .