C++ 结构体（struct）

在C++编程语言中，结构体（struct）是一种强大的数据结构，它允许我们将不同类型的数据项组合成一个单一的类型。本文将深入探讨C++中结构体的相关知识点，并提供实际应用示例。

结构体的定义与特性

结构体是一种用户自定义的数据类型，它允许我们将多个变量组合在一起，这些变量可以是不同的数据类型。
结构体的定义通常如下所示：

struct StructName {DataType1 member1;DataType2 member2;// ...
};

在C++中，结构体与类（class）非常相似，主要区别在于默认的访问权限：结构体的成员默认是public，而类的成员默认是private。

结构体的实例化与访问

结构体可以通过以下方式进行实例化：

StructName instanceName;

或者在声明时直接初始化：

StructName instanceName = {value1, value2};

访问结构体成员可以通过点（.）操作符：

instanceName.member1 = someValue;
DataType2 temp = instanceName.member2;

结构体与函数

结构体可以作为函数的参数传递，也可以作为函数的返回值。这使得结构体成为处理复杂数据的有力工具。

作为参数传递

void function(StructName param) {// 操作param
}

作为返回值

StructName function() {StructName result;// 初始化resultreturn result;
}

结构体与数组

结构体可以作为数组的元素，这使得我们可以创建同类型数据项的集合。

StructName array[10];

指针与结构体

结构体指针允许我们访问和操作结构体变量的地址。这对于动态内存分配和复杂的数据操作非常有用。

StructName* ptr = &instanceName;

结构体的应用示例

简单的数据封装

#include <iostream>
using namespace std;struct Point {int x, y;
};int main() {Point p = {1, 2};cout << "Point coordinates: (" << p.x << ", " << p.y << ")" << endl;return 0;
}

复杂数据结构

#include <iostream>
using namespace std;struct Book {string title;string author;int year;
};int main() {Book library[3] = {{"The Great Gatsby", "F. Scott Fitzgerald", 1925},{"1984", "George Orwell", 1949},{"To Kill a Mockingbird", "Harper Lee", 1960}};for (int i = 0; i < 3; ++i) {cout << "Title: " << library[i].title<< ", Author: " << library[i].author<< ", Year: " << library[i].year << endl;}return 0;
}

C++ Struct 的优点

代码组织性更好：C++ Struct 可以将相关的变量和函数组合在一起，提高代码的组织性和可读性。
数据封装：C++ Struct 可以将数据封装在结构体中，提高数据的安全性和可靠性。
代码复用：C++ Struct 可以定义结构体函数，提高代码的复用性。

C++ Struct 的常见应用

数据库：C++ Struct 可以用于定义数据库中的表结构和记录结构。
文件操作：C++ Struct 可以用于定义文件中的数据结构和格式。
网络通信：C++ Struct 可以用于定义网络通信中的数据包结构和格式。
游戏开发：C++ Struct 可以用于定义游戏中的角色、物品和场景结构。

C/C++中的struct

特性	C语言中的struct	C++语言中的struct
默认访问权限	public（成员默认为公开）	private（成员默认为私有）
包含函数/方法	不支持	支持（可以包含成员函数）
继承	不支持	支持（可以继承自其他struct或class）
构造函数和析构函数	不支持	支持（可以定义构造函数和析构函数）
内存对齐	由编译器决定，不可控制	可以通过`#pragma pack`控制
匿名结构体	支持	不支持
模板	不支持	支持（可以创建模板struct）
联合体和枚举	支持	支持（C++还支持`enum class`）

struct 和 typedef struct 联系与区别

struct typedef struct
定义方式定义一个结构体为一个结构体定义一个新的名称
使用方式必须使用 struct 关键字来引用该结构体可以直接使用新的名称来引用该结构体
类型名 struct XXX XXX
例子 struct Person { int age; char name[20]; }; typedef struct { int age; char name[20]; } Person;
优点清晰地定义了结构体的类型使代码更简洁易读
缺点每次引用结构体时都需要使用 struct 关键字可能会导致类型名冲突

struct 用于定义一个结构体。
typedef struct 用于为一个结构体定义一个新的名称。
struct 和 typedef struct 都可以用来定义结构体，但 typedef struct 更常用，因为它可以使代码更简洁易读。
当使用 struct 定义结构体时，必须使用 struct 关键字来引用该结构体，而当使用 typedef struct 定义结构体时，可以直接使用新的名称来引用该结构体。