C++青少年简明教程：结构体
在C++中，结构体（struct）是一种复合数据类型，它可以包含多个不同类型的数据成员（例如整数、浮点数、字符串、其他结构体等）。结构体的主要用途是将一组逻辑相关的数据项组织在一起。结构体中的每个元素称为成员（member）。结构体主要用于处理具有多个属性的复杂数据结构。
定义结构体的基本语法如下：
struct StructName {
Type1 member1;
Type2 member2;
// ...
};
其中，StructName是你为结构体定义的名称，Type1和Type2是成员变量的类型，member1和member2是成员变量的名称。
阅读C++中的结构体资料时，常见的说法结构体变量，结构体对象、结构体实例基本上是指的同一件事情。这些术语都是指的由结构体定义创建的变量。在C++中，结构体是一种用户定义的数据类型，因此由结构体创建的变量也可以被视为对象（或实例）。例如：
假设有结构体定义：
struct Student {
std::string name;
int age;
float grade;
};
你可以使用这个结构体定义来创建一个结构体变量（或结构体对象，或结构体实例）：
Student s;
创建结构体的实例后，就可以使用点运算符.来访问和调用结构体的成员。这包括结构体的数据成员和函数成员。
下面是一个具体的示例，定义了一个名为Student的结构体，包含了三个成员：name，age和grade。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;struct Student {string name;int age;float grade;
};int main() {// 创建一个Student结构体的实例Student s;s.name = "John Doe";s.age = 20;s.grade = 3.7;// 输出Student结构体的信息cout << "Name: " << s.name << "\n";cout << "Age: " << s.age << "\n";cout << "Grade: " << s.grade << "\n";return 0;
}
在这个示例中，首先定义了一个Student结构体，然后在main函数中创建了一个Student的实例s，并为其成员赋值。然后，使用cout输出了Student实例的信息。其中使用.运算符来访问和设置s的数据成员name、age和grade。
注意，结构体的成员可以是任何类型，包括其他结构体。此外，结构体也可以包含函数【这些函数被称为成员函数（member function），成员函数可以访问结构体中的成员变量，并根据需要对这些变量进行操作】，这使得它们在功能上与类（class）非常相似。实际上，类和结构体的主要区别在于默认的访问级别：类的成员默认为私有（private），而结构体的成员默认为公有（public）。
下面是一个包含函数的结构体的例子：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;struct Student {string name;int age;float grade;// 这是一个成员函数，它可以访问结构体的所有成员void print() {cout << "Name: " << name << "\n";cout << "Age: " << age << "\n";cout << "Grade: " << grade << "\n";}
};int main() {// 创建一个Student结构体的实例Student s;s.name = "John Doe";s.age = 20;s.grade = 3.7;// 使用成员函数输出Student结构体的信息s.print();return 0;
}
在这个例子中，我们在Student结构体中定义了一个名为print的成员函数，它可以直接访问并打印结构体的所有成员。然后，在main函数中，我们创建了一个Student的实例，并使用。运算符调用了print函数来打印学生的信息。
C++结构体可以作为函数参数或返回值，方便地在程序的不同部分传递相关数据。相比于传递多个独立变量，使用结构体更加简洁和高效。
下面是一个示例，演示如何使用结构体来传递数据，以及将结构体用作函数参数和返回值：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;// 定义一个结构体，用于存储学生信息
struct Student {string name;int age;double gpa;
};// 函数声明，接受一个 Student 结构体并打印信息
void printStudentInfo(const Student& student) {cout << "Name: " << student.name << endl;cout << "Age: " << student.age << endl;cout << "GPA: " << student.gpa << endl;
}// 函数声明，返回一个 Student 结构体
Student createStudent(const string& name, int age, double gpa) {Student student;student.name = name;student.age = age;student.gpa = gpa;return student;
}int main() {// 创建一个 Student 结构体实例Student student1 = createStudent("Alice", 20, 3.8);// 打印学生信息printStudentInfo(student1);return 0;
}
输出结果：
Name: Alice
Age: 20
GPA: 3.8
下面给出一个求矩形面积和周长的示例
#include <iostream>
using namespace std;// 定义一个表示矩形的结构体
struct Rectangle {double width; // 矩形宽度double height; // 矩形高度// 成员函数:计算矩形面积double area() {return width * height;}// 成员函数:计算矩形周长double perimeter() {return 2 * (width + height);}
};int main() {Rectangle rect; // 创建一个Rectangle对象rect.width = 3.0; // 初始化widthrect.height = 4.0; // 初始化height// 调用成员函数double area = rect.area();double perim = rect.perimeter();// 输出结果std::cout << "Area: " << area << std::endl; // 输出 12.0std::cout << "Perimeter: " << perim << std::endl; // 输出 14.0return 0;
}
对上面程序改进，使用构造函数
构造函数是一种特殊的成员函数，它在创建对象时自动被调用，用于初始化对象的数据成员。构造函数在创建对象时必须被调用，如果没有提供构造函数，编译器会自动生成一个默认的无参构造函数。但是，如果你需要在对象创建时执行一些特殊的初始化操作，就必须自己定义构造函数。
构造函数是一个特殊的成员函数，它用于初始化对象。在C++中，构造函数的名字与类名（或结构体名）相同，并且没有返回类型（包括void）。对于上面的Rectangle结构体，如果你想添加一个构造函数来初始化宽度和高度：
Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}
解释一下：
Rectangle(double w, double h)定义了一个构造函数,它接收两个double类型的参数w和h。
width(w), height(h)是初始化列表，使用传入的w和h值初始化Rectangle类的width和height成员变量。
初始化列表的形式为:成员变量名(值)。
大括号{}内可以添加构造函数需要执行的其他操作，但这里是空的。
改进后的源码如下：
#include <iostream>
using namespace std;// 定义一个表示矩形的结构体
struct Rectangle {double width; // 矩形宽度double height; // 矩形高度// 构造函数Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}// 成员函数:计算矩形面积double area() {return width * height;}// 成员函数:计算矩形周长double perimeter() {return 2 * (width + height);}
};int main() {// 创建一个矩形对象Rectangle rect(3.0, 4.0);// 调用成员函数计算面积和周长double area = rect.area();double perim = rect.perimeter();// 输出结果cout << "Area: " << area << endl; // 输出 12.0cout << "Perimeter: " << perim << endl; // 输出 14.0return 0;
}
C++结构体(struct)小结
结构体允许将不同的数据类型组合成一个单一实体,使相关数据保持在一起，提高代码的可读性和可维护性。例如，可以使用结构体来表示一个学生的信息，包括姓名、年龄、成绩等。
结构体可以作为函数参数或返回值，方便地在程序的不同部分传递相关数据。相比于传递多个独立变量，使用结构体更加简洁和高效。
结构体源于C语言，C++完全兼容C语言中的结构体概念，C语言中的结构体不支持成员函数，但C++中的结构体可以包含成员函数。