C++学习笔记：struct结构体

1.结构体概述

C++语言中的2种类型：原生类型（如int、char等）和自定义类型（如class，struct，enum等）。结构体类型是一种自定义类型，是一个或多个变量的集合，这些变量的类型可以不同。

例如一名学生可以由姓名和性别来描述，结构体中的成员也可以是一个结构体，例如名字由姓+名来描述。结构体由关键字struct来声明。

2.结构体的定义和使用

结构体使用时可以先定义好结构体类型，然后再用定义好的类型来定义变量。访问结构体成员则是变量名.成员名，举个栗子：

#include<stdio.h>

struct student{
    
    	//定义结构体类型
	char name[20];
	int age;
};

int main(int argc,char**argv)
{
    
    
	struct student a;//用定义好的结构体类型来定义变量
	a.age=20;//访问结构体成员
	printf("%d.\n",a.age);
	return 0;
}

结构体也可以在定义结构体类型的同时定义结构体变量，下面这段代码就是在定义了一个struct student结构体类型的同时定义了一个struct student类型的变量stu：

#include<stdio.h>

struct student{
    
    	//定义结构体类型
	char name[20];
	int age;
}stu;//定义结构体类型的同时定义了一个struct student类型的变量stu

int main(int argc,char**argv)
{
    
    
	stu.age=20;//访问结构体成员
	printf("%d.\n",stu.age);
	return 0;
}

这里要注意，当使用typedef来对结构体类型重命名的时候，例如下面这段代码，{}后面跟着的stu是新的类型名，而不再是个变量：

#include<stdio.h>

typedef struct student{
    
    	//定义结构体类型
	char name[20];
	int age;
}stu;//stu是新的类型名 而不是一个变量

int main(int argc,char**argv)
{
    
    
	stu a;
	a.age=20;
	printf("%d.\n",a.age);
	return 0;
}

3.从数组到结构体的进步之处

结构体可以认为是从数组发展而来的。其实数组和结构体都算是数据结构的范畴了，数组就是最简单的数据结构、结构体比数组更复杂一些，链表、哈希表之类的比结构体又复杂一些；二叉树、图等又更复杂一些。

数组有2个明显的缺陷：

1.定义时必须明确给出大小，且这个大小在以后不能再更改；
2.数组要求所有的元素的类型必须一致，更复杂的数据结构就致力于解决数组的这两个缺陷；

结构体就是用来解决数组的第二个缺陷的，可以将结构体理解为一个其中元素类型可以不相同的数组。结构体完全可以取代数组，只是在数组可用的范围内数组比结构体更简单。

4.结构体变量中的元素访问

数组中元素的访问方式表面上有2种：数组下标方式和指针方式，实质上这两种都是指针方式访问。

结构体变量中的元素访问方式只有一种，用 .或者 ->的方式来访问。当通过变量名来访问成员是就用变量名.成员名来访问，当通过指针来访问成员时，就用指针名->成员名来访问，举个栗子：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

typedef struct student{
    
    	//定义结构体类型
	char name[20];
	int age;
}stu;//stu是新的类型名 而不是一个变量

int main(int argc,char**argv)
{
    
    
	//通过变量名来访问成员是就用变量名.成员名来访问
	stu a;
	a.age=20;
	printf("%d.\n",a.age);

	//通过指针来访问成员时，就用指针名->成员名来访问
	stu* pa=(stu*)malloc(sizeof(stu));
	//C++可以用new
	//stu* pa=new stu;
	pa->age=30;
	printf("%d.\n",pa->age);
	return 0;
}

这里要注意的就是第17行，当定义一个结构体指针的时候还要手动申请一个该结构体的内存，然后把返回的指针给声明的结构体指针，才能用->正确引用。否则内存中只分配了指针的内存，没有分配结构体的内存，结构体实际上是不存在的。这时候用->引用会导致Segmentation fault (core dumped)。

结构体的访问方式有点类似于数组下标的方式，结构体变量成员的 .或者 ->访问本质上还是用指针来访问的。

5.struct和class的区别

5.1 C和C++中struct的区别

①在C语言中结构体不支持成员函数（只能通过函数指针成员变量间接支持），而C++源生支持。

②C语言中不支持static成员，而C++中支持，C++ static class是一个大知识点。

③在访问权限上，C语言结构体内的成员默认并且永远都是public的，C++中也默认public，但是也可以显式指定为public、private、protected三者之一。

④继承特性上，C语言中不支持继承（只能通过结构体包含来间接实现），而C++源生支持，且struct和class可以互相继承。
。
⑤初始化方面，C语中靠初始化式（gcc扩展了初始化语法），而C++靠构造函数，所以初始化更自由可定制化。

5.2 C++中struct和class的区别

①默认成员权限，struct默认public，class默认private。

②继承关系的权限管控，struct默认public，class默认private。

③struct和class交叉继承时，默认的权限管控取决于子类而不是基类。

④模板相关使用都用class而不用struct了。

5.3 总结

C++中struct和class差别不大，大多数情况下都可以直接替换使用而不出错，但是C++中struct其实有点“人格分裂”，他既要兼容C中struct，又要像C++的class。

除非是只需要打包几个变量数据就用C方式的struct，否则如果需要面向对象式编程就用class。