C++结构体知识点详解 – 编程小白入门指南

C++结构体(struct)知识点详解

编程小白入门指南 – 通俗易懂的大白话解释

结构体是C++中组织相关数据的强大工具，本文将用简单易懂的方式解释所有核心概念

学生信息结构体

int id

string name

int age

float gpa

结构体可视化

结构体就像一个”数据容器”，可以把多个不同类型的数据打包在一起。

例如，这个”学生信息”结构体包含：

学号 (整数类型)
姓名 (字符串类型)
年龄 (整数类型)
平均成绩 (浮点数类型)

使用结构体后，一个学生的所有信息可以作为一个整体处理，不需要分开管理多个变量。

1. 什么是结构体？

结构体(struct)是C++中一种自定义的数据类型，它允许你将多个不同类型的数据组合在一起，形成一个新的复合数据类型。

大白话解释：

想象结构体就像一个”数据盒子”：

这个盒子可以装各种不同类型的东西（数据）
你可以给盒子里的每个物品贴上标签（成员变量）
整个盒子有一个名字（结构体名称）
需要时可以创建多个相同的盒子（结构体变量）

为什么需要结构体？

当你要处理一组相关的数据时，比如一个学生的信息（学号、姓名、年龄、成绩），使用结构体可以将这些数据打包在一起，使代码更整洁、更易管理。

2. 如何定义结构体？

使用struct关键字定义结构体，后面跟着结构体名称和一对花括号{}，括号内定义成员变量。

                    struct Student { // 定义名为Student的结构体

                        int id;         // 学号

                        string name;   // 姓名

                        int age;        // 年龄

                        float gpa;     // 平均成绩

                    }; // 注意结尾的分号

注意：结构体定义结尾的分号;不能省略！

重要细节：

结构体定义通常放在main函数外面（全局位置）
结构体名称通常首字母大写（约定俗成，非强制）
成员变量可以是任意C++数据类型，甚至是其他结构体

3. 创建结构体变量

定义结构体后，就可以像使用基本类型(int, float等)一样创建结构体变量。

创建单个结构体变量：

                    // 创建Student类型的变量

                    Student s1; // 名为s1的学生

                    Student s2; // 名为s2的学生

创建结构体数组：

                    // 创建包含30个学生的数组

                    Student class1[30];

创建结构体指针：

Student* ptr = &s1; // 指向s1的指针

4. 访问结构体成员

使用点运算符.访问结构体变量的成员，使用箭头运算符->访问结构体指针的成员。

访问普通变量成员：

                    Student s1;

                    s1.id = 1001;          // 设置学号

                    s1.name = “张三”;       // 设置姓名

                    s1.age = 18;            // 设置年龄

                    s1.gpa = 3.75;         // 设置GPA

                    cout << s1.name;       // 输出姓名

                    cout << s1.gpa;         // 输出GPA

访问指针成员：

                    Student s1;

                    Student* ptr = &s1;  // ptr指向s1

                    ptr->id = 1002;        // 相当于s1.id = 1002

                    ptr->name = “李四”;     // 相当于s1.name = “李四”

                    cout << ptr->age;      // 输出年龄

5. 初始化结构体

结构体有多种初始化方式，可以在创建变量时直接初始化。

方式1：按顺序初始化

                    // 按定义成员的顺序提供值

                    Student s1 = {1003, “王五”, 19, 3.8};

方式2：指定成员初始化(C++11及以上)

                    // 明确指定成员赋值，顺序无关

                    Student s2 {

                        .id = 1004,

                        .name = “赵六”,

                        .age = 20,

                        .gpa = 3.9

                    };

方式3：创建后逐个赋值

                    Student s3;

                    s3.id = 1005;

                    s3.name = “钱七”;

                    s3.age = 21;

                    s3.gpa = 4.0;

6. 结构体与函数

结构体可以作为函数参数传递，也可以作为函数返回值。

结构体作为函数参数：

                    // 打印学生信息的函数

                    void printStudent(Student s) {

                        cout << "ID: " << s.id << endl;

                        cout << "姓名: " << s.name << endl;

                        cout << "年龄: " << s.age << endl;

                        cout << "GPA: " << s.gpa << endl;

                    }

                    // 调用函数

                    printStudent(s1);

结构体作为返回值：

                    // 创建学生信息的函数

                    Student createStudent(int id, string name, int age, float gpa) {

                        Student s;

                        s.id = id;

                        s.name = name;

                        s.age = age;

                        s.gpa = gpa;

                        return s; // 返回结构体

                    }

                    // 调用函数

                    Student newStudent = createStudent(1006, “孙八”, 22, 3.95);

7. 结构体嵌套

一个结构体中可以包含另一个结构体作为其成员，这称为结构体嵌套。

                    struct Date {

                        int year;

                        int month;

                        int day;

                    };

                    struct Student {

                        int id;

                        string name;

                        Date birthday; // 嵌套Date结构体

                        float gpa;

                    };

                    // 使用嵌套结构体

                    Student s;

                    s.id = 1007;

                    s.name = “周九”;

                    s.birthday.year = 2003; // 访问嵌套成员

                    s.birthday.month = 5;

                    s.birthday.day = 15;

                    s.gpa = 3.85;

8. 结构体与类的区别

在C++中，结构体(struct)和类(class)非常相似，但有一个关键区别：

特性	结构体(struct)	类(class)
默认访问权限	public (公有)	private (私有)
继承默认权限	public	private
常见用途	数据集合（纯数据）	对象（数据+方法）
用法	简单数据打包	面向对象编程

注意：现代C++中，结构体也可以包含成员函数、构造函数等，与类几乎相同。主要区别仅在于默认访问权限。

结构体使用总结

何时使用结构体：当你需要将一组相关的数据组合在一起时
优势：提高代码可读性、组织性和可维护性
典型应用场景：
- 表示点坐标 (x, y)
- 存储学生/员工信息
- 表示复数 (实部+虚部)
- 游戏开发中的角色属性
- 任何需要组合数据的场景
最佳实践：
- 给结构体起一个描述性的名字
- 成员变量名要清晰表达其含义
- 相关函数可以放在结构体内部或外部
- 对于大型对象，考虑使用类(class)