020 C++的结构体(struct)
作者Lou Xiao, deepseek创建时间2025-04-02 15:17:56更新时间2025-04-02 15:17:56
1. struct基本概念
1.1 定义与声明
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struct Person {
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// 成员变量
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std::string name;
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int age;
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// 成员函数
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void introduce() {
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std::cout << "Name: " << name << ", Age: " << age << std::endl;
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}
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};
1.2 struct与class的区别
| 特性 | struct | class |
|---|---|---|
| 默认访问权限 | public | private |
| 继承默认权限 | public | private |
| 使用习惯 | 数据聚合 | 面向对象 |
2. struct的成员
2.1 数据成员
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struct Point {
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double x; // 公有数据成员
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double y;
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};
2.2 成员函数
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struct Rectangle {
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double width;
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double height;
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// 成员函数
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double area() {
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return width * height;
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}
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};
2.3 静态成员
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struct Counter {
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static int count; // 静态成员变量
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Counter() { count++; }
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static void showCount() { // 静态成员函数
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std::cout << "Count: " << count << std::endl;
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}
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};
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int Counter::count = 0; // 静态成员初始化
3. struct的高级特性
3.1 构造函数与析构函数
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struct Student {
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std::string name;
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int grade;
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// 默认构造函数
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Student() : name("Unknown"), grade(0) {}
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// 参数化构造函数
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Student(const std::string& n, int g) : name(n), grade(g) {}
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// 析构函数
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~Student() {
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std::cout << "Student " << name << " destroyed" << std::endl;
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}
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};
3.2 运算符重载
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struct Complex {
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double real;
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double imag;
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Complex operator+(const Complex& other) {
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return {real + other.real, imag + other.imag};
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}
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};
3.3 友元函数
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struct Box {
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private:
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double width;
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public:
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friend void printWidth(const Box& box); // 友元函数声明
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};
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void printWidth(const Box& box) {
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std::cout << "Width: " << box.width << std::endl;
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}
4. struct的继承与多态
4.1 继承
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struct Base {
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int baseData;
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void baseFunc() { /*...*/ }
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};
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struct Derived : Base { // 默认public继承
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int derivedData;
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void derivedFunc() { /*...*/ }
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};
4.2 多态
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struct Shape {
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virtual void draw() { // 虚函数
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std::cout << "Drawing a shape" << std::endl;
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}
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virtual ~Shape() {} // 虚析构函数
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};
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struct Circle : Shape {
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void draw() override {
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std::cout << "Drawing a circle" << std::endl;
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}
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};
5. struct的特殊用法
5.1 POD (Plain Old Data) 类型
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struct POD_Example {
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int x;
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double y;
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char z[10];
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};
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// 是POD类型，适合与C语言交互
5.2 位域
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struct BitField {
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unsigned int flag1 : 1; // 1位
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unsigned int flag2 : 3; // 3位
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unsigned int flag3 : 4; // 4位
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};
5.3 匿名struct
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struct {
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int x;
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int y;
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} point; // 直接创建point实例
6. 现代C++中的struct
6.1 结构化绑定 (C++17)
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struct Coordinate {
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int x;
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int y;
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int z;
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};
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Coordinate c{1, 2, 3};
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auto [x, y, z] = c; // 结构化绑定
6.2 用户定义推导指南 (C++17)
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struct Point {
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double x, y;
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Point(double a, double b) : x(a), y(b) {}
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};
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// 用户定义推导指南
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Point(double, double) -> Point;
6.3 三向比较运算符 (C++20)
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struct Book {
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std::string title;
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int year;
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auto operator<=>(const Book&) const = default;
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};
7. 最佳实践
- 使用
struct作为数据聚合体，class作为面向对象实现 - 对于简单的数据容器，优先使用
struct - 需要与C语言交互时，使用POD
struct - 考虑将相关操作作为成员函数加入
struct - 对于小型、频繁创建的对象，
struct通常比class更合适
8. 示例代码
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#include <iostream>
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#include <string>
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#include <compare>
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// 基本struct示例
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struct Employee {
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std::string name;
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int id;
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double salary;
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void display() const {
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std::cout << "ID: " << id << ", Name: " << name
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<< ", Salary: " << salary << std::endl;
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}
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};
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// 带构造函数的struct
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struct Date {
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int day, month, year;
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Date(int d, int m, int y) : day(d), month(m), year(y) {}
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void print() const {
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std::cout << day << "/" << month << "/" << year << std::endl;
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}
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};
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// 现代C++特性
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struct Product {
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std::string name;
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double price;
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int stock;
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// C++20三向比较
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auto operator<=>(const Product&) const = default;
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};
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int main() {
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Employee emp1{"John Doe", 1001, 50000.0};
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emp1.display();
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Date today{15, 6, 2023};
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today.print();
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Product p1{"Laptop", 999.99, 10};
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Product p2{"Phone", 699.99, 15};
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if (p1 < p2) {
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std::cout << p1.name << " is cheaper than " << p2.name << std::endl;
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}
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return 0;
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}