结构体

　　C++是C语言的继承，它既可以进行C语言的过程化程序设计，又可以进行以抽象数据类型为特点的基于对象的程序设计，还可以进行以继承和多态为特点的面向对象的程序设计。

　　在C语言中，结构体是一种数据结构，是C语言中聚合数据类型的一类。结构体可以被声明为变量、指针和数组等，用以实现较复杂的数据结构。结构体同时也是一些元素的集合，这些元素称为结构体的成员，且这些成员可以为不同的类型，成员一般用名字访问。

　　C++提供了许多种基本的数据类型(如int、float、double、char等)供用户使用。但是由于程序需要处理的问题往往比较复杂，而且呈多样化，已有的数据类型显得不能满足使用要求。因此C++允许用户根据需要自己声明一些类型,用户可以自己声明的类型还有结构体类型(structure)、共用体类型(union)、枚举类型(enumeration)、类类型(class )等，这些统称为用户自定义类型(user-defined type,UDT)。 

　　在一个组合项中包含若干个类型不同（当然也可以相同）的数据项。C和C++允许用户自己指定这样一种数据类型，它称为结构体。它相当于其他高级语言中的记录(record)。

　　例如，可以通过下面的声明来建立结构体数据类型。

struct Student　　　　　　//声明一个结构体类型Student
{
int num;　　　　　　　　　　//包括一个整型变量num
char name[20];    　  　　//包括一个字符数组name，可以容纳20个字符
char sex;　　　　　  　　　//包括一个字符变量sex
float score;　　　　  　　//包括一个单精度型变量
};　　　　　　　　　   　　//最后有一个分号

　　这样，程序设计者就声明了一个新的结构体类型Student(struct是声明结构体类型时所必须使用的 关键字，不能省略)，它向编译系统声明： 这是一种结构体类型，它包括num, name, sex, score等不同类型的数据项。上面的声明中Student就是结构体类型名。大括号内是该结构体中的全部成员(member)，由它们组成一个特定的结构体。在声明一个结构体类型时必须对各成员都进行 类型声明即类型名成员名；每一个成员也称为结构体中的一个域(field)。成员表列又称为域表。

　　应当说明Student是一个类型名，它和系统提供的标准类型（如int、char、float、double 一样，都可以用来定义变量，只不过 结构体类型需要事先由用户自己声明而已。

　　结构体相当于一个模型，其中并无具体数据，系统不为之分配实际的内存单元。只有定义了结构体变量，系统才会为之分配内存单元。

(1)先声明结构体类型再定义变量名如上面已定义了一个结构体类型Student，可以用它来定义结构体变量。如

struct Student student1, student2；

以上定义了两个结构体变量：student1和student2。它们在内存中各占29个字节：4+20+1+4=29。

　　但是这里需要 注意：名义上计算大小为29，根据不同编译器，内存存储会有所不同.在存储该结构体时会按照内存对齐进行相关处理，系统默认对齐系数为4（即按int类型对齐，粗略认识可以认为每相邻两个数据成员存储是大小是4的整数倍，请参考下面对比结构体），详情请参考内存对齐，因此该结构体实际大小为：32，具体计算如下：

{
int num;//整型，4个字节
char name[20];//字符数组20个字节，4的整数倍，取20字节
char sex;//字符类型，一个字节，往下不能凑齐4个字节，因此取4个字节
float score;//4个字节
}　　

故实际大小为：4+20+4+4=32

 

(2) 在声明类型的同时定义变量

struct Student　　　//声明一个结构体类型Student
{
int num;　　　　　　//包括一个整型变量num
char name[20];    　   //包括一个字符数组name，可以容纳20个字符
char sex;　　　　　  //包括一个字符变量sex
float score;　　　　  //包括一个单精度型变量
}student1,student2;　//定义两个结构体类型Student的变量student1,student2

这种形式的定义的一般形式为

struct 结构体名
{
成员表列
}变量名列表；

(3) 直接定义结构体类型变量

其一般形式为

struct　　//注意没有结构体类型名
{
成员表列
} 变量名表列；

　　这种方法虽然合法，但很少使用。提倡 先定义类型后定义变量的第(1)种方法。在程序比较简单，结构体类型只在本文件中使用的情况下，也可以用第(2)种方法。　

 

关于结构体类型，有几点要说明：

(1) 不要误认为凡是结构体类型都有相同的结构。实际上，每一种结构体类型都有自己的结构，可以定义出许多种具体的结构体类型。

(2) 类型与变量是不同的概念，不要混淆。只能对结构体变量中的成员赋值，而不能对结构体类型赋值。在编译时，是不会为类型分配空间的，只为变量分配空间。

(3) 对结构体中的成员（即“域”），可以单独使用，它的作用与地位相当于普通变量。

(4) 成员也可以是一个结构体变量。

(5) 结构体中的成员名可以与程序中的 变量名相同,但二者没有关系。

 

初始化：对结构体变量可以在 定义时指定初始值。

struct Student
{
int num;
char name[20];
char sex;
float score;
}student1={10001,"Zhang Xin",'M',90.5};

也可以采取声明类型与定义变量分开的形式，在 定义变量时进行初始化：

student2= student1;

　

变量：

(1) 可以将一个结构体变量的值赋给另一个具有相同结构的结构体变量。

例：student1= student2;

(2) 可以引用一个结构体变量中的一个成员的值。

例：student1.num表示结构体变量student1中的成员的值。（引用结构体变量中成员的一般方式为：结构体变量名.成员名）
(3) 如果成员本身也是一个结构体类型,则要用若干个成员运算符,一级一级地找到最低一级的成员。

(4) 不能将一个结构体变量作为一个整体进行输入和输出，只能对结构体变量中的各个成员分别进行输入和输出。

(5) 对结构体变量的成员可以像普通变量一样进行各种运算（根据其类型决定可以进行的运算种类）。

　　由于“.”运算符的优先级最高，student1.age++相当于(student1.age)++ 。

(6) 可以引用结构体变量成员的地址，也可以引用结构体变量的地址。

　　cout<<&student1;//输出student1的首地址

　　cout<<&student1.age;//输出student1.age的地址

　　结构体变量的地址主要用作函数参数，将结构体变量的地址传递给形参。

 

指针：一个结构体变量的指针就是该变量所占据的内存段的起始地址。可以设一个指针变量，用来指向一个结构体变量，此时该指针变量的值是结构体变量的起始地址。

① 结构体变量.成员名。如stu.num。

② (*p).成员名。如(*p).num。

③ p->成员名。如p->num。含义是得到P指向的结构体变量的成员n的值。其中“->”称为指向运算符。

p->n++ 得到p指向的结构体变量中的成员n的值，用完该值后使它加1。

++p->n 得到p指向的结构体变量中的成员n的值，并使之加1，然后再使用它。

 

　　在C语言中，结构体的成员只能是数据(如上面例子中所表示的那样)。C++中结构体的成员既可以包括数据(即数据成员)，又可以包括 函数(即函数成员)，以适应面向对象的程序设计。

基本用在很多数据，需要一个结构体来封装这些数据。而类的话，是面向对象的思想，可以有很多接口让人调用，私有变量等外部不能调用，还有保护类型的变量。

结构体也可以被认为是一种特殊的类，它不存在任何函数，构造和析构函数也没有，而且是一个公共的的类。

结构体在默认情况下成员是公共的（public），类在默认情况下成员是私有的(private)。

C++结构体内部成员变量及成员函数默认的访问级别是public，而c++类的内部成员变量及成员函数的默认访问级别是private。

C++结构体的继承默认是public，而c++类的继承默认是private。

类要加上public变成共有的才能被访问，而结构本身就是共有的可直接访问。

C定义结构体变量时需要加struct关键字，C++中定义结构体变量时可以不加struct关键字。

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