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09.C++结构体

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发布时间:2025-09-25 14:15:01

09.结构体

目录介绍

9.1 结构体概念
- 9.1.1 什么是结构体
9.2 结构体使用
- 9.2.1 结构体定义
- 9.2.2 结构体创建
9.3 结构体与函数
- 9.3.1 结构体做参数
- 9.3.2 结构体做返回值
- 9.3.3 结构体const场景
9.4 结构体数组
9.5 结构体嵌套
9.6 结构体指针
9.7 结构体与类关系
- 9.7.1 两者区别
- 9.7.2 看个案例
9.8 结构体案例
- 9.8.1 打印学生成绩
- 9.8.2 英雄排名

9.1 结构体概念

9.1.1 什么是结构体

结构体（struct） 是一种用户定义的数据类型，用于将不同类型的数据组合在一起。以便更方便地管理和操作这些数据。

9.2 结构体使用

9.2.1 结构体定义

结构体的定义使用 struct 关键字，语法如下：

struct 结构体名 {
    数据类型 成员1;
    数据类型 成员2;
    // ...
};

9.2.2 结构体创建

通过结构体创建变量的方式有三种：

struct 结构体名变量名
struct 结构体名变量名 = { 成员1值，成员2值...}
定义结构体时顺便创建变量

示例：

//结构体定义
struct student {
    //成员列表
    string name;  //姓名
    int age;      //年龄
    int score;    //分数
} stu3; //结构体变量创建方式3

int main() {
    //结构体变量创建方式1
    struct student stu1; //struct 关键字可以省略
    stu1.name = "张三";
    stu1.age = 18;
    stu1.score = 100;
    cout << "姓名：" << stu1.name << " 年龄：" << stu1.age  << " 分数：" << stu1.score << endl;
    //结构体变量创建方式2
    struct student stu2 = { "李四",19,60 };
    cout << "姓名：" << stu2.name << " 年龄：" << stu2.age  << " 分数：" << stu2.score << endl;
    //结构体变量创建方式3
    stu3.name = "王五";
    stu3.age = 18;
    stu3.score = 80;
    cout << "姓名：" << stu3.name << " 年龄：" << stu3.age  << " 分数：" << stu3.score << endl;
    return 0;
}

结构体的作用：

组织数据：结构体允许你将相关的数据项组合在一起，形成一个逻辑单元，便于管理和操作。
传递复杂数据：结构体可以作为函数参数传递，方便传递和操作复杂的数据结构。
定义自定义数据类型：通过结构体，你可以定义自己的数据类型，使代码更具可读性和可维护性。

9.3 结构体与函数

9.3.1 结构体做参数

作用：将结构体作为参数向函数中传递

传递方式有两种：

值传递
地址传递

示例：

//学生结构体定义
struct student {
	//成员列表
	string name;  //姓名
	int age;      //年龄
	int score;    //分数
};

//值传递
void printStudent(student stu) {
	stu.age = 28;
	cout << "子函数中 姓名：" << stu.name << " 年龄： " << stu.age  << " 分数：" << stu.score << endl;
}

//地址传递
void printStudent2(student *stu) {
	stu->age = 28;
	cout << "子函数中 姓名：" << stu->name << " 年龄： " << stu->age  << " 分数：" << stu->score << endl;
}

int main() {
	student stu = { "张三",18,100};
	//值传递
	printStudent(stu);
	cout << "主函数中 姓名：" << stu.name << " 年龄： " << stu.age << " 分数：" << stu.score << endl;
	cout << endl;
	//地址传递
	printStudent2(&stu);
	cout << "主函数中 姓名：" << stu.name << " 年龄： " << stu.age  << " 分数：" << stu.score << endl;
	return 0;
}

9.3.2 结构体做返回值

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

struct Person {
    string name;
    int age;
    double height;
};

// 创建一个结构体并返回
Person createPerson(string name, int age, double height) {
    Person p;
    p.name = name;
    p.age = age;
    p.height = height;
    return p;
}

int main() {
    Person person = createPerson("Bob", 30, 1.75);
    cout << "Name: " << person.name << endl;
    cout << "Age: " << person.age << endl;
    cout << "Height: " << person.height << endl;
    return 0;
}

输出：

Name: Bob
Age: 30
Height: 1.75

9.3.3 结构体const场景

作用：用const来防止误操作

使用 const 关键字修饰结构体意味着该结构体实例是不可修改的，即其成员变量在声明后不能被修改。确保结构体实例在函数中被传递时不会被修改！

示例：

//学生结构体定义
struct student {
	//成员列表
	string name;  //姓名
	int age;      //年龄
	int score;    //分数
};

//const使用场景
//加const防止函数体中的误操作
void printStudent(const student *stu) {
	//stu->age = 100; //操作失败，因为加了const修饰
	cout << "姓名：" << stu->name << " 年龄：" << stu->age << " 分数：" << stu->score << endl;
}

int main() {
	student stu = { "张三",18,100 };
	printStudent(&stu);
	return 0;
}

9.4 结构体数组

作用：将自定义的结构体放入到数组中方便维护。

语法： struct 结构体名数组名[元素个数] = { {} , {} , ... {} }

结构体数组是一个数组，其中每个元素都是一个结构体实例。结构体数组允许你在一个数组中存储多个结构体实例，每个实例可以包含多个数据成员。示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

struct Student {
    string name;
    int score;
};

int main() {
    Student students[3] = {
        {"Alice", 90},
        {"Bob", 85},
        {"Charlie", 95}
    };

    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        cout << "Name: " << students[i].name << ", Score: " << students[i].score << endl;
    }

    return 0;
}

输出：

Name: Alice, Score: 90
Name: Bob, Score: 85
Name: Charlie, Score: 95

9.5 结构体嵌套

作用： 结构体中的成员可以是另一个结构体

结构体嵌套是指在一个结构体中包含另一个结构体作为其成员。这种结构体嵌套的方式允许你创建更复杂的数据结构，将多个相关的数据项组合在一起，以便更方便地管理和操作这些数据。

例如：每个老师辅导一个学员，一个老师的结构体中，记录一个学生的结构体

示例：

//学生结构体定义
struct student {
	//成员列表
	string name;  //姓名
	int age;      //年龄
	int score;    //分数
};

//教师结构体定义
struct teacher {
    //成员列表
	int id; //职工编号
	string name;  //教师姓名
	int age;   //教师年龄
	struct student stu; //子结构体 学生
};

int main() {
	struct teacher t1;
	t1.id = 10000;
	t1.name = "老王";
	t1.age = 40;
	t1.stu.name = "张三";
	t1.stu.age = 18;
	t1.stu.score = 100;
	cout << "教师 职工编号： " << t1.id << " 姓名： " << t1.name << " 年龄： " << t1.age << endl;
	cout << "辅导学员 姓名： " << t1.stu.name << " 年龄：" << t1.stu.age << " 考试分数： " << t1.stu.score << endl;
	return 0;
}

总结：在结构体中可以定义另一个结构体作为成员，用来解决实际问题

9.6 结构体指针

作用：通过指针访问结构体中的成员

利用操作符 -> 可以通过结构体指针访问结构体属性

结构体指针是指向结构体实例的指针，允许你通过指针来访问和操作结构体的数据成员。

示例：

//结构体定义
struct student4 {
    //成员列表
    string name;  //姓名
    int age;      //年龄
    int score;    //分数
};

int main() {
    struct student4 stu = {"张三", 18, 100,};
    struct student4 *p = &stu;
    p->score = 80; //指针通过 -> 操作符可以访问成员
    cout << "姓名：" << p->name << " 年龄：" << p->age << " 分数：" << p->score << endl;
    return 0;
}

9.7 结构体与类关系

9.7.1 两者区别

结构体与类（class）非常相似，但默认的访问权限不同：结构体的成员默认是 public，而类的成员默认是 private。

结构体和类非常相似，主要区别在于默认的访问权限：

结构体的成员默认是 public。
类的成员默认是 private。

9.7.2 看个案例

示例

#include <iostream>
using namespace std;

// 使用结构体
struct Point1 {
    int x, y; // 默认是 public
};

// 使用类
class Point2 {
    int x, y; // 默认是 private
public:
    void set(int a, int b) {
        x = a;
        y = b;
    }
    void print() {
        cout << "x: " << x << ", y: " << y << endl;
    }
};

int main() {
    Point1 p1;
    p1.x = 10; // 可以直接访问
    p1.y = 20;
    cout << "Point1: " << p1.x << ", " << p1.y << endl;

    Point2 p2;
    p2.set(30, 40); // 需要通过公有成员函数访问
    p2.print();

    return 0;
}

输出：

Point1: 10, 20
x: 30, y: 40

9.8 结构体案例

9.8.1 打印学生成绩

学校正在做毕设项目，每名老师带领5个学生，总共有3名老师，需求如下

设计学生和老师的结构体，其中在老师的结构体中，有老师姓名和一个存放5名学生的数组作为成员

学生的成员有姓名、考试分数，创建数组存放3名老师，通过函数给每个老师及所带的学生赋值

最终打印出老师数据以及老师所带的学生数据。

示例：

struct Student {
	string name;
	int score;
};
struct Teacher {
	string name;
	Student sArray[5];
};

void allocateSpace(Teacher tArray[] , int len) {
	string tName = "教师";
	string sName = "学生";
	string nameSeed = "ABCDE";
	for (int i = 0; i < len; i++) {
		tArray[i].name = tName + nameSeed[i];
		for (int j = 0; j < 5; j++) {
			tArray[i].sArray[j].name = sName + nameSeed[j];
			tArray[i].sArray[j].score = rand() % 61 + 40;
		}
	}
}

void printTeachers(Teacher tArray[], int len) {
	for (int i = 0; i < len; i++) {
		cout << tArray[i].name << endl;
		for (int j = 0; j < 5; j++) {
			cout << "t姓名：" << tArray[i].sArray[j].name << " 分数：" << tArray[i].sArray[j].score << endl;
		}
	}
}

int main() {
	srand((unsigned int)time(NULL)); //随机数种子 头文件 #include <ctime>
	Teacher tArray[3]; //老师数组
	int len = sizeof(tArray) / sizeof(Teacher);
	allocateSpace(tArray, len); //创建数据
	printTeachers(tArray, len); //打印数据
	return 0;
}

9.8.2 英雄排名

设计一个英雄的结构体，包括成员姓名，年龄，性别;创建结构体数组，数组中存放5名英雄。

通过冒泡排序的算法，将数组中的英雄按照年龄进行升序排序，最终打印排序后的结果。

五名英雄信息如下：

{"刘备",23,"男"},
{"关羽",22,"男"},
{"张飞",20,"男"},
{"赵云",21,"男"},
{"貂蝉",19,"女"},

示例：

//英雄结构体
struct hero
{
	string name;
	int age;
	string sex;
};
//冒泡排序
void bubbleSort(hero arr[] , int len)
{
	for (int i = 0; i < len - 1; i++)
	{
		for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++)
		{
			if (arr[j].age > arr[j + 1].age)
			{
				hero temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
	}
}
//打印数组
void printHeros(hero arr[], int len) {
	for (int i = 0; i < len; i++) {
		cout << "姓名： " << arr[i].name << " 性别： " << arr[i].sex << " 年龄： " << arr[i].age << endl;
	}
}

int main() {
	struct hero arr[5] = {
		{"刘备",23,"男"},
		{"关羽",22,"男"},
		{"张飞",20,"男"},
		{"赵云",21,"男"},
		{"貂蝉",19,"女"},
	};
	int len = sizeof(arr) / sizeof(hero); //获取数组元素个数
	bubbleSort(arr, len); //排序
	printHeros(arr, len); //打印
	return 0;
}