結構體是一個由程序員定義的數據類型，可以容納許多不同的數據值。在過去，面向對象編程的應用尚未普及之前，程序員通常使用這些從邏輯上連接在一起的數據組合到一個單元中。一旦結構體類型被聲明并且其數據成員被標識，即可創建該類型的多個變量，就像可以為同一個類創建多個對象一樣。

雖然今天結構體較少使用，但知道它們是什么，以及如何使用它們仍然很重要，這并不僅僅是因為可以在較老的程序中遇到它們，還因為在某些情況下，類的實例無法使用，這時必須使用結構體。

聲明結構體的方式和聲明類的方式大致相同，其區別如下：

1、使用關鍵字 struct 而不是關鍵字 class。

2、盡管結構體可以包含成員函數，但它們很少這樣做。所以，通常情況下結構體聲明只會聲明成員變量。

3、結構體聲明通常不包括 public 或 private 的訪問修飾符。

4、類成員默認情況是私有的，而結構體的成員則默認為 public。程序員通常希望它們保持公開，只需使用默認值即可。

以下是一個結構體聲明的示例，該結構體將 5 個變量綁定在一起，保存了員工的工資單數據。這個特殊結構體的名稱是 PayRoll。請注意，它以大寫字母開頭，這和類名使用大寫字母開頭的約定一樣。另外還要注意，與類聲明一樣，在結構體聲明的大括號后面必須有一個分號。

struct PayRoll {int empNumber;string name;double hours,payRate,grossPay; };

正如在類的對象被創建之前，類聲明不會被實例化一樣，結構體聲明不會創建任何結構體的實例。本示例中的結構體聲明只是告訴編譯器PayRoll結構體看起來的樣子。它本質上是創建一個名為 PayRoll 的新數據類型。

定義 PayRoll 結構體的變量和定義其他任何變量的方式并無二致，首先列出數據類型，然后是變量名稱。以下定義語句創建了 PayRoll 結構體的 3 個變量：

PayRoll deptHead, foreman, associate;

它們每一個都是 PayRoll 結構體的實例，可以被分配和擁有自己的內存，以保存其成員數據。請注意，盡管 3 個結構體變量具有不同的名稱，但每個變量都包含具有相同名稱的成員，如圖 1 所示。

圖 1 每個結構體變量都包含具有相同名稱的成員

初始化結構體

當定義結構體變量時，可以通過兩種方式初始化它：使用初始化列表或構造函數。

初始化列表

初始化結構體變量成員的最簡單的方法是使用初始化列表。初始化列表是用于初始化一組內存位置的值列表。列表中的項目用逗號分隔并用大括號括起來。
例如，假設已經聲明了以下 Date 結構體：

struct PayRoll {int empNumber;string name;double hours,payRate,grossPay; };

定義和初始化 Date 變量的方式是：先指定變量名，后接賦值運算符和初始化列表，如下所示：

Date birthday = {23, 8, 1983};

該聲明定義 birthday 是一個 Date 結構體的變量，大括號內的值按順序分配給其成員。所以 birthday 的數據成員已初始化，如圖 2 所示。

圖 2 已經初始化的 birthday 的數據成員

也可以僅初始化結構體變量的部分成員。例如，如果僅知道要存儲的生日是8月23日， 但不知道年份，則可以按以下方式定義和初始化變量：

Date birthday = {23,8};

這里只有 day 和 month 成員被初始化，year 成員未初始化。但是，如果某個結構成員未被初始化，則所有跟在它后面的成員都需要保留為未初始化。使用初始化列表時，C++ 不提供跳過成員的方法。以下語句試圖跳過 month 成員的初始化。這是不合法的。

Date birthday = {23,1983}; //非法

還有一點很重要，不能在結構體聲明中初始化結構體成員，因為結構體聲明只是創建一個新的數據類型，還不存在這種類型的變量。例如，以下聲明是非法的：

//非法結構體聲明 struct Date {int day = 23,month = 8,year = 1983; }；

因為結構體聲明只聲明一個結構體“看起來是什么樣子的”，所以不會在內存中創建成員變量。只有通過定義該結構體類型的變量來實例化結構體，才有地方存儲初始值。

構造函數初始化結構體

雖然初始化列表易于使用，但它有兩個缺點：

如果有某個成員未被初始化，那么在這種情況下，跟隨在該成員后面的成員都不能初始化。

如果結構體包括任何諸如字符串之類的對象，那么在許多編譯器上它都將無法運行。

在這些情況下，可以使用構造函數來初始化結構體成員變量，這和初始化類成員變量是相同的。與類構造函數一樣，結構體的構造函數必須是與結構體名稱相同的公共成員函數，并且沒有返回類型。因為默認情況下，所有結構體成員都是公開的，所以不需要使用關鍵字 public。
以下是一個名為 Employee 的結構體的聲明語句，它包含一個具有兩參數的構造函數，以便在創建一個 Employee 變量而不向其傳遞任何參數時，提供默認值：

//非法結構體聲明 struct Date {int day = 23,month = 8,year = 1983; }；

訪問結構體成員

結構體成員的訪問方式與類的公共成員一樣，都是使用點運算符。但是，類的數據成員通常是私有的，必須通過函數訪問。因為結構數據成員是公共的，所以它們可以被直接訪問，并且可以像常規變量一樣使用。以下語句即可為前面創建的每個 PayRoll 變量的 empNumber 成員賦值：

//非法結構體聲明 struct Date {int day = 23,month = 8,year = 1983; }；

以下語句將顯示 deptHead 變量所有成員的內容：

//非法結構體聲明 struct Date {int day = 23,month = 8,year = 1983; }；

下面的程序是使用 PayRoll 結構體的完整程序。請注意，在 cin 語句、cout 語句和數學運 算中，單個結構體成員的用法和常規變量基本上是一樣的。

//非法結構體聲明 struct Date {int day = 23,month = 8,year = 1983; }；

程序輸出結果：

Enter the employee1s number:2214 Enter the employee's name: Jack Smith Hours worked this week: 40 Employee's hourly pay rate: 12.50Here is the employee1s payroll data: Name: Jack Smith Employee number: 2214 Hours worked: 40 Hourly pay rate: 12.5 Gross pay: $500.00

程序中，變量 employee 被定義在第 17 行，它是 Payroll 結構體的一個實例。此后就可以通過變量名稱和點運算符來訪問其中的 5 個數據成員。例如，在第 22 行中，以下語句將讀取變量的 empNumber 成員中的值：

cin >> employee.empNumber; //正確

如果試圖通過結構體類型的名稱來訪問該成員，那么結果將是錯誤的：

cin >> Payroll.empNumber; //錯誤

結構體嵌套

正如一個類的對象可以嵌套在另一個類中一樣，一個結構體的實例也可以嵌套在另一個結構體中。例如，來看以下聲明：

//非法結構體聲明 struct Date {int day = 23,month = 8,year = 1983; }；

Costs 結構體有兩個 double 類型成員，wholesale 和 retail。Item 結構體有 3 個成員，前 2 個是 partNum 和 description，它們都是 string 對象。第 3 個是 pricing，它是一個嵌套的 Costs 結構體。如果定義了一個名為 widge t的 Item 結構體，則圖 3 說明了其成員。

圖 3 在 widget 的成員中包含一個嵌套結構體

它們可以按以下方式訪問：

//非法結構體聲明 struct Date {int day = 23,month = 8,year = 1983; }；

請注意，wholesale 和 retail 不是 widget 的成員，pricing 才是。要訪問 wholesale 和 retail，必須首先訪問 widget 的定價 pricing，然后由于它是一個 Costs 結構體，所以同樣可以使用點運算符訪問其 wholesale 和 retail 成員。

還要注意，對于所有結構體來說，訪問成員時必須使用成員名稱，而不是結構體名稱。例如，以下語句不合法：

//非法結構體聲明 struct Date {int day = 23,month = 8,year = 1983; }；

在決定是否使用嵌套結構體時，請考慮各種成員的相關性。一個結構體將邏輯上屬于一體的項目綁定在一起。通常，結構體的成員是描述某個對象的屬性。在上述示例中，對象是一個 widget（小零部件），而 partNum（部件編號）、description（描述）、wholesale（批發）和 retail（零售）價格都是其屬性。

當某些屬性相關并形成對象屬性的邏輯子組時，將它們綁定在一起并使用嵌套結構體是有意義的。請注意下面程序內部結構體中屬性的相關性，它使用了嵌套結構體。

//非法結構體聲明 struct Date {int day = 23,month = 8,year = 1983; }；

程序輸出結果：

Annual costs for my 5-year-old cat Sassy are $507.00

將結構體傳遞給函數

與類對象一樣，結構體變量也可以通過值、引用和常量引用傳遞給函數。默認情況下，它們通過值傳遞，這意味著需要生成整個原始結構的副本并傳遞給函數。因為不希望浪費時間來復制整個結構體，所以，除非結構很小，否則一般會通過引用將結構體傳遞給函數。但是，這樣意味著函數可以訪問原始結構的成員變量，從而可能更改它們。如果不想讓函數更改任何成員變量值，那么可以考慮將結構體變量作為一個常量引用傳遞給函數。
下面程序定義了一個結構體變量并將其傳遞給了兩個函數。

//非法結構體聲明 struct Date {int day = 23,month = 8,year = 1983; }；

程序輸出結果：

Enter the part number: 800 Enter the part description: Screwdriver Enter the quantity on hand: 135 Enter the unit price: 1.25Part Number : 800 Description : Screwdriver Units On Hand: 135 Price : $1.25

從函數返回一個結構體

也可以從函數返回結構體變量。在這種情況下，函數的返回類型是結構體的名稱。可以改寫程序 1 以允許 getItemData 函數創建 Invltem 結構體的局部實例，將數據值放入其成員變量中，然后將其傳遞回 main，而不是將其作為引用變量從 main 接收。
以下是修改后的 getltemData 函數的樣子：

//非法結構體聲明 struct Date {int day = 23,month = 8,year = 1983; }；

以下是從 main 中調用它的方法：

part = getItemData();

注意，C++ 只允許從函數返回單個值。然而，結構體提供了解決這一限制的方法。即使一個結構體可能有幾個成員，它在技術上還是一個單一的對象。通過在結構體中打包多個值，可以從函數返回任意數量的值。

總結

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