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结构体的定义与声明

在C++中，结构体（struct）是一种用户自定义的数据类型，用于将不同类型的数据组合成一个单一的复合类型。结构体的定义方式如下：

struct StructName { type1 member1; type2 member2; // 更多成员... };

例如：

struct Person { std::string name; int age; float height; };

结构体的初始化

结构体可以通过多种方式初始化：

1. 直接初始化：

Person p1 = {"Alice", 25, 1.65f};

1. 成员逐个赋值：

Person p2; p2.name = "Bob"; p2.age = 30; p2.height = 1.75f;

1. C++11统一初始化：

Person p3 {"Charlie", 35, 1.80f};

结构体的访问

结构体的成员通过点运算符（.）访问：

std::cout << p1.name << " is " << p1.age << " years old." << std::endl;

如果结构体变量是指针，则使用箭头运算符（->）访问：

Person* ptr = &p1; std::cout << ptr->name << std::endl;

结构体与类的区别

在C++中，struct和class非常相似，主要区别在于默认访问权限：

• struct的成员默认是public。
• class的成员默认是private。

例如：

struct ExampleStruct { int x; // 默认为 public }; class ExampleClass { int x; // 默认为 private };

结构体的嵌套

结构体可以嵌套其他结构体或类：

struct Address { std::string city; std::string street; }; struct Employee { std::string name; Address address; };

结构体与函数

结构体可以作为函数的参数或返回值：

void printPerson(const Person& p) { std::cout << p.name << ", " << p.age << std::endl; } Person createPerson(std::string name, int age, float height) { return {name, age, height}; }

结构体的大小与内存对齐

结构体的大小由其成员的总大小和内存对齐决定。可以使用sizeof运算符获取结构体的大小：

std::cout << sizeof(Person) << std::endl;

内存对齐可以通过#pragma pack或alignas关键字调整：

#pragma pack(1) // 取消对齐 struct PackedStruct { char c; int i; }; #pragma pack() // 恢复默认对齐

结构体的高级特性

C++11及更高版本为结构体引入了更多特性：

1. 成员函数： 结构体可以包含成员函数：

struct Point { int x, y; void print() { std::cout << "(" << x << ", " << y << ")" << std::endl; } };

1. 构造函数： 结构体可以定义构造函数：

struct Point { int x, y; Point(int x, int y) : x(x), y(y) {} };

1. 运算符重载： 结构体可以重载运算符：

struct Point { int x, y; Point operator+(const Point& other) { return {x + other.x, y + other.y}; } };

结构体的应用场景

结构体常用于以下场景：

• 组织相关数据（如坐标、配置参数）。
• 作为轻量级的数据容器（与类相比）。
• 与C语言兼容的数据结构（如网络协议、文件格式）。