C++ 编程/结构

结构

结构是一种复合数据类型，它包含不同类型和不同成员。成员可以通过其名称进行访问。结构对象的数值是对象中每个成员的数值的元组。结构也可以被看作是面向对象编程 (OOP) 中对象范式的一种简单实现。Astruct就像一个class 除了默认访问权限（类默认访问权限为 private，结构默认访问权限为 public）。C++ 还保证只包含 C 类型的结构等效于相同的 C 结构，从而允许访问旧版 C 函数，它可以（但可能不会）也有构造函数（并且必须有它们，如果一个模板类被用在一个struct）中，与类一样，如果结构没有用户声明的析构函数，编译器会隐式声明一个析构函数。结构还将允许 运算符重载.

结构的定义为

struct myStructType /*: inheritances */ {
public: 
 // declare public members here
protected:
 // declare protected members here
private:
 // declare private members here
};

可选关键字 public:、protected:、private: 声明以下成员的保护状态。它们可以以任何顺序放置，每个关键字可以出现多次。如果没有给出保护状态，则成员为 public。（私有或受保护的成员只能被结构的方法或友元访问；在后面的章节中解释）。

由于它在 C 中不受支持，因此在 C++ 中使用继承的结构并不常见，即使它们与类一样受支持。更具特色的方面是结构可以具有两种身份：一种是与类型相关的，另一种是与特定对象相关的。公共访问标签有时可以忽略，因为结构对成员函数和字段的默认状态是公共的。

类型为 myStructType 的对象是使用声明的

 /* struct */ myStructType obj1 /* , obj2, ... */;

在开头重复关键字 struct 是可选的。

可以在结构定义中直接定义对象，而不是使用结构类型的名称

 struct { /*members*/ } obj1 /*, obj2, .. */ ;

为什么要使用结构而不是类？

较旧的编程语言使用了一种类似的类型称为记录（例如：COBOL、FORTRAN），它在 C 中作为 struct 关键字实现。因此，C++ 使用结构来遵守 C 的传统（代码和程序员）。结构更易于程序员和编译器管理。应该使用一个struct对于 POD (PlainOldData) 类型，它们没有方法，并且所有数据成员都是public. struct可能在默认情况下使用公共继承（最常见的一种）以及public访问（如果先列出公共接口，这就是你想要的）是预期效果。使用一个class，你通常需要在两个地方插入关键字 public，但没有真正的好处。最终这只是一个约定问题，程序员应该能够习惯它。

点对象

作为一个简单的复合结构示例，考虑数学点概念。从某种程度上来说，一个点是两个数字（坐标），我们将其作为一个整体对待。在数学符号中，点通常用括号写，逗号分隔坐标。例如，(0, 0) 表示原点，(x, y) 表示从原点向右 x 个单位，向上 y 个单位的点。

表示点的自然方法是使用两个双精度浮点数。结构或struct是将这两个值组合成复合对象的解决方案之一。

// A struct definition:
 struct Point { double x, y; };

这个定义表明这个结构包含两个成员，名为x和y。这些成员也称为实例变量，我将在稍后解释原因。

在结构定义末尾省略分号是一个常见的错误。在花括号后面放分号可能看起来很奇怪，但你会习惯的。这种语法是为了让程序员在定义结构时能够创建结构的实例。

定义了新结构后，就可以创建具有该类型的变量

struct Point blank; 
blank.x = 3.0; 
blank.y = 4.0;

第一行是传统的变量声明：blank 的类型是 Point。接下来的两行初始化结构的实例变量。这里使用的“点符号”类似于在对象上调用函数的语法，如fruit.length()。当然，一个区别是函数名后面总是跟着一个参数列表，即使它是空的。

像往常一样，变量 blank 的名称出现在框外面，它的值出现在框里面。在这种情况下，该值是一个包含两个命名实例变量的复合对象。

访问实例变量

可以使用与写入它们相同的语法来读取实例变量的值

double x = blank.x;

表达式blank.x表示“转到名为 blank 的对象，获取名为 x 的成员的值”。在这种情况下，我们将该值赋给名为x的局部变量。请注意，名为x的局部变量与名为x的实例变量之间没有冲突。点符号的目的是明确地识别你所指的变量。

可以使用点符号作为任何表达式的部分，因此以下内容是合法的。

cout << blank.x << ", " << blank.y << endl; 
double distance = sqrt(blank.x * blank.x + blank.y * blank.y);

第一行输出 3, 4；第二行计算值为 5。

对结构的操作

我们在其他类型上使用的大多数运算符，例如数学运算符（+, %等）和比较运算符（==, >等），不适用于结构。实际上，可以为新类型定义这些运算符的含义，但我们在这本书中不会这样做。

另一方面，赋值运算符对结构有效。它可以用两种方式使用：初始化结构的实例变量或将一个结构的实例变量复制到另一个结构。初始化看起来像这样

Point blank = { 3.0, 4.0 };

花括号中的值依次赋给结构的实例变量。因此，在这种情况下，x获取第一个值，y 获取第二个值。

不幸的是，这种语法只能用于初始化，而不能用于赋值语句。因此，以下是非法的。

Point blank; 
blank = { 3.0, 4.0 }; // WRONG !!

你可能想知道为什么这个完全合理的语句应该是非法的，而且没有很好的答案。（但是，请注意，自 1999 年以来，C 中存在类似的语法，并且正在考虑将其可能包含在未来的 C++ 中）。

另一方面，将一个结构赋给另一个结构是合法的。例如

Point p1 = { 3.0, 4.0 }; 
Point p2 = p1; 
cout << p2.x << ", " <<  p2.y << endl;

该程序的输出为 3, 4。

结构作为函数参数和返回类型

可以编写接受或返回结构的函数。例如，findCenter 接受一个 Rectangle 作为参数，并返回一个包含 Rectangle 中心坐标的 Point

struct Rectangle {
  Point corner;
  double width, height;
};

Point findCenter (const Rectangle& box) 
{ 
  double x = box.corner.x + box.width/2; 
  double y = box.corner.y + box.height/2; 
  Point result = {x, y}; 
  return result; 
}

要调用此函数，必须传递一个 Rectangle 作为参数，并将返回值赋给一个 Point 变量

Rectangle mybox = { {10.0, 0.0}, 100, 200 }; 
Point center = findCenter (mybox); 
printPoint (center);

该程序的输出为 (60, 100)。

请注意，Rectangle 正在通过引用传递给函数 findCenter（在 chapter 函数中解释），因为这比复制整个结构（如果按值传递会发生这种情况）更有效。引用声明为常量，这意味着函数 findCenter 不会修改参数box，尤其是调用者的mybox 将保持不变。

指针和结构

结构也可以由指针指向并存储指针。规则与任何基本数据类型相同。指针必须声明为指向结构的指针。

嵌套结构

结构也可以嵌套，因此结构的有效元素也可以是另一个结构。

//of course you have to define the Point struct first!

struct Rectangle {
 Point upper_left; 
 Point upper_right;
 Point lower_left;
 Point lower_right;
};

this

this 关键字是一个隐式创建的指针，它只能在结构（或联合或类）的非静态成员函数中访问，并指向调用成员函数的对象。此指针在静态成员函数中不可用。这将在介绍联合时再次重申，在 关于类部分中提供了更深入的分析。