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结构体 (Structures)

结构体基本概念

结构体属于用户自定义的数据类型，允许用户存储不同的数据类型。

结构体定义和使用

语法： 

struct 结构体名 { 结构体成员列表 };

通过结构体创建变量的方式有三种：

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

示例： 

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
// 1. 创建学生数据类型：学生包括（姓名，年龄，分数）
// 自定义数据类型，一些类型集合组成的一个类型
// 语法 struct 类型名称 { 成员列表 }
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：定义结构体时顺便创建变量
 
int main() {
 
	// 2. 通过学生类型创建具体学生
 
	// 2.1 结构体变量创建方式1
	// struct 关键字可以省略
	struct student stu1; 
 
	stu1.name = "张三";
	stu1.age = 18;
	stu1.score = 100;
 
	cout << "姓名： " << stu1.name << " 年龄： " << stu1.age << " 分数： " << stu1.score << endl;
 
	// 2.2 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;
 
	// 2.3 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;
 
	system("pause");
 
	return 0;
}
总结：
* 定义结构体时的关键字是 `struct`，不可省略。
* 创建结构体变量时，关键字 `struct` 可以省略。
* 结构体变量利用操作符 `.` 访问成员。

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] = { { }, { }, ... { } }

示例： 

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
// 结构体定义
struct student
{
	// 成员列表
	string name;  // 姓名
	int age;      // 年龄
	int score;    // 分数
};
 
int main() {
 
	// 结构体数组
	struct student arr[3] =
	{
		{"张三", 18, 80 },
		{"李四", 19, 60 },
		{"王五", 20, 70 }
	};
 
	// 给结构体数组中的元素赋值
	arr[2].name = "赵六";
	arr[2].score = 60;
 
	// 遍历结构体数组
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		cout << "姓名： " << arr[i].name << " 年龄： " << arr[i].age << " 分数： " << arr[i].score << endl;
	}
 
	system("pause");
 
	return 0;
}

结构体指针

作用：通过指针访问结构体中的成员。

示例： 

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
// 结构体定义
struct student
{
	// 成员列表
	string name;  // 姓名
	int age;      // 年龄
	int score;    // 分数
};
 
int main() {
 
	// 1、创建学生结构体变量
	struct student stu = { "张三", 18, 100 };
 
	// 2、通过指针指向结构体变量
	struct student * p = &stu;
 
	// 3、通过指针访问结构体变量中的数据
	// 通过结构体指针 访问结构体属性，需要利用 '->'
	p->score = 80; 
 
	cout << "姓名： " << p->name << " 年龄： " << p->age << " 分数： " << p->score << endl;
 
	system("pause");
 
	return 0;
}
总结：结构体指针可以通过 `→` 操作符 来访问结构体中的成员。

结构体嵌套结构体

作用：结构体中的成员可以是另一个结构体。

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： 

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
// 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;
 
	system("pause");
 
	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。

结构体做函数参数

作用：将结构体作为参数向函数中传递。

传递方式有两种：

示例： 

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
// 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;
 
	system("pause");
 
	return 0;
}
总结：如果不想修改主函数中的数据，用值传递，反之用地址传递。

结构体中 const 使用场景

作用：用const来防止误操作。

示例： 

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
// 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
void printStudent(const student *stu) // 加const防止函数体中的误操作
{
	// 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);
 
	system("pause");
 
	return 0;
}

结构体案例

案例1

案例描述： 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： 

#include <iostream>
#include <string>
#include <ctime>
using namespace std;
 
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
 
	system("pause");
 
	return 0;
}

案例2

案例描述： 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：

示例： 

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
// 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
 
	system("pause");
 
	return 0;
}