C++結(jié)構(gòu)體類型的定義和初始化

有時(shí)需要將不同類型的數(shù)據(jù)組合成一個(gè)有機(jī)的整體，以供用戶方便地使用。這些組合在一個(gè)整體中的數(shù)據(jù)是互相聯(lián)系的。例如，一個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)、姓名、性別、年齡、成績(jī)、家庭地址等項(xiàng)，都是這個(gè)學(xué)生的屬性，見圖

可以看到學(xué)號(hào)(num)、姓名(name)、性別(sex)、年齡(age)、成績(jī)(score )、地址(addr)是與姓名為“Li Fun”的學(xué)生有關(guān)的。如果在程序中將num,name,sex,age,score,addr分別定義為互相獨(dú)立的變量，就難以反映出它們之間的內(nèi)在聯(lián)系。應(yīng)當(dāng)把它們組織成一個(gè)組合項(xiàng)，在一個(gè)組合項(xiàng)中包含若干個(gè)類型不同（當(dāng)然也可以相同）的數(shù)據(jù)項(xiàng)。C和C++允許用戶自己指定這樣一種數(shù)據(jù)類型，它稱為結(jié)構(gòu)體。它相當(dāng)于其他高級(jí)語言中的記錄(record)。

例如，可以通過下面的聲明來建立如圖所示的數(shù)據(jù)類型。

struct Student//聲明一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型Student
{
  int num; //包括一個(gè)整型變量num
  char name[20]; //包括一個(gè)字符數(shù)組name，可以容納20個(gè)字符
  char sex; //包括一個(gè)字符變量sex
  int age;  //包括一個(gè)整型變量age
  float score;  //包括一個(gè)單精度型變量
  char addr[30]; //包括一個(gè)字符數(shù)組addr，可以容納30個(gè)字符
}; //最后有一個(gè)分號(hào)

這樣，程序設(shè)計(jì)者就聲明了一個(gè)新的結(jié)構(gòu)體類型Student（struct是聲明結(jié)構(gòu)體類型時(shí)所必須使用的關(guān)鍵字，不能省略），它向編譯系統(tǒng)聲明： 這是一種結(jié)構(gòu)體類型，它包括num， name， sex， age， score， addr等不同類型的數(shù)據(jù)項(xiàng)。應(yīng)當(dāng)說明Student是一個(gè)類型名，它和系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)類型（如int、char、float、double 一樣，都可以用來定義變量，只不過結(jié)構(gòu)體類型需要事先由用戶自己聲明而已。

聲明一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型的一般形式為：

  struct 結(jié)構(gòu)體類型名 {成員表列};

結(jié)構(gòu)體類型名用來作結(jié)構(gòu)體類型的標(biāo)志。上面的聲明中Student就是結(jié)構(gòu)體類型名。大括號(hào)內(nèi)是該結(jié)構(gòu)體中的全部成員(member)，由它們組成一個(gè)特定的結(jié)構(gòu)體。上例中的num，name，sex，score等都是結(jié)構(gòu)體中的成員。在聲明一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型時(shí)必須對(duì)各成員都進(jìn)行類型聲明即類型名 成員名；每一個(gè)成員也稱為結(jié)構(gòu)體中的一個(gè)域(field)。成員表列又稱為域表。

聲明結(jié)構(gòu)體類型的位置一般在文件的開頭，在所有函數(shù)（包括main函數(shù)）之前，以便本文件中所有的函數(shù)都能利用它來定義變量。當(dāng)然也可以在函數(shù)中聲明結(jié)構(gòu)體類型。

在C語言中，結(jié)構(gòu)體的成員只能是數(shù)據(jù)（如上面例子中所表示的那樣）。C++對(duì)此加以擴(kuò)充，結(jié)構(gòu)體的成員既可以包括數(shù)據(jù)（即數(shù)據(jù)成員），又可以包括函數(shù)（即函數(shù)成員），以適應(yīng)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)。

但是由于C++提供了類(class )類型，一般情況下，不必使用帶函數(shù)的結(jié)構(gòu)體，因此在本章中只介紹只含數(shù)據(jù)成員的結(jié)構(gòu)體，有關(guān)包含函數(shù)成員的結(jié)構(gòu)體將在后續(xù)章節(jié)進(jìn)行介紹。
結(jié)構(gòu)體類型變量的定義方法及其初始化

以上只是指定了一種結(jié)構(gòu)體類型，它相當(dāng)于一個(gè)模型，但其中并無具體數(shù)據(jù)，系統(tǒng)也不為之分配實(shí)際的內(nèi)存單元為了能在程序中使用結(jié)構(gòu)體類型的數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)定義結(jié)構(gòu)體類型的變量，并在其中存放具體的數(shù)據(jù)。

定義結(jié)構(gòu)體類型變量的方法可以采取以下3種方法定義結(jié)構(gòu)體類型的變量。

1) 先聲明結(jié)構(gòu)體類型再定義變量名
如上面已定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型Student，可以用它來定義結(jié)構(gòu)體變量。如：

在C語言中，在定義結(jié)構(gòu)體變量時(shí)，要在結(jié)構(gòu)體類型名前面加上關(guān)鍵字Sttuct，C++ 保留了C的用法，如：
struct  Student  studentl, student2;

提倡讀者在編寫C++程序時(shí)，使用C++新提出來的方法，即不必在定義結(jié)構(gòu)體變量時(shí)加關(guān)鍵字Struct，這樣使用更方便，而且與第8章中介紹的用類(class)名定義類對(duì)象的用法一致。

以上定義了student1和student2為結(jié)構(gòu)體類型Student的變量，即它們具有Student類型的結(jié)構(gòu)。如圖所示。

在定義了結(jié)構(gòu)體變量后，系統(tǒng)會(huì)為之分配內(nèi)存單元。例如student1和student2在內(nèi)存中各占63個(gè)字節(jié)(4+20+1+4+4+30=63)。

2) 在聲明類型的同時(shí)定義變量。例如：

struct Student //聲明結(jié)構(gòu)體類型Student
{
  int num;
  char name[20];
  char sex;
  int age;
  float score;
  char addr[30];
}student1, student2; //定義兩個(gè)結(jié)構(gòu)體類型Student的變量student1，student2

這種形式的定義的一般形式為：

struct 結(jié)構(gòu)體名
{
  成員表列
}變量名表列;

3) 直接定義結(jié)構(gòu)體類型變量。其一般形式為：

struct //注意沒有結(jié)構(gòu)體類型名
{
  成員表列
}變量名表列;

這種方法雖然合法，但很少使用。提倡先定義類型后定義變量的第(1)種方法。在程序比較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)體類型只在本文件中使用的情況下，也可以用第(2)種方法。

關(guān)于結(jié)構(gòu)體類型，有幾點(diǎn)要說明：
1) 不要誤認(rèn)為凡是結(jié)構(gòu)體類型都有相同的結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，每一種結(jié)構(gòu)體類型都有自己的結(jié)構(gòu)，可以定義出許多種具體的結(jié)構(gòu)體類型。

2) 類型與變量是不同的概念，不要混淆。只能對(duì)結(jié)構(gòu)體變量中的成員賦值，而不能對(duì)結(jié)構(gòu)體類型賦值。在編譯時(shí)，是不會(huì)為類型分配空間的，只為變量分配空間。

3) 對(duì)結(jié)構(gòu)體中的成員（即“域”），可以單獨(dú)使用，它的作用與地位相當(dāng)于普通變量。

4) 成員也可以是一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量。如：

struct Date //聲明一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型Date
{
  int month;
  int day;
  int year;
};
struct Student //聲明一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型Student
{
  int num;
  char name[20];
  char sex;
  int age;
  Date birthday;
  char addr[30];
}student1, student2; //定義student1和student2為結(jié)構(gòu)體類型Student的變量

首先聲明一個(gè)Date類型，它代表“日期”，包括3個(gè)成員：rnomh(月)、day (日)、year(年)。然后在聲明Studcm類型時(shí)，將成員birthday指定為Date類型。Student的結(jié)構(gòu)見圖所示。已聲明的類型Date與其他類型(如im,char)—樣，也可以用來定義成員的類型。

5) 結(jié)構(gòu)體中的成員名可以與程序中的變量名相同，但二者沒有關(guān)系。例如，程序中可以另定義一個(gè)整型變量num，它與student中的num是兩回事，互不影響。

結(jié)構(gòu)體變量的初始化

和其他類型變量一樣，對(duì)結(jié)構(gòu)體變量可以在定義時(shí)指定初始值。如：

struct Student
{
  int num;
  char name[20];
  char sex;
  int age;
  float score;
  char addr[30];
}student1={10001, "Zhang Xin", 'M', 19, 90.5, "Shanghai"};

這樣，變量student1中的數(shù)據(jù)如圖中所示。

也可以采取聲明類型與定義變量分開的形式，在定義變量時(shí)進(jìn)行初始化：

Student student2 = { 10002, "Wang Li", "F", 20, 98, "Beijing"}; //Student是已聲明的結(jié)構(gòu)體類型

C++結(jié)構(gòu)體變量的引用
在定義了結(jié)構(gòu)體變量以后，當(dāng)然可以引用這個(gè)變量，常用的方法有以下幾種。

1) 可以將一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量的值賦給另一個(gè)具有相同結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體變量。

如上面的student1和student2都是student類型的變量，可以這樣賦值：

  student1= student2;

2) 可以引用一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量中的一個(gè)成員的值。

例如， student1.num表示結(jié)構(gòu)體變量student1中的成員的值，如果student1的值如圖所示，則student1.num的值為10001。

引用結(jié)構(gòu)體變量中成員的一般方式為：

  結(jié)構(gòu)體變量名.成員名

例如可以這樣對(duì)變量的成員賦值：

  student1.num=10010;

3) 如果成員本身也是一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型，則要用若干個(gè)成員運(yùn)算符，一級(jí)一級(jí)地找到最低一級(jí)的成員。

例如，對(duì)上面定義的結(jié)構(gòu)體變量student1，可以這樣訪問各成員：

  student1.num (引用結(jié)構(gòu)體變量student1中的num成員)

如果想引用student1變量中的birthday成員中的month成員，不能寫成student1.month，必須逐級(jí)引用，即

  student1.birthday.month=12; (引用結(jié)構(gòu)體變量student1中的birthday成員中的month成員)

4) 不能將一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量作為一個(gè)整體進(jìn)行輸入和輸出。

例如，已定義student1和student2為結(jié)構(gòu)體變量，并且它們已有值。不能企圖這樣輸出結(jié)構(gòu)體變量中的各成員的值

  cin>>student1;

只能對(duì)結(jié)構(gòu)體變量中的各個(gè)成員分別進(jìn)行輸入和輸出。

5) 對(duì)結(jié)構(gòu)體變量的成員可以像普通變量一樣進(jìn)行各種運(yùn)算（根據(jù)其類型決定可以進(jìn)行的運(yùn)算種類）。例如：

  student2.score＝student1.score;
  sum＝student1.score＋student2.score;
  student1.age++;
  ++student1.age;

由于“.”運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)最高，student1.age++相當(dāng)于(student1.age)++ 。++是對(duì)student1.age進(jìn)行自加運(yùn)算，而不是先對(duì)age進(jìn)行自加運(yùn)算。

6) 可以引用結(jié)構(gòu)體變量成員的地址，也可以引用結(jié)構(gòu)體變量的地址。如：

  cout<<&student1; //輸出student1的首地址
  cout<<&student1.age; //輸出student1.age的地址

結(jié)構(gòu)體變量的地址主要用作函數(shù)參數(shù)，將結(jié)構(gòu)體變量的地址傳遞給形參。

【例】引用結(jié)構(gòu)體變量中的成員。

#include <iostream>
using namespace std;
struct Date//聲明結(jié)構(gòu)體類型Date
{
  int month;
  int day;
  int year;
};
struct Student//聲明結(jié)構(gòu)體類型Student
{
  int num;
  char name[20];
  char sex;
  Date birthday; //聲明birthday為Date類型的成員
  float score;
}student1,student2={10002,"Wang Li",'f',5,23,1982,89.5};
//定義Student 類型的變量student1,student2，并對(duì)student2初始化
int main( )
{
  student1=student2; //將student2各成員的值賦予student1的相應(yīng)成員
  cout<<student1.num<<endl; //輸出student1中的num成員的值
  cout<<student1.name<<endl; //輸出student1中的name成員的值
  cout<<student1.sex<<endl; //輸出student1中的sex成員的值
  cout<<student1.birthday.month<<'/'<<student1.birthday.day<<'/' <<student1.birthday.year<<endl; //輸出student1中的birthday各成員的值
  cout<<student1.score<<endl;
  return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果如下：

10002
Wang Li
f
5/23/1982
89.5