一. 结构体
1.1 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
1.2 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：
- struct 结构体名 变量名
- struct 结构体名 变量名 = { 成员1值 ， 成员2值…}
- 定义结构体时顺便创建变量
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
}stu3; //结构体变量创建方式3
int main() {
//结构体变量创建方式1
struct student stu1; //struct 关键字可以省略
stu1.name = "张三";
stu1.age = 18;
stu1.score = 100;
cout << "姓名：" << stu1.name << " 年龄：" << stu1.age << " 分数：" << stu1.score << endl;
//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;
stu3.name = "王五";
stu3.age = 18;
stu3.score = 80;
cout << "姓名：" << stu3.name << " 年龄：" << stu3.age << " 分数：" << stu3.score << endl;
return 0;
}
总结1：定义结构体时的关键字是struct，不可省略
总结2：创建结构体变量时，关键字struct可以省略
总结3：结构体变量利用操作符 ‘’.‘’ 访问成员
1.3 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 }
};
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;
}
1.4 结构体指针
作用： 通过指针访问结构体中的成员，利用操作符 -> 可以通过结构体指针访问结构体属性
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() {
struct student stu = {
"张三",18,100, };
struct student * p = &stu;
p->score = 80; //指针通过 -> 操作符可以访问成员
cout << "姓名：" << p->name << " 年龄：" << p->age << " 分数：" << p->score << endl;
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
1.5 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;
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
1.6 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：值传递、地址传递
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;
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
1.7 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);
return 0;
}
1.8 结构体案例
1.8.1 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
return 0;
}
1.8.2 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：
{"刘备",23,"男"},
{"关羽",22,"男"},
{"张飞",20,"男"},
{"赵云",21,"男"},
{"貂蝉",19,"女"},
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;
}
二. 共用体（union）
union即为联合，它是一种特殊的类。通过关键字union进行定义，一个union可以有多个数据成员。例如
union Token{
char cval;
int ival;
double dval;
};
以上代码定义了一个名为Token的联合，该联合中包含了3个数据成员。
2.1 共用体的优点
共用体的优点如下：
1、分段使用
2、节省空间：对于有几个变量不会在某一段时刻同时出现，那么我们利用共用体，可以节省内存空间。
3、代替强类型转换。例如：在网络编程中，经常会用到传入一串数据，这些数据将会以参数的形式传递给不同的函数。因此可以用到共用体，让共用体里面全都是函数指针，在同一时刻指向不同的函数。因此来提高编程效率，以及节省空间。
2.2 union的局限性
union中的对象成员，不能有构造函数、析构函数、重载的复制赋值运算符；对象成员的对象成员也不能有，依此类推
union不能继承
2.3 union案例
使用union保存成绩信息，并输出
#include <iostream>
using namespace std;
class ExamInfo {
public:
ExamInfo(string n, char g):name(n),mode(GRADE),grade(g){
}
ExamInfo(string n, bool p):name(n),mode(PASS),grade(p){
}
ExamInfo(string n, int p):name(n),mode(PERCENTAGE),grade(p){
}
void show();
private:
string name;
enum {
GRADE, PASS, PERCENTAGE} mode;
union {
char grade;
bool pass;
int percent;
};
};
void ExamInfo::show() {
cout << name << ": ";
switch(mode) {
case GRADE: cout << grade;break;
case PASS: cout << pass ? "PASS" : "FAIL";break;
case PERCENTAGE: cout << percent;break;
}
cout << endl;
}
int main() {
ExamInfo examInfo1("English", 'B');
ExamInfo examInfo2("Calculus", true);
ExamInfo examInfo3("C++ Programming", 85);
examInfo1.show(); // English: B
examInfo2.show(); // Calculus: 1
examInfo3.show(); // C++ Programming: 85
return 0;
}
