C++入门06—结构体

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

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(相当于python中的实例化对象)：

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>
using namespace std;

// 创建学生数据类型：学生（姓名，年龄，分数）

//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() {

	/*
	通过结构体创建变量的方式:
	(1) struct Student s1
	(2) struct Student s2 = {......}
	(3) 在定义结构体时顺便创建结构体变量
    */

	//结构体变量创建方式1
	struct student stu1; //struct 关键字可以省略，即此处代码等价于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;

	//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;

	system("pause");

	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

总结4：

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>
using namespace std;
#include<string>

//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;
}

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>
using namespace std;
#include<string>

//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() {

	/*
	任务：
	step1：创建学生结构体变量
	step2：通过指针指向结构体变量
	Step3：通过指针访问结构体变量中的数据
	
	*/

	// step1：创建学生结构体变量
	struct student stu = { "张三",18,100, };

	// step2：通过指针指向结构体变量
	struct student *p = &stu;

	// Step3：通过指针访问结构体变量中的数据
	//指针通过 -> 操作符可以访问成员
	p->score = 80; // 这里利用指针修改了结构图变量中的值

	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

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>
using namespace std;
#include<string>

//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

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>
using namespace std;
#include<string>

//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; // 值传递中可以改变实参的值
	cout << "结构体值传递的方式：" << endl;
	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)
{   
	cout << "结构体地址传递的方式：" << endl;
	stu->age = 28; // 地址传递中可以改变实参的值
	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

7. 结构体中 const使用场景

作用：用const来防止误操作

示例：

#include <iostream>
using namespace std;
#include<string>

//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
// 将函数中的形参改为指针，可以减小内存空间，而且不会复制新的副本出来
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;
}

说明：

8. 结构体案例

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：

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;
}

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：

//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;
}