C++ 提供了多种数据类型组合方式

news2025/3/10 6:34:18

C++ 提供了多种数据类型组合方式，允许开发者将基本类型组合成更复杂的数据结构，以满足不同场景的需求。以下是主要的组合方式及其示例：

1. 数组（Array）

同类型元素的集合，可以是静态或动态。

int staticArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};  // 静态数组
int* dynamicArray = new int[10];         // 动态数组（需手动释放）

2. 结构体（struct）

不同类型数据的组合，默认成员为 public。

struct Student {
    std::string name;
    int age;
    float gpa;
};
Student s {"Alice", 20, 3.8};

3. 类（class）

封装数据与方法的类型，默认成员为 private。

class Rectangle {
    int width, height;
public:
    Rectangle(int w, int h) : width(w), height(h) {}
    int area() { return width * height; }
};
Rectangle rect(3, 4);

4. 联合体（union）

共享内存的不同类型，同一时间只能使用一个成员。

union Data {
    int i;
    float f;
    char c;
};
Data d;
d.i = 42;  // 此时只能访问 d.i

5. 枚举（enum 和 enum class）

命名常量集合，enum class 提供更强类型检查。

enum Color { Red, Green, Blue };               // 传统枚举
enum class Mode { Read, Write, Execute };      // 枚举类（C++11）
Color c = Green;
Mode m = Mode::Read;

6. 指针与引用

间接访问其他数据，常用于动态内存管理。

int x = 10;
int* ptr = &x;     // 指针
int& ref = x;      // 引用

7. 标准库容器

模板化的数据结构，如 vector, map, pair 等。

#include <vector>
#include <map>
#include <tuple>

std::vector<int> numbers = {1, 2, 3};                // 动态数组
std::map<std::string, int> ages = {{"Alice", 30}};   // 键值对
auto person = std::make_tuple("Bob", 25, true);      // 多元组

8. 类型别名（typedef/using）

简化复杂类型声明。

typedef std::vector<std::string> StringList;  // C 风格
using StudentVector = std::vector<Student>;   // C++11

9. 多维数组

数组的数组，常用于矩阵。

int matrix[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};

10. 嵌套组合

类型之间的嵌套使用，如结构体包含容器。

struct Classroom {
    std::string className;
    std::vector<Student> students;
};
Classroom cs101 {"CS101", {{"Alice", 20}, {"Bob", 21}}};

关键注意事项：

内存管理：动态数组需用 delete[] 释放，或优先使用智能指针（如 std::unique_ptr）。
访问权限：类成员默认 private，结构体默认 public。
类型安全：enum class 比传统 enum 更安全，避免隐式转换。
标准库选择：根据需求选择容器（如 vector 随机访问快，list 插入快）。

示例：综合应用

#include <iostream>
#include <vector>

// 结构体定义
struct Point {
    int x, y;
};

// 类定义
class Shape {
private:
    std::vector<Point> vertices;
public:
    void addVertex(Point p) {
        vertices.push_back(p);
    }
    void printVertices() {
        for (const auto& p : vertices) {
            std::cout << "(" << p.x << ", " << p.y << ")\n";
        }
    }
};

int main() {
    Shape triangle;
    triangle.addVertex({0, 0});
    triangle.addVertex({1, 0});
    triangle.addVertex({0, 1});
    triangle.printVertices();
    return 0;
}