4.3 结构体类型(struct)
结构体类型就是将不同类型的数据组合成一个有机的整体,以供用户方便地使用。这些组合在一个整体中的数据是互相联系的。例如,一个居民的年龄、姓名、性别、身高、家庭地址等,都是这个居民的属性,如图4-9所示。
图4-9 居民的信息
根据上图可知,age(年龄)、name(姓名)、sex(性别)、height(身高)和addr(家庭地址)都是姓名为LiHui的相关信息。若在程序中,将LiHui的所有信息分别定义为互相独立的变量,就很难反映出它们之间的内在联系。例如:
如果将它们组织成一个组合项,在一个组合项中包含若干个类型不同(当然也可以相同)的数据项,就能体现出这些数据的关联性。C++允许用户自己指定这样一种数据类型,它称为结构体。
例如,可以通过下面的声明来建立如图4-9所示的数据类型:
这样,程序开发者就声明了一个新的结构体类型People。
注意:struct是声明结构体类型时所必须使用的关键字,不能省略,它向编译系统声明,这是一种结构体类型,它包括age、name、sex、height、addr等不同类型的数据项。
被声明后的People是一个类型名,它和系统提供的标准类型如int、char、float、double一样,都可以用来定义变量,只不过结构体类型需要事先由用户自己声明而已。
1. 结构体类型的声明
声明一个结构体类型的一般形式为:
结构体类型名是用来作结构体类型的标志。上例声明的People就是结构体类型名。大括号内是该结构体中的全部成员,由它们组成一个特定的结构体。
注意:在声明一个结构体类型时必须对各个成员都进行类型声明,即类型名 成员名;每一个成员也称为结构体中的一个域(field)。成员表列又称为域表。
在声明结构体类型的时候,一般都会将结构体的位置放在文件的开头,在所有函数之前,以便本文件中所有的函数都能利用它来定义变量。当然也可以在函数中声明结构体类型。
2. 结构体类型变量的定义方法及其初始化
结构体的声明相当于建立了一个模型,其中并无具体数据,系统也不为之分配实际的内存单元,为了能在程序中使用结构体类型的数据,应当定义结构体类型的变量,并在其中存放具体的数据。
定义结构体类型变量有以下3种方法。
(1)先声明结构体类型再定义变量名。
如上面已定义了一个结构体类型People,可以用它来定义结构体变量,如图4-10所示。
图4-10 结构体类型名定义变量
C++也保留了C语言的用法,在定义结构体变量时,要在结构体类型名前面加上关键字struct。
例如:
struct People peol, peo2;
还是建议读者在编写C++程序时,使用C++新提出来的方法,即不必在定义结构体变量时加关键字struct,这样使用更方便,而且与第11章中介绍的用类(class)名定义类对象的用法一致。
以上定义了peo1和peo2为结构体类型People的变量,即它们具有People类型的结构,如图4-11所示。
图4-11 结构体类型变量的定义
(2)在声明类型的同时定义变量。
例如:
这种形式的定义的一般形式为:
(3)直接定义结构体类型变量。
其一般形式为:
这种方法虽然合法,但很少使用。提倡使用先定义类型后定义变量的第(1)种方法。在程序比较简单,结构体类型只在本文件中使用的情况下,也可以用第(2)种方法。
关于结构体类型,有以下几点需要说明:
(1)不要误认为凡是结构体类型都有相同的结构。实际上,每一种结构体类型都有自己的结构,可以定义出许多种具体的结构体类型。
(2)类型与变量是不同的概念,不要混淆。只能对结构体变量中的成员赋值,而不能对结构体类型赋值。在编译时,是不会为类型分配空间的,只为变量分配空间。
(3)对结构体中的成员(即“域”),可以单独使用,它的作用与地位相当于普通变量。
(4)成员也可以是一个结构体变量,这就是结构体的嵌套。
例如:
该例中先声明一个Date类型的结构体,它代表日期。该结构体包含三个成员,分别是month(月)、day(日)、year(年)。然后再声明一个People类型的结构体。将成员birthday指定为Date类型。People的结构体如图4-12所示。
图4-12 结构体嵌套
(5)结构体中的成员名可以与程序中的变量名相同,但二者没有关系。例如,程序中可以另定义一个整型变量age,它与People中的age是两回事,互不影响。
结构体变量的初始化和其他类型变量一样,对结构体变量可以在定义时指定初始值。
例如:
上例也可以采取声明类型与定义变量分开的形式,在定义变量时进行初始化:
People peo = { 21, "Li Hui", 'M', 175.5, "BeiJing" }; /*People是已经声明的结构体类型*/