C++中结构体的类型定义和初始化以及变量引用

C++结构体类型的定义和初始化

有时需要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，一个学生的学号、姓名、性别、年龄、成绩、家庭地址等项，都是这个学生的属性，见图

可以看到学号(num)、姓名(name)、性别(sex)、年龄(age)、成绩(score )、地址(addr)是与姓名为“Li Fun”的学生有关的。如果在程序中将num,name,sex,age,score,addr分别定义为互相独立的变量，就难以反映出它们之间的内在联系。应当把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。C和C++允许用户自己指定这样一种数据类型，它称为结构体。它相当于其他高级语言中的记录(record)。

例如，可以通过下面的声明来建立如图所示的数据类型。

struct Student//声明一个结构体类型Student
{
  int num; //包括一个整型变量num
  char name[20]; //包括一个字符数组name，可以容纳20个字符
  char sex; //包括一个字符变量sex
  int age;  //包括一个整型变量age
  float score;  //包括一个单精度型变量
  char addr[30]; //包括一个字符数组addr，可以容纳30个字符
}; //最后有一个分号

这样，程序设计者就声明了一个新的结构体类型Student（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num， name， sex， age， score， addr等不同类型的数据项。应当说明Student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。

声明一个结构体类型的一般形式为：

  struct 结构体类型名 {成员表列};

结构体类型名用来作结构体类型的标志。上面的声明中Student就是结构体类型名。大括号内是该结构体中的全部成员(member)，由它们组成一个特定的结构体。上例中的num，name，sex，score等都是结构体中的成员。在声明一个结构体类型时必须对各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。

声明结构体类型的位置一般在文件的开头，在所有函数（包括main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。

在C语言中，结构体的成员只能是数据（如上面例子中所表示的那样）。C++对此加以扩充，结构体的成员既可以包括数据（即数据成员），又可以包括函数（即函数成员），以适应面向对象的程序设计。

但是由于C++提供了类(class )类型，一般情况下，不必使用带函数的结构体，因此在本章中只介绍只含数据成员的结构体，有关包含函数成员的结构体将在后续章节进行介绍。
结构体类型变量的定义方法及其初始化

以上只是指定了一种结构体类型，它相当于一个模型，但其中并无具体数据，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的方法可以采取以下3种方法定义结构体类型的变量。

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Student，可以用它来定义结构体变量。如：

在C语言中，在定义结构体变量时，要在结构体类型名前面加上关键字Sttuct，C++ 保留了C的用法，如：
struct  Student  studentl, student2;

提倡读者在编写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8章中介绍的用类(class)名定义类对象的用法一致。

以上定义了student1和student2为结构体类型Student的变量，即它们具有Student类型的结构。如图所示。

在定义了结构体变量后，系统会为之分配内存单元。例如student1和student2在内存中各占63个字节(4+20+1+4+4+30=63)。

2) 在声明类型的同时定义变量。例如：

struct Student //声明结构体类型Student
{
  int num;
  char name[20];
  char sex;
  int age;
  float score;
  char addr[30];
}student1, student2; //定义两个结构体类型Student的变量student1，student2

这种形式的定义的一般形式为：

struct 结构体名
{
  成员表列
}变量名表列;

3) 直接定义结构体类型变量。其一般形式为：

struct //注意没有结构体类型名
{
  成员表列
}变量名表列;

这种方法虽然合法，但很少使用。提倡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，有几点要说明：
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。如：

struct Date //声明一个结构体类型Date
{
  int month;
  int day;
  int year;
};
struct Student //声明一个结构体类型Student
{
  int num;
  char name[20];
  char sex;
  int age;
  Date birthday;
  char addr[30];
}student1, student2; //定义student1和student2为结构体类型Student的变量

首先声明一个Date类型，它代表“日期”，包括3个成员：rnomh(月)、day (日)、year(年)。然后在声明Studcm类型时，将成员birthday指定为Date类型。Student的结构见图所示。已声明的类型Date与其他类型(如im,char)―样，也可以用来定义成员的类型。

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num，它与student中的num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。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"};

这样，变量student1中的数据如图中所示。

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：

Student student2 = { 10002, "Wang Li", "F", 20, 98, "Beijing"}; //Student是已声明的结构体类型

C++结构体变量的引用
在定义了结构体变量以后，当然可以引用这个变量，常用的方法有以下几种。

1) 可以将一个结构体变量的值赋给另一个具有相同结构的结构体变量。

如上面的student1和student2都是student类型的变量，可以这样赋值：

  student1= student2;

2) 可以引用一个结构体变量中的一个成员的值。

例如， student1.num表示结构体变量student1中的成员的值，如果student1的值如图所示，则student1.num的值为10001。

引用结构体变量中成员的一般方式为：

  结构体变量名.成员名

例如可以这样对变量的成员赋值：

  student1.num=10010;

3) 如果成员本身也是一个结构体类型，则要用若干个成员运算符，一级一级地找到最低一级的成员。

例如，对上面定义的结构体变量student1，可以这样访问各成员：

  student1.num (引用结构体变量student1中的num成员)

如果想引用student1变量中的birthday成员中的month成员，不能写成student1.month，必须逐级引用，即

  student1.birthday.month=12; (引用结构体变量student1中的birthday成员中的month成员)

4) 不能将一个结构体变量作为一个整体进行输入和输出。

例如，已定义student1和student2为结构体变量，并且它们已有值。不能企图这样输出结构体变量中的各成员的值

  cin>>student1;

只能对结构体变量中的各个成员分别进行输入和输出。

5) 对结构体变量的成员可以像普通变量一样进行各种运算（根据其类型决定可以进行的运算种类）。例如：

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

由于“.”运算符的优先级最高，student1.age++相当于(student1.age)++ 。++是对student1.age进行自加运算，而不是先对age进行自加运算。

6) 可以引用结构体变量成员的地址，也可以引用结构体变量的地址。如：

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

结构体变量的地址主要用作函数参数，将结构体变量的地址传递给形参。

【例】引用结构体变量中的成员。

#include <iostream>
using namespace std;
struct Date//声明结构体类型Date
{
  int month;
  int day;
  int year;
};
struct Student//声明结构体类型Student
{
  int num;
  char name[20];
  char sex;
  Date birthday; //声明birthday为Date类型的成员
  float score;
}student1,student2={10002,"Wang Li",'f',5,23,1982,89.5};
//定义Student 类型的变量student1,student2，并对student2初始化
int main( )
{
  student1=student2; //将student2各成员的值赋予student1的相应成员
  cout<<student1.num<<endl; //输出student1中的num成员的值
  cout<<student1.name<<endl; //输出student1中的name成员的值
  cout<<student1.sex<<endl; //输出student1中的sex成员的值
  cout<<student1.birthday.month<<'/'<<student1.birthday.day<<'/' <<student1.birthday.year<<endl; //输出student1中的birthday各成员的值
  cout<<student1.score<<endl;
  return 0;
}

运行结果如下：

10002
Wang Li
f
5/23/1982
89.5