# C++的结构体

# 1. 结构体

① 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 语法：struct 结构体名 { 结构体成员列表 }

③ 通过结构体创建变量的方式有三种：

1. struct 结构体名 变量名
2. struct 结构体名 变量名 = { 成员1值，成员2值 }
3. 定义结构体时顺便创建变量

④ 结构体变量利用点.访问成员


```python
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
//自定义数据类型，一些类型的集合组成一个类型
//语法 struct 类型名称 { 成员列表 }
//结构体定义的时候，struct关键字不能省略
//1、创建学生数据类型：学生包括(姓名，年龄，分数)
struct Student
{
    //成员列表

    //姓名
    string name;
    //年龄
    int age;
    //分数
    int score;
};

int main()
{
    //2.1 struct Student s1  s1类似结构体的实例值，类似变量赋值：int a = 10 → 属性 变量 变量值
    //结构体创建的时候，struct 关键字可以省略；上面结构体定义的时候 struct 可以省略
    struct Student s1;
    //给s1属性赋值，通过点.访问结构体变量中的属性
    s1.name = "张三";
    s1.age = 18;
    s1.score = 100;

    cout << "姓名：" << s1.name << "年龄:" << s1.age << "分数：" << s1.score << endl;

    //2.2 struct Student s2 = { ... }
    struct Student s2 = { "李四",19,80 };
    cout << "姓名：" << s2.name << "年龄:" << s2.age << "分数：" << s2.score << endl;
    
    system("pause");

    return 0;

}
```

运行结果：  
 - 姓名：张三年龄:18分数：100  
 - 姓名：李四年龄:19分数：80  
 - 请按任意键继续. . .


```python
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
//自定义数据类型，一些类型的集合组成一个类型
struct Student
{
    //成员列表

    //姓名
    string name;
    //年龄
    int age;
    //分数
    int score;
}s3;   //2.3 创建结构体的时候，顺便创建个结构体变量

int main()
{
    //2.3 
    s3.name = "王五";
    s3.age = 20;
    s3.score = 60;

    cout << "姓名：" << s3.name << "年龄:" << s3.age << "分数：" << s3.score << endl;

    system("pause");

    return 0;

}
```

运行结果：  
 - 姓名：王五年龄:20分数：60  
 - 请按任意键继续. . .

## 1.1 结构体定义和使用

① 作用：将自定义的结构体放入到数组中方便维护。

② 语法：struct 结构体名 数组名[元素个数] = { {},{},...,{} }


```python
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
//自定义数据类型，一些类型的集合组成一个类型
struct Student
{
    //成员列表

    //姓名
    string name;
    //年龄
    int age;
    //分数
    int score;
};  

int main()
{
    //2、创建结构体数组
    struct Student stuArray[3] =
    {
        {"张三",18,100},
        {"李四",28,99},
        {"王五",38,66}
    };

    //3、给结构体数组中的元素赋值
    stuArray[2].name = "赵六";
    stuArray[2].age = 80;
    stuArray[2].score = 60;

    //4、遍历结构体数组
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        cout << "姓名：" << stuArray[i].name << "年龄：" << stuArray[i].age << "分数：" << stuArray[i].score << endl;
    }

    system("pause");

    return 0;

}
```

运行结果：  
 - 姓名：张三年龄：18分数：100  
 - 姓名：李四年龄：28分数：99  
 - 姓名：赵六年龄：80分数：60
 - 请按任意键继续. . .

## 1.2 结构体数组

① 作用：将自定义的结构体放入到数组中方便维护。

② 语法：struct 结构体名 数组名[元素个数] = { {},{},...,{} }


```python
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
//自定义数据类型，一些类型的集合组成一个类型
struct Student
{
    //成员列表

    //姓名
    string name;
    //年龄
    int age;
    //分数
    int score;
};

int main()
{
    //2、创建结构体数组
    struct Student stuArray[3] =
    {
        {"张三",18,100},
        {"李四",28,99},
        {"王五",38,66}
    };

    //3、给结构体数组中的元素赋值
    stuArray[2].name = "赵六";
    stuArray[2].age = 80;
    stuArray[2].score = 60;

    //4、遍历结构体数组
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        cout << "姓名：" << stuArray[i].name << "年龄：" << stuArray[i].age << "分数：" << stuArray[i].score << endl;
    }

    system("pause");

    return 0;

}
```

运行结果：  
 - 姓名：张三年龄：18分数：100  
 - 姓名：李四年龄：28分数：99  
 - 姓名：赵六年龄：80分数：60  
 - 请按任意键继续. . .

## 1.3 结构体指针

① 作用：通过指针访问结构体中的成员。

② 利用操作符 · > 可以通过结构体指针访问结构体属性。


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

//结构体指针

//定义学生结构体
struct Student
{
    string name; //姓名
    int age; //年龄
    int score; //分数
};

int main()
{
    // 1、创建学生结构体变量，这里的 struct 可以省略
    struct Student s = { "张三",18,100 };

    //2、通过指针指向结构体变量
    struct Student* p = &s;  //对s取地址， tudent * p 类似 int * p，这里的 struct 可以省略

    //3、通过指针访问结构体变量中的数据
    //通过结构体指针 访问结构体中的属性，需要利用'->'
    cout << "姓名：" << p->name << "年龄：" << p->age << "分数：" << p->score << endl;

    system("pause");

    return 0;

}
```

运行结果：  
- 姓名：张三年龄：18分数：100  
- 请按任意键继续. . .

## 1.4 结构体嵌套结构体

① 结构体中的成员可以是另一个结构体。


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

//因为老师的结构体里有学生的结构体，所以学生结构体要在老师结构体前面先定义
//定义学生结构体
struct student
{
    string name; //姓名
    int age; //年龄
    int score; //分数
}; 

//定义老师结构体
struct teacher
{
    int id; //教师编号
    string name; //教师姓名
    int age; //年龄
    struct student stu; //学生结构体
};

int main()
{
    //结构体嵌套结构体
    //创建老师
    teacher t;
    t.id = 10000;
    t.name = "老王";
    t.age = 50;
    t.stu.name = "小王";
    t.stu.age = 20;
    t.stu.score = 60;

    cout << "老师姓名：" << t.name << "老师编号：" << t.id << "老师年龄：" << t.age
        << "老师辅导的学生姓名：" << t.stu.name << "学生年龄：" << t.stu.age 
        << "学生考试分数：" << t.stu.score << endl;

    system("pause");

    return 0;

}
```

运行结果：  
 - 老师姓名：老王 老师编号：10000 老师年龄：50 老师辅导的学生姓名：小王 学生年龄：20 学生考试分数：60
 - 请按任意键继续. . .

## 1.5 结构体做函数参数

① 作用：将结构体作为参数向函数中传递，传递方式有两种。

② 传递方式有两种：

1. 值传递
2. 地址传递


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

//定义学生结构体
struct student
{
    string name; //姓名
    int age; //年龄
    int score; //分数
};

//定义老师结构体
struct teacher
{
    int id; //教师编号
    string name; //教师姓名
    int age; //年龄
    struct student stu; //学生结构体
};

//打印学生信息的函数
//1、值传递
void printStudent1(struct student s)
{
    cout << "子函数 值传递前 姓名：" << s.name << "年龄：" << s.age << "分数：" << s.score << endl;

    s.age = 100;
}

//2、地址传递
void printStudent2(struct student* p)
{
    cout << "子函数 地址传递前 姓名：" << p->name << "年龄：" << p->age << "分数：" << p->score << endl;

    p->score = 90;
}

int main()
{
    //结构体做函数参数
    //将学生传入到一个参数中，打印学生身上的所有信息

    //创建结构体变量
    struct student s;
    s.name = "张三";
    s.age = 20;
    s.score = 85;

    cout << "main函数 传递前 姓名：" << s.name << "年龄：" << s.age << "分数：" << s.score << endl;

    printStudent1(s);

    cout << "子函数  值传递后 姓名：" << s.name << "年龄：" << s.age << "分数：" << s.score << endl;

    printStudent2(&s);

    cout << "子函数 地址传递后 姓名：" << s.name << "年龄：" << s.age << "分数：" << s.score << endl;


    cout << "main函数 传递后 姓名：" << s.name << "年龄：" << s.age << "分数：" << s.score << endl;

    system("pause");

    return 0;

}
```

运行结果：  
 - main函数 传递前 姓名：张三年龄：20分数：85  
 - 子函数 值传递前 姓名：张三年龄：20分数：85  
 - 子函数  值传递后 姓名：张三年龄：20分数：85  
 - 子函数 地址传递前 姓名：张三年龄：20分数：85  
 - 子函数 地址传递后 姓名：张三年龄：20分数：90  
 - main函数 传递后 姓名：张三年龄：20分数：90  
 - 请按任意键继续. . .

## 1.6 结构体中const使用

① 作用：const来防止误操作。


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

//const 的使用场景

struct student
{
    //姓名
    string name;
    //年龄
    int age;
    //分数
    int score;
};

//将函数中形参设置为指针，用地址传递，而不是值传递，可以减少内存空间，而且不会复制新的副本
//值传递需要复制新的副本，如果有成千上万个学生调用结构体，会复制成千上个副本
void printStudents(const student* s)
{
    s->age = 150;  //报错，因为假如const之后，一旦有修改的操作就会报错，可以防止我们的误操作。
    cout << "姓名：" << s->name << "年龄：" << s->age << "分数：" << s->score << endl;
}


int main()
{
    //创建结构体变量
    struct student s = { "张三",15,70 };

    //通过函数打印结构体变量信息
    printStudents(&s);

    cout << "main中张三年龄为：" << s.age << endl;

    system("pause");

    return 0;

}
```

## 1.7 结构体案例(一)

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。


```python
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
#include <Ctime>

//学生结构体定义
struct Student
{
    //姓名
    string sName;
    //学生数组
    int score;
};

//老师结构体
struct Teacher
{
    //姓名
    string tName;
    //学生数组
    struct Student sArray[5];
};

//给老师和学生赋值的函数
void allocateSpace(struct Teacher tArray[], int len) //接收数组的两种方式：一用指针，二用数组名 struct Teacher tArray[]
{
    string nameSeed = "ABCDE";
    //给老师开始赋值
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        tArray[i].tName = "Teacher_";
        tArray[i].tName += nameSeed[i];

        //通过循环给每名老师所带的学生赋值
        for (int j = 0; j < 5; j++)
        {
            tArray[i].sArray[j].sName = "Student_";
            tArray[i].sArray[j].sName += nameSeed[j];

            int random = rand() % 61 + 40;  // 40 ~ 100
            tArray[i].sArray[j].score = random; //

        }
    }
}

//打印所有信息
void printInfo(struct Teacher tArray[], int len)
{
    for (int i = 0;i<len;i++)
    {
        cout << "老师姓名：" << tArray[i].tName << endl;
        
        for (int j = 0; j < 5; j++)
        {
            cout << "\t学生姓名：" << tArray[i].sArray[j].sName 
                << " 考试分数：" << tArray[i].sArray[j].score << endl;
        }
    }
}

int main()
{
    //随机数种子
    srand((unsigned int)time(NULL));

    //1、创建3名老师的数组
    struct Teacher tArray[3];

    //2、通过函数给3名老师的信息赋值，并给老师带的学生信息赋值
    int len = sizeof(tArray) / sizeof(tArray[0]);
    allocateSpace(tArray, len);

    //3、打印所有老师及所带的学生信息
    printInfo(tArray, len);


    system("pause");

    return 0;

}
```


```python
运行结果：  
老师姓名：Teacher_A
        学生姓名：Student_A 考试分数：81
        学生姓名：Student_B 考试分数：85
        学生姓名：Student_C 考试分数：91
        学生姓名：Student_D 考试分数：66
        学生姓名：Student_E 考试分数：55
老师姓名：Teacher_B
        学生姓名：Student_A 考试分数：87
        学生姓名：Student_B 考试分数：50
        学生姓名：Student_C 考试分数：57
        学生姓名：Student_D 考试分数：40
        学生姓名：Student_E 考试分数：43
老师姓名：Teacher_C
        学生姓名：Student_A 考试分数：72
        学生姓名：Student_B 考试分数：64
        学生姓名：Student_C 考试分数：80
        学生姓名：Student_D 考试分数：92
        学生姓名：Student_E 考试分数：58
请按任意键继续. . .
```

## 1.8 结构体案例(二)

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。通过冒泡排序算法，将数组中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,"女"}  
 - {"貂蝉",19,"女"}


```python
#include <iostream>
using namespace std;

//1、设计英雄结构体
struct Hero
{
    //姓名
    string name;
    //年龄
    int age;
    //性别
    string sex;
};

//冒泡排序，实现年龄升序排列
void bubbleSort(struct Hero heroArray[], int len)
{
    for (int i = 0; i < len - 1; i++)
    {
        for (int j = 0; j < len - i - 1; j++)
        {
            //如果j下标的年龄大于j+1下标的元素的年龄，交换两个元素
            if (heroArray[j].age > heroArray[j + 1].age)
            {
                struct Hero temp = heroArray[j];  //创建一个临时结构体变量
                heroArray[j] = heroArray[j + 1];
                heroArray[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

void printHero(struct Hero heroArray[], int len)
{
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        cout << "姓名：" << heroArray[i].name << " 年龄：" << heroArray[i].age
            << " 性别：" << heroArray[i].sex << endl;
    }
}

int main()
{

    //2、创建数组存放5名英雄
    struct Hero heroArray[5] =
    {
        {"刘备",23,"男"},
        {"关羽",22,"男"},
        {"张飞",20,"男"},
        {"赵云",21,"女"},
        {"貂蝉",19,"女"},
    };

    int len = sizeof(heroArray) / sizeof(heroArray[0]);
    cout << "排序前的打印结果" << endl;
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        cout << "姓名：" << heroArray[i].name << " 年龄：" << heroArray[i].age
            << " 性别：" << heroArray[i].sex << endl;
    }

    //3、对数组进行排序，按照年龄进行升序排序
    bubbleSort(heroArray, len);

    //4、将排序后结果打印输出
    cout << "排序后的打印结果" << endl;
    printHero(heroArray,len);


    system("pause");

    return 0;

}
```

运行结果：  
 - 排序前的打印结果  
 - 姓名：刘备 年龄：23 性别：男  
 - 姓名：关羽 年龄：22 性别：男  
 - 姓名：张飞 年龄：20 性别：男  
 - 姓名：赵云 年龄：21 性别：女  
 - 姓名：貂蝉 年龄：19 性别：女  
 - 排序后的打印结果  
 - 姓名：貂蝉 年龄：19 性别：女  
 - 姓名：张飞 年龄：20 性别：男  
 - 姓名：赵云 年龄：21 性别：女  
 - 姓名：关羽 年龄：22 性别：男  
 - 姓名：刘备 年龄：23 性别：男  
 - 请按任意键继续. . .