在 C++ 中，结构体（struct） 用于定义一个数据类型，该数据类型可以包含多个不同类型的成员变量。结构体主要用于组织相关数据，使代码更加清晰和模块化。

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1. 定义和使用结构体

在 C++ 中，struct 关键字用于定义结构体。结构体成员默认是 公有的（public），而类（class）默认是 私有的（private）。

1.1 结构体基本定义

#include <iostream>

// 定义结构体
struct Person {
    std::string name;
    int age;
    double height;
};

int main() {
    // 创建结构体变量并初始化
    Person p1 = {"张三", 25, 1.75};

    // 访问结构体成员
    std::cout << "姓名: " << p1.name << std::endl;
    std::cout << "年龄: " << p1.age << std::endl;
    std::cout << "身高: " << p1.height << "m" << std::endl;

    return 0;
}

输出：

姓名: 张三
年龄: 25
身高: 1.75m

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2. 结构体数组

结构体可以用作数组的元素，以便存储多个相同类型的数据。

#include <iostream>

struct Student {
    std::string name;
    int age;
};

int main() {
    // 结构体数组
    Student students[3] = {
        {"李四", 20},
        {"王五", 21},
        {"赵六", 22}
    };

    // 遍历结构体数组
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        std::cout << "姓名: " << students[i].name << ", 年龄: " << students[i].age << std::endl;
    }

    return 0;
}

输出：

姓名: 李四, 年龄: 20
姓名: 王五, 年龄: 21
姓名: 赵六, 年龄: 22

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3. 结构体指针

使用 指针 访问结构体成员时，需要使用 ->（箭头运算符）。

#include <iostream>

struct Car {
    std::string brand;
    int year;
};

int main() {
    Car myCar = {"Tesla", 2023};
    Car *pCar = &myCar;  // 指针指向结构体

    // 通过指针访问结构体成员
    std::cout << "品牌: " << pCar->brand << std::endl;
    std::cout << "年份: " << pCar->year << std::endl;

    return 0;
}

输出：

品牌: Tesla
年份: 2023

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4. 结构体嵌套

结构体可以嵌套另一个结构体，从而创建更复杂的数据结构。

#include <iostream>

struct Address {
    std::string city;
    std::string street;
};

struct Employee {
    std::string name;
    int age;
    Address address;  // 嵌套结构体
};

int main() {
    Employee emp = {"张三", 30, {"北京", "长安街"}};

    std::cout << "姓名: " << emp.name << std::endl;
    std::cout << "年龄: " << emp.age << std::endl;
    std::cout << "城市: " << emp.address.city << std::endl;
    std::cout << "街道: " << emp.address.street << std::endl;

    return 0;
}

输出：

姓名: 张三
年龄: 30
城市: 北京
街道: 长安街

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5. 结构体作为函数参数

结构体可以作为函数的 参数 和 返回值。

5.1 结构体作为参数（值传递）

#include <iostream>

struct Point {
    int x, y;
};

// 传递结构体
void printPoint(Point p) {
    std::cout << "坐标: (" << p.x << ", " << p.y << ")" << std::endl;
}

int main() {
    Point p1 = {3, 4};
    printPoint(p1);

    return 0;
}

输出：

坐标: (3, 4)

注意： 结构体是值传递，函数内部修改 p 不会影响 main() 中的 p1。

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5.2 结构体作为引用参数

为了提高性能，可以使用 引用 传递结构体，避免拷贝。

#include <iostream>

struct Point {
    int x, y;
};

// 使用引用传递
void movePoint(Point &p, int dx, int dy) {
    p.x += dx;
    p.y += dy;
}

int main() {
    Point p1 = {3, 4};
    movePoint(p1, 2, 3);
    std::cout << "移动后坐标: (" << p1.x << ", " << p1.y << ")" << std::endl;

    return 0;
}

输出：

移动后坐标: (5, 7)

注意： 这里 p 是引用传递，函数内部修改 p 会影响 main() 中的 p1。

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5.3 结构体作为返回值

#include <iostream>

struct Rectangle {
    int width, height;
};

// 返回结构体
Rectangle createRectangle(int w, int h) {
    return {w, h};
}

int main() {
    Rectangle r = createRectangle(10, 5);
    std::cout << "矩形宽: " << r.width << ", 高: " << r.height << std::endl;

    return 0;
}

输出：

矩形宽: 10, 高: 5

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6. 结构体与 typedef 和 using

在 C++ 中，可以使用 typedef 或 using 为结构体创建别名。

#include <iostream>

// 使用 typedef
typedef struct {
    int x, y;
} Point;

// 使用 using
using Rectangle = struct {
    int width, height;
};

int main() {
    Point p = {2, 3};
    Rectangle r = {5, 10};

    std::cout << "Point: (" << p.x << ", " << p.y << ")" << std::endl;
    std::cout << "Rectangle: " << r.width << " x " << r.height << std::endl;

    return 0;
}

输出：

Point: (2, 3)
Rectangle: 5 x 10

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7. 结构体和 class 的区别

特性	struct（结构体）	class（类）
默认访问权限	public	private
支持成员函数	是	是
适用于	纯数据存储	封装数据和方法
继承时默认权限	public	private

示例：

struct MyStruct {
    int a;
};  // 默认 `public`

class MyClass {
    int a;  // 默认 `private`
};

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总结

• 结构体 是存储多个数据项的方式，可以包含基本数据类型、数组、指针、函数等。
• 结构体可以作为数组、指针、函数参数和返回值。
• 可以使用引用传递结构体，避免拷贝，提高性能。
• 结构体和 class 的主要区别是访问控制，结构体适用于纯数据存储，而类适用于面向对象编程。

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