结构体与类的区别在哪里 C++中struct和class关键对比分析-C++-PHP中文网

结构体与类的区别在哪里 C++中struct和class关键对比分析

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发布： 2025-07-29 08:48:02

原创

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c++++中struct和class的核心区别在于默认的成员访问权限和继承方式。1. struct默认成员为public，class默认成员为private；2. struct默认继承方式为public，class默认继承方式为private。除此之外，两者在功能上完全等价，均可支持构造函数、析构函数、继承、多态等所有特性。选择使用struct或class更多是基于语义表达和编程习惯的考虑：struct常用于数据聚合体（如point、color），强调开放性和简洁性；class则用于封装复杂对象（如std::string、networkconnection），体现面向对象的设计思想。标准库中如std::pair、迭代器多用struct，而容器类、流类、异常类多用class，这种约定提升了代码的可读性和维护性。

结构体与类的区别在哪里 C++中struct和class关键对比分析

C++中，struct 和 class 之间的核心区别，说白了，就那么一点点：默认的成员访问权限和默认的继承方式不同。除此之外，它们在功能上是完全等价的，你用struct能做的事，class也能做，反之亦然。这更多是一种语义上的约定，而非本质的技术壁垒。

解决方案

struct和class在C++中的主要差异体现在它们的默认行为上。当你定义一个struct时，它的成员（数据成员和成员函数）默认是public的，同时，如果它继承自其他类或结构体，默认的继承方式也是public。这与C语言中struct的开放性保持了一致，强调数据聚合的特性。

而class则恰恰相反，它的成员默认是private的，默认的继承方式也是private。这体现了面向对象编程中封装（encapsulation）的核心思想，即默认情况下，对象的内部实现细节是不对外暴露的。

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// 示例：默认访问权限
struct MyStruct {
    int public_data; // 默认是 public
    void public_func() {} // 默认是 public
private:
    int private_data_in_struct; // 明确指定为 private
};

class MyClass {
    int private_data; // 默认是 private
    void private_func() {} // 默认是 private
public:
    int public_data_in_class; // 明确指定为 public
    void public_func_in_class() {} // 明确指定为 public
};

// 示例：默认继承方式
struct BaseStruct { int x; };
class BaseClass { int y; };

struct DerivedStruct : BaseStruct { // 默认是 public 继承
    void foo() {
        // x = 10; // 如果 BaseStruct 成员是 private，这里就无法访问
    }
};

class DerivedClass : BaseClass { // 默认是 private 继承
    void bar() {
        // y = 20; // 如果 BaseClass 成员是 private，这里就无法访问
    }
};

// 实际使用时，通常会显式指定访问权限和继承方式，以避免混淆

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这种差异更多是历史遗留和编程习惯的体现。在C++的世界里，struct被视为class的一种特殊形式，它们都可以拥有构造函数、析构函数、成员函数、虚函数、继承、多态等等所有class的特性。所以，选择哪个，往往是基于对代码意图的表达，而不是功能上的限制。

C++中struct和class的默认访问权限与继承方式有何不同？

这确实是两者最直接、也是唯一的语义差异点。对于struct，如果你不明确指定成员的访问权限，它们就会被认为是public的。这意味着你可以直接通过对象实例来访问这些成员。例如：MyStruct s; s.public_data = 1; 这样的操作是完全合法的。同样，当一个struct从另一个基类或基struct派生时，如果继承方式没有显式声明，它会默认采用public继承。这表示基类的public和protected成员在派生struct中保持其原始的访问权限。

反观class，它的默认行为则倾向于“隐藏”。所有未明确指定访问权限的成员，都将被视为private。这意味着你不能直接从外部访问这些成员，必须通过public接口（如成员函数）来间接操作。这正是封装的体现。而在继承方面，class默认使用private继承。这意味着基类的所有public和protected成员在派生class中都变成了private，外部无法访问，只有派生class内部可以访问。这种默认的私有继承在实践中相对较少直接使用，因为通常我们更倾向于public继承来表达“is-a”关系。

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理解这些默认行为至关重要，它决定了你编写的代码在没有明确声明时的行为。不过，我们通常都会显式地声明public、protected、private来明确意图，这样能避免很多潜在的误解。

选择struct还是class：C++编程实践中的考量与约定

在实际的C++编程中，选择使用struct还是class，往往不是一个技术难题，而更多是一种风格和意图的表达。我个人在写代码时，通常会遵循一些不成文的约定：

数据聚合体 (Plain Old Data / PODs) 或轻量级值类型： 如果我需要定义一个简单的数据结构，它主要用于存储数据，行为（方法）很少或没有，并且其成员默认就应该对外可见，那么我倾向于使用struct。例如，表示一个二维点Point {int x; int y;}，或者一个颜色Color {unsigned char r, g, b, a;}。这些类型通常没有复杂的生命周期管理，也不需要维护复杂的内部状态。它们更像是C语言中struct的自然延伸。
复杂对象、封装与行为： 当我设计一个更复杂的“对象”时，它拥有自己的内部状态（通常是private的），需要通过一系列public接口来暴露行为，并且可能涉及资源管理、多态或复杂的业务逻辑，我几乎总是使用class。例如，std::string、std::vector这样的容器，或者我自己定义的NetworkConnection、UserManager等。class的默认private成员很好地契合了封装的思想，强迫你思考哪些是内部实现，哪些是外部接口。
继承关系： 尽管两者都可以继承，但在设计复杂的类层次结构时，我发现class的使用更为普遍，因为它更自然地与面向对象设计模式中的“is-a”关系和多态性结合。

总的来说，这是一种向读者（包括未来的自己）传达意图的方式。struct暗示着“这是一个数据包”，而class则暗示着“这是一个封装了数据和行为的对象”。当然，这并非强制，如果你在所有地方都只用class，代码也能正常工作，但可能会在某些场景下显得不够“C++范儿”。

C++标准库中struct与class的应用案例解析

C++标准库是学习struct和class使用约定的绝佳范本。你会发现，标准库的设计者们也遵循了类似的原则：

struct的典型应用：
- std::pair 和 std::tuple： 它们是典型的数据聚合体，主要目的是将不同类型的值打包在一起。它们的成员默认是public的，方便直接访问。
- 迭代器 (Iterators)： 许多标准容器的迭代器，比如std::vector<T>::iterator，通常被实现为struct。因为迭代器本质上是一个指向容器内部元素的“指针”或“句柄”，它主要负责存储位置信息，并提供一些简单的操作（如解引用、递增），行为相对简单，且内部数据往往需要直接访问。
- 函数对象 (Functors)： 比如std::plus<T>、std::less<T>等，它们通常是struct。这些结构体内部可能只有一个operator()成员函数，用于模拟函数调用，它们主要用于算法的参数，行为明确且通常不涉及复杂状态。
class的典型应用：
- 容器类： std::vector、std::string、std::map、std::list等所有标准容器都是class。这是因为它们需要管理内存、维护复杂的内部数据结构、提供丰富的操作接口，并且需要严格封装其内部实现细节（例如，std::vector的底层数组，std::map的红黑树节点）。
- 流类： std::istream、std::ostream及其派生类（如std::cin、std::cout）都是class。它们封装了I/O操作的复杂性，提供了高级的接口供用户使用，并且通常涉及多态。
- 异常类： std::exception及其所有派生类（如std::runtime_error、std::bad_alloc）都是class。它们是面向对象异常处理机制的核心，通常包含虚函数，用于多态地处理不同类型的异常。