C++结构体如何定义和使用 struct关键字基本语法解析-C++-PHP中文网

C++结构体是自定义数据类型，用struct定义，成员默认public，可包含数据和函数，支持初始化、成员访问及内存对齐，与class主要区别在于默认访问权限。

c++结构体如何定义和使用 struct关键字基本语法解析

结构体（

struct

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）在C++里，说白了，就是一种把不同类型的数据打包在一起的自定义数据类型。它让你能用一个名字来管理一组相关的信息，比如一个人的姓名、年龄、身高，或者一个点的X、Y坐标。定义它，就是告诉编译器你要打包哪些数据；使用它，就是创建这种打包好的数据，然后去访问里面的具体成员。这玩意儿是C++面向对象编程的基石之一，虽然看起来简单，但用起来门道还不少。

解决方案

要定义和使用C++结构体，核心就是

struct

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关键字和成员访问操作符。

1. 结构体的定义

定义结构体，你得先用

struct

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关键字，后面跟着你给这个结构体起的名字（也就是类型名），然后是一对花括号

{}

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，里面列出这个结构体包含的所有数据成员，每个成员后面跟一个分号。

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

// 定义一个表示二维点的结构体
struct Point {
    int x;      // x坐标
    int y;      // y坐标
};

// 定义一个表示学生信息的结构体
struct Student {
    std::string name; // 姓名
    int age;          // 年龄
    double score;     // 成绩
};

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这里需要注意，结构体定义完，别忘了最后那个分号

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，很多人容易漏掉。这个分号是告诉编译器，结构体定义到此结束。结构体可以定义在全局作用域，也可以在函数内部，甚至在另一个结构体或类的内部。

2. 结构体变量的声明与初始化

定义好结构体类型后，你就可以像使用

int

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、

char

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这些内置类型一样，去声明它的变量了。

// 声明一个Point类型的变量p1
Point p1;

// 声明一个Student类型的变量s1
Student s1;

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声明变量后，你可以对它们的成员进行赋值。

p1.x = 10;
p1.y = 20;

s1.name = "张三";
s1.age = 18;
s1.score = 95.5;

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C++也支持在声明时进行初始化，这叫聚合初始化（aggregate initialization），尤其对于简单的结构体很方便：

Point p2 = {30, 40}; // 按照成员声明的顺序进行初始化

Student s2 = {"李四", 20, 88.0}; // 同样按顺序

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如果成员是复杂的类型，比如另一个结构体，也可以嵌套初始化：

struct Line {
    Point start;
    Point end;
};

Line l1 = {{1, 2}, {5, 6}}; // 嵌套初始化

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3. 结构体成员的访问

访问结构体变量的成员，使用“点操作符”（

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）。

std::cout << "p1的x坐标是: " << p1.x << std::endl;
std::cout << "s1的姓名是: " << s1.name << std::endl;

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当你有结构体指针时，你需要使用“箭头操作符”（

->

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）来访问成员。

Point* ptr_p1 = &p1; // 获取p1的地址，赋值给指针
std::cout << "通过指针访问，p1的y坐标是: " << ptr_p1->y << std::endl;

// 等价于 (*ptr_p1).y，但箭头操作符更简洁

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C++结构体与类的主要区别是什么？

说实话，C++里的

struct

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和

class

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在功能上几乎是一模一样的，它们都能包含数据成员、成员函数、构造函数、析构函数，甚至能继承和实现多态。这常常让初学者感到困惑，甚至一些有经验的开发者也会在选择时纠结。

它们最主要的、也是唯一的语法层面的区别，在于默认的成员访问权限。

struct
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的成员默认是
public
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的。这意味着如果你不在结构体里明确写
```
private:
```
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或
```
protected:
```
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，那么所有成员（数据和函数）在结构体外部都是可以直接访问的。
class
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的成员默认是
private
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的。这表示如果你不明确声明
```
public:
```
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或
```
protected:
```
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，所有成员都是私有的，只能在类内部或通过友元访问。

从历史角度看，

struct

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是为了兼容C语言而保留的，C语言中没有

class

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的概念，

struct

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就是纯粹的数据聚合。所以，在C++中，当你定义一个

struct

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时，通常意味着你更倾向于把它当作一个“纯粹的数据容器”，里面的数据成员可以直接访问，或者它是一个“普通旧数据类型”（POD，Plain Old Data）。而当你使用

class

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时，则通常表示你正在设计一个更复杂的对象，它可能封装了数据和行为，并希望通过接口来控制对内部数据的访问，遵循面向对象的“信息隐藏”原则。

我个人在实践中，如果只是想简单地把一些数据打包，且这些数据对外是透明的，我更倾向于用

struct

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，感觉更轻量、更直接。但如果涉及到行为、复杂的生命周期管理或者需要严格的封装，那

class

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无疑是更合适的选择。当然，这更多是一种编程习惯和风格约定，而非强制性的语法要求。

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如何在结构体中定义成员函数和构造函数？

很多人可能觉得

struct

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就只能放数据，这其实是个误区。在C++里，

struct

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完全可以拥有成员函数，包括构造函数、析构函数，甚至重载运算符。这进一步模糊了它和

class

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的界限。

1. 成员函数

在结构体内部定义成员函数，就和在类里定义成员函数一样。这些函数可以操作结构体内部的数据成员。

struct Point {
    int x;
    int y;

    // 成员函数：打印点坐标
    void print() {
        std::cout << "(" << x << ", " << y << ")" << std::endl;
    }

    // 成员函数：移动点
    void move(int dx, int dy) {
        x += dx;
        y += dy;
    }
};

// 使用示例
Point p;
p.x = 1;
p.y = 2;
p.print(); // 输出 (1, 2)
p.move(5, -3);
p.print(); // 输出 (6, -1)

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2. 构造函数

构造函数是一种特殊的成员函数，它在创建结构体对象时自动调用，用于初始化对象的状态。构造函数的名称必须和结构体名称相同，并且没有返回类型。

struct Point {
    int x;
    int y;

    // 默认构造函数：不带参数
    Point() {
        x = 0;
        y = 0;
        std::cout << "默认构造函数被调用" << std::endl;
    }

    // 带参数的构造函数：初始化x和y
    Point(int initial_x, int initial_y) {
        x = initial_x;
        y = initial_y;
        std::cout << "带参数构造函数被调用" << std::endl;
    }

    void print() {
        std::cout << "(" << x << ", " << y << ")" << std::endl;
    }
};

// 使用示例
Point p1;             // 调用默认构造函数，p1为(0,0)
p1.print();

Point p2(10, 20);     // 调用带参数构造函数，p2为(10,20)
p2.print();

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通过构造函数，你可以确保结构体对象在创建时就处于一个有效的、有意义的状态，避免了手动逐个初始化成员的麻烦和潜在错误。

C++结构体的内存布局和对齐规则是怎样的？

这块内容有点技术深度，但对于理解结构体的底层工作原理，以及避免一些潜在的性能问题或跨平台兼容性问题，是相当重要的。C++标准并没有强制规定结构体成员在内存中必须是紧密排列的，编译器在处理结构体时，为了优化内存访问效率，往往会引入“内存对齐”（Memory Alignment）。

1. 内存对齐（Padding）

简单来说，内存对齐就是编译器在结构体成员之间插入一些空白字节（padding），以确保每个成员都从一个内存地址开始，而这个地址是其自身大小（或其类型对齐要求）的整数倍。这样做的好处是，CPU访问对齐的数据通常会更快，因为很多硬件设计要求数据从特定的地址边界开始读取。

举个例子：

struct MyStruct {
    char c1;   // 1 byte
    int i;     // 4 bytes
    char c2;   // 1 byte
};

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理想情况下，你可能觉得这个结构体的大小是 1 + 4 + 1 = 6 字节。但实际上，它很可能不是6字节。假设在一个32位或64位系统上，

int

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类型通常需要4字节对齐。

```
c1
```
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放在地址0。
```
i
```
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需要4字节对齐，所以编译器会在
```
c1
```
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后面插入3个填充字节（padding），使
```
i
```
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从地址4开始。
```
i
```
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占用地址4, 5, 6, 7。
```
c2
```
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放在地址8。

此时，结构体的大小看起来是 1 (c1) + 3 (padding) + 4 (i) + 1 (c2) = 9 字节。但通常，结构体的总大小也会被对齐到其最大成员的对齐边界。在这个例子中，

int

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是4字节，所以整个结构体的大小会是4的倍数。9不是4的倍数，所以编译器可能会在

c2

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后面再插入3个填充字节，使得整个结构体的大小变为12字节。

你可以使用

sizeof

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运算符来查看结构体在内存中实际占用的字节数：

std::cout << "MyStruct的大小是: " << sizeof(MyStruct) << " 字节" << std::endl;
// 输出通常会是 12

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2. 为什么内存对齐很重要？

性能优化： CPU访问对齐的数据通常比访问未对齐的数据更快。在某些架构上，访问未对齐数据甚至可能导致性能急剧下降，或者直接引发硬件异常。
跨平台兼容性： 不同的编译器、不同的硬件架构可能有不同的默认对齐规则。如果你的代码需要跨平台，了解并考虑对齐问题是必要的。尤其是在进行网络通信或文件IO时，如果直接将结构体内存写入或读取，对齐问题可能导致数据错位。
与C语言接口： C++结构体经常需要与C语言库进行交互。C语言也有类似的对齐规则，保持一致性是确保接口正确工作的关键。

3. 控制对齐

在某些特殊情况下，你可能需要精确控制结构体的对齐方式，例如为了节省内存或者与外部二进制数据格式匹配。C++11引入了

alignas

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关键字，GCC和MSVC等编译器也提供了

#pragma pack

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指令（非标准但常用）。

// 使用alignas强制对齐
struct alignas(8) AlignedStruct { // 整个结构体8字节对齐
    int i;
    char c;
};

// 使用#pragma pack (非标准，慎用)
#pragma pack(push, 1) // 设置对齐字节为1，即不进行填充
struct PackedStruct {
    char c1;
    int i;
    char c2;
};
#pragma pack(pop) // 恢复默认对齐

std::cout << "AlignedStruct的大小是: " << sizeof(AlignedStruct) << " 字节" << std::endl; // 可能是8或16
std::cout << "PackedStruct的大小是: " << sizeof(PackedStruct) << " 字节" << std::endl; // 应该是6

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但我个人经验是，除非你真的清楚自己在做什么，并且有非常明确的性能或兼容性需求，否则最好不要轻易去修改默认的对齐规则。让编译器自己处理通常是最安全和高效的做法。过度干预可能导致代码的可移植性变差，甚至引入难以调试的bug。

以上就是C++结构体如何定义和使用 struct关键字基本语法解析的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！