温故知新----封装（struct）

上次提到class是最常见的封装，今天发现别人开发的SDK里面有大量的结构体struct

转载:

1. https://blog.csdn.net/a_forever_dream/article/details/88843230           (直接简单)

2.（更为详细）https://blog.csdn.net/weixin_42018112/article/details/82429514?depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromBaidu-2&utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromBaidu-2

3. https://blog.csdn.net/veryitman/article/details/89578484（提供了另一种初始化方法）

废话
struct是个很有用的东西呢！
进入正题
struct的用处是定义一个新的类型，而这个类型里面可以是各种各样的东西。

比如：
struct node{//定义一个新的类型叫node
 int a;
 int b[110];
 char c;
 double d;
};//别忘了分号，毕竟这是个语句呢

当然里面还可以放一些更厉害的东西，就像这个！

struct node{
 int y(int p)
 {
  return p+1;
 }
 int z;
 void add()
 {
  z++;//这个z和上面那个是同一个
 }
};

定义的话直接用就行了，譬如：
node x;

需要调用里面的元素时，加个点就行了，就像这样：
x.a=10;
x.b[1]++;
x.c='a';
x.d=3.1415;
x.z=x.y(x.z);
x.add();

struct还有一个神奇的东西：构造函数
那有人可能会问，这比直接定义里面的元素好在哪里呢？
既然struct是把一些不相关的东西整合到一起，那么这些不相关的东西就有了某些神奇的联系，比如说可以用来定义线段树的顶点之类的。
看下面一段代码：
struct node{
    node *zuo,*you;
    int l,r,z;
    void build(int ll,int rr)
    {
        l=ll,r=rr;z=0;
        int mid=l+r>>1;
        if(l==r)zuo=you=NULL;
        else zuo=new node,zuo->build(ll,mid),you=new node,you->build(mid+1,rr);
    }
};

这是利用指针和struct写的一个构建线段树的代码，可以说是很精简了。
并且还有一个很方便的功能：
node a,b;
a=b;//可以直接把b中所有东西直接丢给a

C++中的结构体
在C语言中，结构体不能包含函数。
在面向对象的程序设计中，对象具有状态（属性）和行为，状态保存在成员变量中，行为通过成员方法（函数）来实现。
C语言中的结构体只能描述一个对象的状态，不能描述一个对象的行为。在C++中，考虑到C语言到C++语言过渡的连续性，对结构体进行了扩展，C++的结构体可以包含函数，这样，C++的结构体也具有类的功能，与class不同的是，结构体包含的函数默认为public，而class中默认是private。
结构体的定义与声明

实例代码1：
struct tag
{
    member-list
}variable-list;
注：struct为结构体关键字；
   tag为结构体的标志；
   member-list为结构体成员变量及成员函数列表，其必须列出其所有成员；
   variable-list为此结构体声明的变量；

实例代码2：
#include <iostream>

using namespace std;

struct SAMPLE
{
    int x;
    int y;
    int add() {return x+y;}
}s1;

int main()
{
    cout<<"没初始化成员变量的情况下："<<s1.add()<<endl;
    s1.x = 3;
    s1.y = 4;
    cout<<"初始化成员变量的情况下："<<s1.add()<<endl;
    system("pause");
    return 0;
}
=>没初始化成员变量的情况下：0
  初始化成员变量的情况下：7

C++中的结构体与类的区别： (1)class中默认的成员访问权限是private的，而struct中则是public的。 (2)class继承默认是private继承，而从struct继承默认是public继承。
结构体也可以继承结构体或者类。
结构体的作用

在实际项目中，结构体是大量存在的。研发人员常使用结构体来封装一些属性来组成新的类型。由于C语言内部程序比较简单，研发人员通常使用结构体创造新的“属性”，其目的是简化运算。
结构体在函数中的作用不是简便，最主要的作用就是封装。封装的好处就是可以再次利用。让使用者不必关心这个是什么，只要根据定义使用就可以了。

请看转载的原文链接：https://blog.csdn.net/veryitman/article/details/89578484

本篇文章的所有代码都经 gcc-7 编译器编译过。关于在 macOS 中如何安装和使用 gcc，可以参考 GCC: Homebrew 安装 GCC 和 Binutils 这篇文章。
结构体成员指针的初始化

结构体成员指针的初始化，指的是初始化结构体中指针变量的成员。

我们举个例子，下面是 Animal 的结构体。
struct Animal {
    char *name; //指针成员
    int age;
    char info[200]; //字符数组
    struct Animal *nextAnimal; //指针成员
};

结构体 Animal 含有4个成员变量，其中 name、info 和 nextAnimal 是指针变量。
写一段测试代码，如下：
int main(int argc, const char *argv[])
{
    struct Animal animal;
   
    printf("animal's name: %s, age: %i, info: %s\n", animal.name, animal.age, animal.info);
   
    return 0;
}

运行结果正常，终端输出如下：
animal's name: (null), age: 0, info:
1
我们来验证一下 Animal *nextAnimal 在没有初始化的情况下，会不会有什么问题。
int main(int argc, const char *argv[])
{
    struct Animal animal;
   
    printf("animal's name: %s, age: %i, info: %s\n", animal.name, animal.age, animal.info);
   
    printf("animal.nextAnimal: %p\n", animal.nextAnimal);
   
    printf("animal.nextAnimal->name: %s, age: %i, info: %s\n", animal.nextAnimal->name, animal.nextAnimal->age, animal.nextAnimal->info);
   
    return 0;
}

程序编译没有问题，运行报错
animal's name: (null), age: 0, info:
animal.nextAnimal: 0x1127fa036
Segmentation fault: 11

修改一下代码，初始化一下 animal.nextAnimal 这个指针，如下：
int main(int argc, const char *argv[])
{
    struct Animal animal;
   
    printf("animal's name: %s, age: %i, info: %s\n", animal.name, animal.age, animal.info);
   
    printf("animal.nextAnimal: %p\n", animal.nextAnimal);
   
    // 初始化指针变量
    animal.nextAnimal = (struct Animal *)malloc(sizeof(struct Animal));
   
    printf("animal.nextAnimal->name: %s, age: %i, info: %s\n", animal.nextAnimal->name, animal.nextAnimal->age, animal.nextAnimal->info);
   
    return 0;
}

再次编译重新运行，还是报错。还需要初始化 animal.nextAnimal->name 这个变量。
int main(int argc, const char *argv[])
{
    struct Animal animal;
   
    printf("animal's name: %s, age: %i, info: %s\n", animal.name, animal.age, animal.info);
   
    printf("animal.nextAnimal: %p\n", animal.nextAnimal);
   
    // 初始化指针变量
    animal.nextAnimal = (struct Animal *)malloc(sizeof(struct Animal));
   
    // 初始化 name 变量
    animal.nextAnimal->name = "cat";
   
    printf("animal.nextAnimal->name: %s, age: %i, info: %s\n", animal.nextAnimal->name, animal.nextAnimal->age, animal.nextAnimal->info);
   
    return 0;
}

编译运行，一切正常。
animal's name: (null), age: 0, info:
animal.nextAnimal: 0x10f0f1036
animal.nextAnimal->name: cat, age: 0, info:
123
通过上面的例子，结构体指针变量有些会给默认值，有些又不会给，所以都要初始化指针变量。
修改一下代码，示例如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

struct Animal {
    char *name; //指针成员
    int age;
    char info[200]; //字符数组
    struct Animal *nextAnimal; //指针成员
};

int main(int argc, const char *argv[])
{
    struct Animal animal;
   
    animal.name = "cat";
    strcpy(animal.info, "This is a cat.");
    printf("animal's name: %s, age: %i, info: %s\n", animal.name, animal.age, animal.info);
   
    printf("animal.nextAnimal: %p\n", animal.nextAnimal);
   
    // 初始化指针变量
    animal.nextAnimal = (struct Animal *)malloc(sizeof(struct Animal));
   
    // 初始化变量
    animal.nextAnimal->name = "cat";
    strcpy(animal.nextAnimal->info, "This is a cat.");
   
    printf("animal.nextAnimal->name: %s, age: %i, info: %s\n", animal.nextAnimal->name, animal.nextAnimal->age, animal.nextAnimal->info);
   
    return 0;
}

结构体指针的初始化

指的是初始化结构体指针变量。

int main(int argc, const char *argv[])
{ 
    struct Animal *ptAnimal;
       
    printf("ptAnimal's name: %s, age: %i， info: %s\n", ptAnimal->name, ptAnimal->age, ptAnimal->info);
   
    return 0;
}

编译运行报错：
Segmentation fault: 11
1
同样的道理，需要初始化指针变量。完成后的示例代码如下：
int main(int argc, const char *argv[])
{
    struct Animal *ptAnimal;
   
    // 初始化结构体指针
    ptAnimal = (struct Animal *)malloc(sizeof(struct Animal));
   
    ptAnimal->name = "dog";
    strcpy(ptAnimal->info, "This is a big dog");
   
    printf("ptAnimal's name: %s, age: %i， info: %s\n", ptAnimal->name, ptAnimal->age, ptAnimal->info);
   
    // 初始化结构体指针的成员指针变量 nextAnimal
    ptAnimal->nextAnimal = (struct Animal *)malloc(sizeof(struct Animal));
    ptAnimal->nextAnimal->name = "dog";
    strcpy(ptAnimal->nextAnimal->info, "This is a big dog");
   
    printf("ptAnimal->nextAnimal's name: %s, age: %i， info: %s\n",
           ptAnimal->nextAnimal->name, ptAnimal->nextAnimal->age, ptAnimal->nextAnimal->info);
   
    return 0;
}

完整示例
main.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

struct Animal {
    char *name; //指针成员
    int age;
    char info[200]; //字符数组
    struct Animal *nextAnimal; //指针成员
};

int main(int argc, const char *argv[])
{
    /// 验证结构体指针成员变量
    {
        struct Animal animal;
       
        animal.name = "cat";
        strcpy(animal.info, "This is a cat.");
        printf("animal's name: %s, age: %i, info: %s\n", animal.name, animal.age, animal.info);
       
        printf("animal.nextAnimal: %p\n", animal.nextAnimal);
       
        // 初始化指针变量
        animal.nextAnimal = (struct Animal *)malloc(sizeof(struct Animal));
       
        // 初始化变量
        animal.nextAnimal->name = "cat";
        strcpy(animal.nextAnimal->info, "This is a cat.");
       
        printf("animal.nextAnimal->name: %s, age: %i, info: %s\n", animal.nextAnimal->name, animal.nextAnimal->age, animal.nextAnimal->info);
    }
   
    /// 验证结构体指针
    {
        struct Animal *ptAnimal;
       
        // 初始化结构体指针
        ptAnimal = (struct Animal *)malloc(sizeof(struct Animal));
       
        ptAnimal->name = "dog";
        strcpy(ptAnimal->info, "This is a big dog");
       
        printf("ptAnimal's name: %s, age: %i， info: %s\n", ptAnimal->name, ptAnimal->age, ptAnimal->info);
       
        // 初始化结构体指针的成员指针变量 nextAnimal
        ptAnimal->nextAnimal = (struct Animal *)malloc(sizeof(struct Animal));
        ptAnimal->nextAnimal->name = "dog";
        strcpy(ptAnimal->nextAnimal->info, "This is a big dog");
       
        printf("ptAnimal->nextAnimal's name: %s, age: %i， info: %s\n",
               ptAnimal->nextAnimal->name, ptAnimal->nextAnimal->age, ptAnimal->nextAnimal->info);
    }
   
    return 0;
}

编译
gcc-7 main.c -o main
1
运行
./main
1
运行结果如下：
animal's name: cat, age: 0, info: This is a cat.
animal.nextAnimal: 0x0
animal.nextAnimal->name: cat, age: 0, info: This is a cat.
ptAnimal's name: dog, age: 0， info: This is a big dog
ptAnimal->nextAnimal's name: dog, age: 0， info: This is a big dog
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