8-1 struct

1. 自訂型別 struct

在 C++ 中，我們可以把多個彼此相關的資料包在一起，創造出一個全新的型別。

例如，一位學生可能有以下資料：

姓名
年齡
成績

如果分別用三個變數來表示，資料容易分散，必須想辦法維持追蹤同一個學生的姓名、年齡和成績。

struct 是一種自訂型別，可以把多個彼此相關的資料包在一起，創造出一個全新的型別。

struct Student {
    string name;
    int age;
    double score;
};

這表示我們建立了一個名為 Student 的型別，它裡面有三個成員：name、age、score。

2. 為什麼需要 struct

struct 很適合用來表示「一筆完整資料」，例如：

學生資料
座標點
商品資訊
日期時間

學會 struct 之後，你會開始從「很多零散變數」進步到「有結構的資料設計」，這是寫大型程式的重要基礎。

3. 基本語法

宣告

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

語法重點：

struct 是關鍵字
Person 是型別名稱
大括號裡面放的是成員變數
最後要有分號 ;

4. 建立變數與存取成員

宣告完 struct 之後，就可以像一般型別一樣建立變數。

Person p1;

使用 . 來存取成員：

p1.name = "Alice";
p1.age = 18;

範例：

#include <iostream>

using namespace std;

struct Person {
    string name;
    int age;
};

int main() {
    Person p1;
    p1.name = "Alice";
    p1.age = 18;

    cout << "Name: " << p1.name << endl;
    cout << "Age: " << p1.age << endl;

    return 0;
}

執行結果：

Name: Alice Age: 18

5. 初始化（給定初值）

除了先宣告再指定值，也可以在建立時直接初始化。

Person p1 = {"Bob", 20};

這相當於：

p1.name = "Bob"
p1.age = 20

Person p2 = {"Cindy", 22};
cout << p2.name << ", " << p2.age << endl;

6. struct 用於函數的參數

你可以把整個 struct 傳進函式，讓程式更清楚。

#include <iostream>

using namespace std;

struct Person {
    string name;
    int age;
};

void printPerson(Person p) {
    cout << "Name: " << p.name << endl;
    cout << "Age: " << p.age << endl;
}

int main() {
    Person p = {"David", 25};
    printPerson(p);
  
    return 0;
}

由於函數預設是以 傳值呼叫(call by value) 方式將參數傳入，如果該 struct 裡的資料很大，例如包含學生照片，通常會改用 傳參考呼叫(call by reverence)，避免整份資料被複製：

void printPerson(Person& p) {
    cout << "Name: " << p.name << endl;
    cout << "Age: " << p.age << endl;
}

由於傳參考會讓被傳入的外部 struct 變數，可以在函數內被修改。若要確保不被修改，可以像這檥在參數前加上 const 標示其為常數。

void printPerson(const Person& p) {
    cout << "Name: " << p.name << endl;
    cout << "Age: " << p.age << endl;
}

7. 陣列中的 `struct`

struct 很常和陣列搭配使用，用來儲存多筆同類型資料。

#include <iostream>

using namespace std;

struct Student {
    string name;
    int score;
};

int main() {
    Student students[3] = {
        {"Amy", 90},
        {"Brian", 85},
        {"Chris", 92}
    };

    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        cout << students[i].name << ": " << students[i].score << endl;
    }

    return 0;
}

這種寫法在成績系統、通訊錄、商品清單中都很常見。

8. 巢狀 struct

struct 裡面還可以再放另一個 struct。

struct Date {
    int year;
    int month;
    int day;
};

struct Student {
    string name;
    Date birthday;
};

使用方式：

Student s;
s.name = "Helen";
s.birthday.year = 2005;
s.birthday.month = 8;
s.birthday.day = 15;

這讓複雜資料可以分層整理，結構更清楚。

9. 指標與 `struct`

如果你有一個指向 struct 的指標，在存取其成員時要用 -> 而不是 .。

Person p = {"Ivy", 21};
Person* ptr = &p;

cout << ptr->name << endl;
cout << ptr->age << endl;

比較

p.name.       // 物件存取成員
(*ptr).name   // 物件存取成員
ptr->name     // 指標存取成員

10. 一個完整綜合範例

#include <iostream>

using namespace std;

struct Student {
    string name;
    int age;
    double score;

    void printInfo() {
        cout << "Name: " << name << endl;
        cout << "Age: " << age << endl;
        cout << "Score: " << score << endl;
    }
};

int main() {
    Student s1 = {"Jack", 18, 95.5};
    s1.printInfo();

    return 0;
}

這個例子同時用到了：

struct 宣告
成員變數
初始化
成員函式
物件呼叫函式

11. `struct` 的使用時機

當你遇到以下情境時，可以考慮使用 struct：

一筆資料有多個欄位
這些欄位彼此有關聯
你希望程式更容易閱讀與維護

例如：

Point：座標 (x, y)
Book：書名、作者、價格
Employee：姓名、編號、薪資

12. 小專案練習：

專案背景

你要做一個小型的收銀系統。系統會：

建立一張發票（含建立時間與稅率）
掃描商品（品名與價格）
若商品重複出現，數量要累加
計算未稅金額與含稅總金額
最後列印完整發票

你會學到什麼

使用 struct 表示資料模型（Item、Date、Time、Invoice）
用函式分工（prepareInvoice、scanItem、printInvoice）
使用固定大小陣列儲存品項
在迴圈中搜尋重複資料
更新數量與金額
使用 C++ 標準函式取得目前日期時間

專案檔案

main.cpp：主要程式
in.txt：測試輸入資料（可用重導向測試）

功能需求

初始化發票

建立空白發票
讀取目前日期與時間
設定稅率（例如 0.05）
amount 初始為 0
totalDue 初始為 amount * (1 + taxRate)

掃描商品

每次輸入一筆：name price
若 name 已存在：
- quantity + 1
- amount 只加上本次 price
若 name 不存在：
- 新增一筆 Item{name, price, 1}
- amount 加上 price
每次更新 amount 後都要重算 totalDue

列印發票

顯示日期與時間
顯示所有品項（品名、價格、數量）
顯示 amount、taxRate、totalDue

建議輸入格式

第一行輸入整數 n（要掃描幾筆）接著輸入 n 行，每行一筆：

name price

範例：

10
Apple 35.5
Banana 12
Milk 45
Bread 30
Apple 35.5
Eggs 68
Coffee 120
Bread 30
Orange 25
Milk 45

建議輸出格式

Date: 2026/4/10
Time: 10:7:56
------------------------------
Items:
- Apple: $35.5 x 2
- Banana: $12 x 1
- Milk: $45 x 2
- Bread: $30 x 2
- Eggs: $68 x 1
- Coffee: $120 x 1
- Orange: $25 x 1
------------------------------
Amount: $446
Tax Rate: 5%
Total Due: $468.3

如何測試

你可以用輸入重導向測試：

main.exe < in.txt

驗收標準

程式可成功編譯執行
重複品項會正確累加 quantity
amount 不會因重複品項而重複倍算
totalDue 計算正確（amount * (1 + taxRate)）
發票輸出格式清楚可讀

提示

先完成 prepareInvoice，再做 scanItem，最後做 printInvoice
scanItem 先用 for 迴圈找同名品項
找到就更新並 return，沒找到才新增
注意陣列上限（itemList 最多 100 筆）
若輸入失敗（cin 失敗）要考慮防呆

額外挑戰

若同名商品出現不同價格，定義你自己的規則（拒絕、覆蓋、或視為不同品項）
顯示小計欄位（price * quantity）
將稅金獨立列印（tax = totalDue - amount）
改用 vector 取代固定長度陣列 - 需使用到還沒教的 STL 容器 vector
支援含空白的品名（例如 "Green Tea"） - 需使用到還沒教的 getline 函數

Revision #7
Created 19 April 2026 06:44:34 by huihui
Updated 20 April 2026 02:13:14 by huihui