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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. 小練習

練習 1

請設計一個 Book 的 struct，包含：

  • 書名 title
  • 作者 author
  • 價格 price

並建立一個變數，輸出它的內容。

練習 2

請設計一個 Point 的 struct，包含：

  • x
  • y

再寫一個函式 printPoint() 來印出座標。

練習 3

請建立一個 Student 陣列，存放 3 位學生的姓名與分數，並用迴圈印出所有資料。

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