C/C++语言中struct的深入探讨

文章整理自：

http://blog.csdn.net/ehui928/article/details/546386

一. struct的巨大作用

　　面对一个人的大型C/C++程序时，只看其对struct的使用情况我们就可以对其编写者的编程经验进行评估。因为一个大型的C/C++程序，势必要涉及一些(甚至大量)进行数据组合的结构体，这些结构体可以将原本意义属于一个整体的数据组合在一起。从某种程度上来

说，会不会用struct，怎样用struct是区别一个开发人员是否具备丰富开发经历的标志。

　　在网络协议、通信控制、嵌入式系统的C/C++编程中，我们经常要传送的不是简单的字节流（char型数组），而是多种数据组合起来的一个整体，其表现形式是一个结构体。

　　经验不足的开发人员往往将所有需要传送的内容依顺序保存在char型数组中，通过指针偏移的方法传送网络报文等信息。这样做编程复杂，易出错，而且一旦控制方式及通信协议有所变化，程序就要进行非常细致的修改。

　　一个有经验的开发者则灵活运用结构体，举一个例子，假设网络或控制协议中需要传送三种报文，其格式分别为packetA、packetB、packetC

struct structA 

{

int a;

char b;

};

struct structB 

{

char a;

short b;

};

struct structC

{

int a;

char b;

float c;

}

优秀的程序设计者这样设计传送的报文：

struct CommuPacket

{

int iPacketType;　　//报文类型标志

union　　　　　　//每次传送的是三种报文中的一种，使用union

{

 struct structA packetA;

  struct structB packetB;

  struct structC packetC;

}

};

在进行报文传送时，直接传送struct CommuPacket一个整体。

假设发送函数的原形如下：

// pSendData：发送字节流的首地址，iLen：要发送的长度

Send(char * pSendData, unsigned int  iLen);

发送方可以直接进行如下调用发送struct CommuPacket的一个实例sendCommuPacket：

Send( (char *)&sendCommuPacket , sizeof(CommuPacket) );

假设接收函数的原形如下：

// pRecvData：发送字节流的首地址，iLen：要接收的长度 返回值：实际接收到的字节数

unsigned int Recv(char * pRecvData, unsigned int  iLen)；

接收方可以直接进行如下调用将接收到的数据保存在struct CommuPacket的一个实例recvCommuPacket中：

Recv( (char *)&recvCommuPacket , sizeof(CommuPacket) );

接着判断报文类型进行相应处理：

switch(recvCommuPacket. iPacketType)

{

    case PACKET_A:

    …    //A类报文处理

    break;

    case PACKET_B:

    …　  //B类报文处理

    break;

    case PACKET_C:

    …   //C类报文处理

    break;

}

以上程序中最值得注意的是

Send( (char *)&sendCommuPacket , sizeof(CommuPacket) );

Recv( (char *)&recvCommuPacket , sizeof(CommuPacket) );

中的强制类型转换：(char *)&sendCommuPacket、(char *)&recvCommuPacket，先取地址，再转化为char型指针，这样就可以直接利用处理字节流的函数。

　　利用这种强制类型转化，我们还可以方便程序的编写，例如要对sendCommuPacket所处内存初始化为0，可以这样调用标准库函数memset()：

memset((char *)&sendCommuPacket,0, sizeof(CommuPacket));

二. struct的成员对齐

关于此请参考《C语言struct内存占用问题》

三、 C和C++间struct的深层区别

　　在C++语言中struct具有了“类”　的功能，其与关键字class的区别在于struct中成员变量和函数的默认访问权限为public，而class的为private。

　　例如，定义struct类和class类：

struct structA

{

char a;

…

}

class classB

{

      char a;

      …

}

则：

struct A a;

a.a = 'a';    //访问public成员，合法

classB b;

b.a = 'a';    //访问private成员，不合法

　　许多文献写到这里就认为已经给出了C++中struct和class的全部区别，实则不然，另

外一点需要注意的是：

　　C++中的struct保持了对C中struct的全面兼容（这符合C++的初衷——“a better c”

），因而，下面的操作是合法的：

//定义struct

struct structA

{

char a;

char b;

int c;

};

structA a = {'a' , 'a' ,1};    //  定义时直接赋初值

　　即struct可以在定义的时候直接以{ }对其成员变量赋初值，而class则不能，在经典

书目《thinking C++ 2nd edition》中作者对此点进行了强调。

四、struct编程注意事项

　　看看下面的程序：

1. #include <iostream.h>

2. struct structA

3. {

4. int iMember;

5. char *cMember;

6. };

7. int main(int argc, char* argv[])

8. {

9. structA instant1,instant2;

10.char c = 'a';

    

11. instant1.iMember = 1;

12. instant1.cMember = &c;

13.instant2 = instant1;

14.cout << *(instant1.cMember) << endl;

15.*(instant2.cMember) = 'b';

16. cout << *(instant1.cMember) << endl;

17. return 0;

}

14行的输出结果是：a

16行的输出结果是：b

　　Why?我们在15行对instant2的修改改变了instant1中成员的值！

　　原因在于13行的instant2 = instant1赋值语句采用的是变量逐个拷贝，这使得instant1和instant2中的cMember指向了同一片内存，因而对instant2的修改也是对instant1的

修改。

　　在C语言中，当结构体中存在指针型成员时，一定要注意在采用赋值语句时是否将2个实例中的指针型成员指向了同一片内存。

　　在C++语言中，当结构体中存在指针型成员时，我们需要重写struct的拷贝构造函数并进行“=”操作符重载。