好的,以下是根据你提供的内容对 C++ 中结构体(struct)和类(class)的讲解。
C++ 中的结构体和类(Structs vs. Classes)
在 C++ 中,struct
和 class
都是用于定义用户自定义数据类型的关键字。它们在语法上几乎等同,都可以包含数据成员和成员函数。然而,在实际开发中,我们通常会为它们赋予不同的语义,以便在定义数据类型时合理选择使用 struct
还是 class
。以下是具体的讲解:
1. 基本区别:默认访问权限
struct
:默认访问权限是public
。如果未指定访问修饰符,struct
中的成员(包括数据成员和成员函数)在外部是可直接访问的。class
:默认访问权限是private
。如果未指定访问修饰符,class
中的成员在外部无法直接访问,必须通过公共接口(如成员函数)来操作。
除了默认访问权限的区别,struct
和 class
在功能上是等价的。但我们通过人为约定为它们添加了不同的使用场景。
2. 使用约定:struct vs. class
根据你提供的内容,以下是选择 struct
或 class
的建议:
仅当只有数据时使用
struct
如果一个数据类型仅仅是数据的集合(即“消极对象”,passive objects),没有额外的行为或成员函数,则应使用struct
定义。- 这种情况下,
struct
通常只包含数据成员,可能还包括一些关联的常量(如枚举值或静态常量)。 - 数据访问通过直接访问成员实现,不需要定义额外的存取函数(如 getter 或 setter)。
- 允许的成员函数仅限于处理数据成员的基本函数,例如构造函数、析构函数、
Initialize()
、Reset()
或Validate()
,而不涉及更复杂的行为。 - 示例:
struct Point { int x; int y; Point(int x_ = 0, int y_ = 0) : x(x_), y(y_) {} }; // 外部直接访问 Point p; p.x = 10; p.y = 20;
- 这种情况下,
其他情况一概使用
class
如果数据类型需要更多的函数功能来操作数据,或者需要控制对数据的访问(即封装),则应使用class
定义。class
更适合需要复杂行为或数据隐藏的场景,通常通过private
数据成员和public
成员函数来实现。- 如果不确定使用哪一个,直接选择
class
是更安全和通用的做法。 - 示例:
class Rectangle { private: int width; int height; public: Rectangle(int w = 0, int h = 0) : width(w), height(h) {} int getArea() const { return width * height; } void setWidth(int w) { width = w; } }; // 外部通过函数访问 Rectangle r; r.setWidth(5);
这种约定使得代码更具可读性和可维护性:看到 struct
时,开发者可以预期它是一个简单的数据容器;看到 class
时,则可能涉及封装和复杂行为。
3. 与 STL 结合的特殊情况
在 C++ 标准模板库(STL)中,某些场景下可以优先使用 struct
而不是 class
:
仿函数(functors)
仿函数是定义了operator()
的对象,通常用于 STL 算法中。由于仿函数主要是提供行为而非存储状态,使用struct
可以更简洁地表达其用途。- 示例:
struct Compare { bool operator()(int a, int b) const { return a < b; } }; std::sort(v.begin(), v.end(), Compare());
- 示例:
特性(traits)
特性是用于描述类型属性的模板技术,通常只包含类型定义或静态成员,而不涉及数据封装,因此也适合使用struct
。- 示例:
struct IsIntegral { static const bool value = true; };
- 示例:
在这些情况下,struct
的默认 public
访问权限更符合其无状态或简单定义的特性。
4. 命名规则的差异
你提供的内容中提到,struct
和 class
的成员变量可能使用不同的命名规则。这是因为:
struct
的成员:由于通常是public
的,可以直接访问,因此命名可以更简单直接,例如x
、y
。class
的成员:由于通常是private
的,需要通过 getter 和 setter 访问,命名时可能需要考虑与访问函数的协调,例如使用前缀或下划线(如m_width
或_width
)以区分私有成员。
这种命名差异是编码规范的一部分,具体规则取决于项目或团队的风格。
5. 总结
struct
:- 适用于仅有数据成员的简单数据容器。
- 默认
public
访问权限。 - 适合消极对象,可能包含基本构造函数等,但不涉及复杂行为。
- 在 STL 中可用于仿函数和特性。
class
:- 适用于需要封装数据和行为的数据类型。
- 默认
private
访问权限。 - 如果不确定,直接使用
class
。
通过遵循这些约定,我们可以让 C++ 代码更清晰地表达设计意图,提升代码的可读性和可维护性。如果你有更多问题,欢迎随时提问!
希望这个讲解对你有帮助!