32_1 结构体的学习与练习

在C++编程中，结构体（struct）是组织数据的一种方式，它允许我们将相关的变量打包成一个单一的实体。

1.结构体：

结构体类型属于用户自定义类型，允许用户存储不同的数据类型
语法：struct 结构体名 {结构体成员列表};
通过结构体创建变量的3种方式：
(1)struct 结构体名 变量名
(2)struct 结构体名 变量名 = {成员1值， 成员2值...}
(3)定义结构体时顺便创建变量
学习与习题参考：
C++ 结构体基础
C++ 结构体
c++入门——结构体
CSP-S2023 结构体

2.结构体数组：

结构体数组：数组中每一个存放的数据都是用户自定义的数据类型
语法：struct 结构体名 数组名[元素个数] = { {}, {}, ... {} }

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

//结构体数组
//1.定义结构体
struct Student {
    string name;
    int age;
    int score;
};

int main() {
    //2.创建结构体数组
    struct Student stuArray[3] =
    {
        {"zhang", 18, 100},
        {"wang", 19, 80},
        {"zhao", 20, 90}
    };
    //3.给结构体数组中的元素赋值
    stuArray[2].name = "hang";
    //4.遍历结构体数组
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        cout << "姓名: " << stuArray[i].name << "\t年龄: " << stuArray[i].age << "\t分数: " << stuArray[i].score << endl;
    }
    return 0;
}

3.结构体指针：

结构体指针：通过指针访问结构体中的成员
语法：利用操作符->可以通过结构体指针访问结构体属性

#include <iostream>
using namespace std;

//结构体指针
//定义学生的结构体
struct student {
    string name;
    int age;
    int score;
};

int main() {
    //1.创建学生结构体变量
    struct student stu {"zhang", 18, 100};
    //2.通过指针指向结构体变量
    struct student *p = &stu;
    //3.通过指针访问结构体变量中的数据
    cout << "年龄: " << p->name << "\t年龄: " << p->age << "\t分数:" << p->score << endl;

    return 0;
}

4.结构体和函数：

学习目标：将结构体作为参数向函数中传递

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

//结构体与函数
//定义学生的结构体
struct student {
    string name;
    int age;
    int score;
};
//1.值传递
void printStudent1(struct student stu) {
    cout << "子函数中\n姓名: " << stu.name << "\t年龄: " << stu.age << "\t分数: " << stu.score << endl;
}
//2.地址传递
void printStudent2(struct student * p) {
    cout << "子函数中\n姓名: " << stu->name << "\t年龄: " << stu->age << "\t分数: " << stu->score << endl;
}

int main() {
    //1.创建一个结构体变量
    struct student stu {"zhang", 18, 100};
    //2.将学生传入到一个参数中，打印学生身上的所有信息
    printStudent1(stu);
    printStudent2(&stu);

    return 0;
}

5.结构体案例

案例1：学生毕业指导
学校正在做毕设项目，总共有3名老师每名老师带领5名学生，需求如下：
1.设计学生和老师的结构体，其中老师的结构体中，有老师姓名和一个存放5名学生的数组作为成员
2.学生的结构体中，有姓名、考试分数
3.创建数组存放3名老师，通过函数给每个老师及所带的学生赋值
4.最终打印出老师数据以及老师所带学生数据

#include<iostream>
#include<string>
#include<ctime>
using namespace std;

//学生的结构体
struct Student {
    string sName;
    int score;
};

//老师的结构体定义
struct Teacher {
    string tName;
    struct Student stuArray[5];
};

//给老师和学生赋值的函数
void allocateSpace(struct Teacher tArray[], int len) {
    //给老师赋值
    string nameSeed = "ABCDEF";
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        tArray[i].tName = "Teacher_";
        tArray[i].tName += nameSeed[i];
        //通过循环给没名老师所带的学生赋值
        for (int j = 0; j < 5; j++) {
            tArray[i].stuArray[j].sName = "Student_";
            tArray[i].stuArray[j].sName += nameSeed[j];
            int random = rand() % 61 + 40;
            tArray[i].stuArray[j].score = random;
        }
    }
}

//打印所有信息
void printInfo(struct Teacher tArray[], int len) {
    for (int i = 0; i < len; ++i) {
        cout << "老师的姓名： " << tArray[i].tName << endl;
        for (int j = 0; j < 5; ++j) {
            cout << "学生姓名： " << tArray[i].stuArray[j].sName << "\t考试分数： " << tArray[i].stuArray[j].score << endl;
        }
    }
}

int main() {
    //随机数种子
    srand((unsigned int)time(NULL));
    //创建3名老师的数组
    struct Teacher tArray[3];
    //通过函数给3名老师的信息赋值，并给老师带的学生信息赋值
    int len = sizeof(tArray) / sizeof(tArray[0]);
    allocateSpace(tArray, len);
    //打印所有老师及所带学生的信息
    printInfo(tArray, len);
    return 0;
}

案例2：英雄按年龄排序
1.设计一个英雄的结构体，包括成员姓名、年龄、性别；
2.创建结构体数组，数组中存放5名英雄
3.通过冒泡排序的算法，将数组中的英雄按照年龄进行升序排序，最终打印排序后的结果

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;

//英雄的结构体
struct Hero {
    string name;
    int age;
    string sex;
};

//冒泡排序 实现年龄升序排列
void bubbleSort(struct Hero heroArray[], int len) {
    for (int i = 0; i < len -1; ++i) {
        for (int j = 0; j < len - i - 1; ++j) {
            //若果j下标的元素年龄大于j+1下标的元素的年龄，交换两个元素
            if (heroArray[j].age > heroArray[j + 1].age) {
                struct Hero temp = heroArray[j];
                heroArray[j] = heroArray[j + 1];
                heroArray[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

//打印所有信息
void printHero(struct Hero heroArray[], int len) {
    for (int i = 0; i < len; ++i) {
        cout << "姓名： " << heroArray[i].name << "\t年龄： " << heroArray[i].age << "\t性别： " << heroArray[i].sex << endl;
    }
}

int main() {
    //1.设计一个英雄的结构体
    //2.创建一个数组存放5名英雄
    struct Hero heroArray[5] = {
        {"刘备", 23, "男"},
        {"关羽", 22, "男"},
        {"张飞", 20, "男"},
        {"赵云", 21, "男"},
        {"貂蝉", 19, "女"},
    };
    //3.对数组进行排序，按照年龄进行升序排列
    int len = sizeof(heroArray) / sizeof(heroArray[0]);
    bubbleSort(heroArray, len);

    //4.将排序后的结果进行打印输出
    printHero(heroArray, len);

    return 0;
}