C/C++ 结构与类

Question

完成我的 C++ 课程后，在我看来，结构/类几乎相同，除了一些细微差别。

我以前从未用 C 编程过；但我知道它有结构。在 C 中是否可以继承其他结构并设置 public/private 修饰符？

如果您可以在常规 C 中做到这一点，为什么我们还需要 C++？类与结构有何不同？

Answer 1

不能在 C 中定义成员函数或相互派生结构。

此外，C++ 不仅仅是 C+“派生结构”。 C 中不存在模板、引用、用户定义的命名空间和运算符重载。

Answer 2

在 C++ 中，结构和类几乎相同；唯一的区别是类中的访问修饰符（用于成员变量、方法和基类）默认为私有，结构中的访问修饰符默认为公共。

然而，在 C 中，结构只是（公共）数据的聚合集合，并没有其他类似类的特性：没有方法、没有构造函数、没有基类等。虽然C++继承了关键字，它扩展了语义。 （然而，这就是为什么在结构中默认为 public 的原因——一个写得像 C 结构的结构表现得像一个结构。）

虽然可以在 C 中伪造一些 OOP——例如，定义所有将指向结构的指针作为其第一个参数的函数，或者偶尔强制具有相同的前几个字段的结构“子/超类”——它总是有点固定，并不是真正的语言的一部分。

Answer 3

C++ 使用结构主要是为了 1) 向后兼容 C 和 2) POD 类型。 C 结构没有方法、继承或可见性。

Answer 4

其他就是默认访问（public/private）的区别，没有区别。

但是，一些用 C 和 C++ 编写代码的商店会使用“class/struct”来指示哪些可以在 C 和 C++（结构）中使用，哪些是仅 C++（类）。换句话说，在这种风格中，所有结构都必须使用 C 和 C++。这就是为什么很久以前就存在差异的原因，当时 C++ 仍被称为“C with Classes”。

请注意，C 联合与 C++ 一起工作，但反之则不行。例如

union WorksWithCppOnly{
    WorksWithCppOnly():a(0){}
    friend class FloatAccessor;
    int a;
private:
    float b;
};

同样

typedef union friend{
    int a;
    float b;
} class;

仅适用于 C

Answer 5

C++ 的另一个区别是，当您从 struct 继承一个没有任何访问说明符的类时，它变成了公共继承，而在类的情况下它是私有继承。

Answer 6

我将补充现有的答案，因为 现代 C++ 现在已经成为一种东西，并且已经创建了官方 Core Guidelines 来帮助解决诸如此类的问题。

以下是指南中的相关部分：

C.2：如果类具有不变量，则使用类；如果数据成员可以独立变化，则使用 struct

不变量是对象成员的逻辑条件，构造函数必须为公共成员函数假设它建立。在建立不变量后（通常由构造函数），可以为对象调用每个成员函数。可以非正式地（例如，在评论中）或更正式地使用 Expects 来表述不变量。

如果所有数据成员都可以相互独立变化，则不可能存在不变量。

如果一个类有任何私有数据，用户不能在不使用构造函数的情况下完全初始化一个对象。因此，类定义器将提供一个构造函数并且必须指定它的含义。这实际上意味着定义者需要定义一个不变量。

执法

查找所有数据为私有的结构和具有公共成员的类。

给出的代码示例：

struct Pair {  // the members can vary independently
    string name;
    int volume;
};

// but

class Date {
public:
    // validate that {yy, mm, dd} is a valid date and initialize
    Date(int yy, Month mm, char dd);
    // ...
private:
    int y;
    Month m;
    char d;    // day
};

Classes 适用于例如相互派生或相互关联的成员。它们还可以帮助在实例化时进行健全性检查。 Structs 非常适合拥有“数据包”，其中实际上并没有什么特别的事情发生，但从逻辑上讲，将成员分组在一起是有意义的。

由此可见，classes 的存在是为了支持封装和其他相关的编码概念，而 structs 根本没有多大用处。