C++结构体与类的区别解析-C++-PHP中文网

C++中struct和class的核心区别在于默认访问权限：struct成员默认public，class默认private。这一差异体现了语义上的设计意图——struct常用于数据聚合、POD类型等场景，强调数据的公开与直接访问；class则用于封装复杂行为与状态，体现面向对象的封装性。尽管二者在功能上几乎等价，编译后无性能差异，但选择应基于类型的设计目的：若为简单数据容器，用struct；若需封装、继承或多态，用class。此外，默认继承方式也遵循相同规则：struct默认public继承，class默认private继承。现代C++标准进一步弱化了二者机制差异，强化了语义表达作用，使关键字选择成为代码意图的重要提示。

c++结构体与类的区别解析

C++中，

struct

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和

class

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在功能上几乎是等价的，它们都可以定义数据成员、成员函数、构造函数、析构函数，也都可以实现继承和多态。它们最核心且最直接的区别在于默认的访问权限：

struct

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的成员和基类默认是

public

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的，而

class

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的成员和基类默认是

private

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的。在我看来，这不仅仅是一个语法上的小差异，它更像是一种约定俗成的“意图声明”，向其他开发者清晰地表达你所定义的类型是偏向于数据聚合，还是一个功能完备的对象。

解决方案

要深入理解

struct

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和

class

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的区别，我们得从它们的起源和C++的设计哲学说起。从纯粹的语言机制角度看，它们的功能重叠度极高，以至于很多人会觉得它们可以互换使用。但这种“可以互换”的背后，隐藏着C++对“意图”的重视。

当你定义一个

struct

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时，你通常是在暗示：“嘿，我这里定义的是一个数据集合，它的成员默认是公开的，就像C语言的结构体一样，方便直接访问和操作。”这种设计理念让

struct

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非常适合用来表示那些主要职责是存储数据，并且数据成员之间没有复杂依赖关系、不需要严格封装的类型。比如一个点坐标

Point {int x; int y;}

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，或者一个简单的配置项

Config {string key; string value;}

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。它们的数据通常是直接暴露的，或者通过简单的getter/setter访问，重点在于数据的聚合。

而当你定义一个

class

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时，你更像是在说：“我正在创建一个‘对象’，它拥有内部状态和行为，并且我希望对这些内部细节进行封装，只通过特定的接口对外提供服务。”

class

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的默认

private

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访问权限正是这种封装思想的体现。它鼓励你思考哪些数据和函数是对象的内部实现细节，应该隐藏起来；哪些是对象的公共接口，应该暴露给外部。这对于构建复杂的、具有明确职责和行为的软件组件至关重要，比如一个文件管理器、一个数据库连接池，或者一个图形渲染器。在这里，数据往往是受保护的，通过成员函数来操作，以维护对象的完整性和一致性。

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所以，选择

struct

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还是

class

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，与其说是功能上的取舍，不如说是语义上的选择。它关乎你如何向代码的读者（包括未来的你自己）传达这个类型的设计意图。

C++中struct和class在实际开发中如何选择？

这确实是个挺有意思的问题，很多时候，我个人觉得它更多地是关乎团队约定和个人偏好，而非绝对的技术限制。但如果非要给个指导原则，我会这样考虑：

选择

struct

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的场景：

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数据聚合体 (Data Aggregates)： 当你定义一个类型，其主要目的是为了把一堆相关的数据打包在一起，而且这些数据通常是公开的，或者说，你觉得直接访问它们并不会破坏任何重要的内部状态时，
```
struct
```
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是个不错的选择。比如，一个简单的几何点
```
struct Point { int x; int y; };
```
登录后复制
，一个颜色值
```
struct Color { unsigned char r, g, b, a; };
```
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，或者一个从外部读取的配置结构。
POD 类型 (Plain Old Data)： 虽然C++标准对POD的定义越来越复杂，但如果你想创建一个行为上接近C语言结构体的类型（没有用户定义的构造/析构函数、虚函数等），
```
struct
```
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往往能更好地传达这种“纯数据”的意图。这在与C语言库进行交互，或者需要内存布局兼容性时特别有用。
轻量级、无行为的容器： 有时候，我只是需要一个临时的、没有复杂逻辑的“盒子”来传递几个参数，或者作为函数返回值的简单封装。这种情况下，
```
struct
```
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的简洁性就体现出来了。

选择

class

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的场景：

封装行为和状态 (Encapsulating Behavior and State)： 当你定义的类型不仅仅是数据的集合，它还拥有复杂的内部状态、需要维护的私有数据，并且对外提供一套受控的接口（成员函数）来操作这些状态时，
```
class
```
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是毫无疑问的首选。例如，一个
```
Account
```
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类可能包含私有的余额，通过
```
deposit()
```
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和
```
withdraw()
```
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方法来修改。
面向对象的核心概念： 如果你打算利用继承、多态、虚函数等面向对象的特性来设计你的类型，那么使用
```
class
```
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是更符合C++面向对象编程范式的。这有助于构建可扩展、可维护的复杂系统。
资源管理 (Resource Management)： 当一个类型负责管理某种资源（如文件句柄、网络连接、内存），需要确保资源的正确获取和释放时，
```
class
```
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的构造函数和析构函数机制（RAII，Resource Acquisition Is Initialization）是实现健壮资源管理的关键。

说到底，这两种选择更多是关于“语义清晰度”和“意图表达”。一个好的程序员会利用这种约定来让代码更易读、更易理解。

除了默认访问权限，struct和class还有哪些细微差异或常见误解？

除了默认访问权限，

struct

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和

class

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在C++标准中几乎没有其他功能上的区别了。这导致了一些常见的误解，也让一些细微之处变得模糊。

误解一：

struct

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比
class
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“轻量”或“性能更好”。这是个非常普遍的误解，但它完全是错误的。在编译后的机器码层面，一个

struct

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和一个

class

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，如果它们拥有完全相同的成员和方法，那么它们的内存布局、大小以及运行时性能将是完全一样的。C++编译器不会因为你用了

struct

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就对它进行特殊的优化，或者因为用了

class

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就增加额外的开销。它们的“重量”完全取决于你往里面放了什么，而不是你用哪个关键字定义的。

误解二：

struct

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只能有数据，
class
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才能有方法。同样是错的。

struct

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完全可以拥有成员函数、构造函数、析构函数、虚函数，甚至可以实现继承和多态。比如，你可以定义一个

struct Point { int x, y; void print() { cout << "(" << x << ", " << y << ")" << endl; } };

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，这完全是合法的C++代码。

细微之处：默认继承权限。 这个其实是默认访问权限的延伸。当你进行继承时：

如果使用
```
struct
```
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作为基类，默认继承方式是
```
public
```
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。例如
```
struct Derived : Base { ... };
```
登录后复制
默认是
```
public
```
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继承。
如果使用
```
class
```
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作为基类，默认继承方式是
```
private
```
登录后复制
。例如
```
class Derived : Base { ... };
```
登录后复制
默认是
```
private
```
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继承。当然，你总是可以显式地指定继承方式（
```
public
```
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、
```
protected
```
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或
```
private
```
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），这会覆盖默认行为。所以，这更多是一个语法上的默认值，而非本质差异。

历史背景：C兼容性与POD类型。 在C++的早期，

struct

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被设计为与C语言的结构体兼容，这使得C++可以很方便地处理C语言库中的数据结构。因此，

struct

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常常与“Plain Old Data”（POD）类型联系在一起。POD类型是指那些没有用户定义的构造函数、析构函数、拷贝赋值运算符，没有虚函数，也没有私有或保护的非静态数据成员等的类型。这类类型在内存中通常是连续存储的，并且可以通过

memcpy

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或

memset

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进行操作。虽然

class

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也可以是POD类型，但

struct

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默认的

public

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成员更容易让它满足POD的条件。然而，随着C++标准的演进（尤其是C++11及以后），POD的定义变得更加复杂和细致，

struct

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和

class

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本身不再是判断一个类型是否为POD的决定性因素，而是取决于其内部成员和特殊成员函数的定义。

所以，抛开这些默认值，

struct

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和

class

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在C++语言机制层面上，几乎就是同一个东西。它们的存在更多是为了提供两种不同的“代码意图”表达方式。

C++标准对struct和class的定义有何演变？

C++标准对

struct

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和

class

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的定义，从最初的C兼容性，到后来逐渐强调面向对象特性，再到现代C++对类型语义的精细化，经历了一个有趣而实用的演变过程。

起源：C兼容性与C++的诞生。 在C++的早期，

struct

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几乎就是C语言结构体的翻版，主要用于聚合数据。它的存在是为了让C++能够无缝地与C代码交互，处理那些纯粹的数据结构。而

class

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则是在此基础上，引入了面向对象编程（OOP）的核心概念，如封装、继承、多态。最初，

struct

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更侧重于数据，而

class

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更侧重于行为和封装。这种区分在当时是相当明显的。

C++98/03：功能上的趋同，语义上的分化。 到了C++98和C++03标准，

struct

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和

class

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在功能上已经基本等价了。

struct

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可以拥有所有

class

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的特性，包括成员函数、构造函数、析构函数、虚函数、继承等等。这意味着，你可以用

struct

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写出一个完整的面向对象类，也可以用

class

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写出一个纯粹的数据聚合体。然而，语言设计者和社区普遍形成了一种“约定”：

struct

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用于那些数据公开、行为简单的类型，而

class

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用于那些需要封装、有复杂行为的类型。这种语义上的区分，虽然不是语言强制的，但成为了良好编程实践的一部分。

C++11及以后：POD类型的精确定义与类型语义的强化。 C++11引入了对POD（Plain Old Data）类型更精确的定义，以及一系列新的类型特性。这使得判断一个类型是否为POD不再仅仅依赖于它是

struct

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还是

class

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，而是取决于它是否满足一系列条件，例如：是平凡的（trivial）、是标准布局的（standard-layout）。

平凡的类型： 没有用户定义的构造函数、析构函数、拷贝/移动构造函数、拷贝/移动赋值运算符。
标准布局的类型： 没有虚函数、虚基类，所有非静态数据成员都具有相同的访问权限，等等。一个类型只有同时满足“平凡”和“标准布局”两个条件，才能被称为POD类型。这一变化实际上进一步模糊了
```
struct
```
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和
```
class
```
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在底层机制上的区别，将重点更多地放在了“类型的内容”而非“定义关键字”上。

现代C++的视角：意图表达与约定。 在现代C++编程中，

struct

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和

class

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的选择更多地被视为一种“风格”或“意图”的表达。

当你看到一个
```
struct
```
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时，你通常会期望它是一个简单的数据容器，其成员可以直接访问，或者通过简单的访问器进行操作。它可能没有复杂的业务逻辑，或者即使有，也只是对数据的简单处理。
当你看到一个
```
class
```
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时，你通常会期望它是一个具有封装性、行为丰富的对象，它的内部状态可能被隐藏，通过公共接口来交互，并且可能参与到复杂的面向对象设计中。

这种约定有助于提高代码的可读性和可维护性。它让开发者在阅读代码时，能够更快地理解一个类型的设计初衷和预期用途。所以，虽然从语言层面看，它们几乎一样，但从工程实践和代码交流的角度看，选择