结构体和结构体引用的成员选择
在结构体、成员和成员选择的介绍中,我们展示了可以使用成员选择运算符(.
)从结构体对象中选择一个成员:
#include <iostream>
struct Employee
{
int id {};
int age {};
double wage {};
};
int main()
{
Employee joe { 1, 34, 65000.0 };
// 使用成员选择运算符(.)从结构体对象中选择成员
++joe.age; // Joe又过了一岁生日
joe.wage = 68000.0; // Joe升职了
return 0;
}
由于对象的引用表现得就像对象本身一样,我们也可以使用成员选择运算符(.
)从结构体的引用中选择成员:
#include <iostream>
struct Employee
{
int id{};
int age{};
double wage{};
};
void printEmployee(const Employee& e)
{
// 使用成员选择运算符(.)从结构体引用中选择成员
std::cout << "Id: " << e.id << '\n';
std::cout << "Age: " << e.age << '\n';
std::cout << "Wage: " << e.wage << '\n';
}
int main()
{
Employee joe{ 1, 34, 65000.0 };
++joe.age;
joe.wage = 68000.0;
printEmployee(joe);
return 0;
}
指向结构体的指针的成员选择
然而,成员选择运算符(.
)不能直接用于指向结构体的指针:
#include <iostream>
struct Employee
{
int id{};
int age{};
double wage{};
};
int main()
{
Employee joe{ 1, 34, 65000.0 };
++joe.age;
joe.wage = 68000.0;
Employee* ptr{ &joe };
std::cout << ptr.id << '\n'; // 编译错误:不能对指针使用`.`运算符
return 0;
}
对于普通变量或引用,我们可以直接访问对象。然而,由于指针存储的是地址,我们需要先对指针进行解引用,才能获取对象,然后才能对其进行任何操作。因此,访问指向结构体的指针的成员的一种方法如下:
#include <iostream>
struct Employee
{
int id{};
int age{};
double wage{};
};
int main()
{
Employee joe{ 1, 34, 65000.0 };
++joe.age;
joe.wage = 68000.0;
Employee* ptr{ &joe };
std::cout << (*ptr).id << '\n'; // 不太好,但可行:先解引用`ptr`,然后使用成员选择
return 0;
}
然而,这种方法有些笨拙,尤其是因为我们需要对解引用操作进行括号括起来,以便它优先于成员选择操作。
为了提供更简洁的语法,C++提供了一个从指针选择成员的运算符(->
)(有时也称为箭头运算符),可用于从指向对象的指针中选择成员:
#include <iostream>
struct Employee
{
int id{};
int age{};
double wage{};
};
int main()
{
Employee joe{ 1, 34, 65000.0 };
++joe.age;
joe.wage = 68000.0;
Employee* ptr{ &joe };
std::cout << ptr->id << '\n'; // 更好:使用`->`从指向对象的指针中选择成员
return 0;
}
从指针选择成员的运算符(->
)与成员选择运算符(.
)的工作方式完全相同,但在选择成员之前会隐式地对指针对象进行解引用。因此,ptr->id
等同于(*ptr).id
。
这种箭头运算符不仅更容易输入,而且由于隐式地完成了间接寻址,因此出错的可能性也小得多,因为无需担心优先级问题。因此,在通过指针进行成员访问时,始终使用->
运算符,而不是.
运算符。
最佳实践
当使用指针访问成员时,使用从指针选择成员的运算符(->
),而不是成员选择运算符(.
)。
运算符->
的链式调用
如果通过运算符->
访问的成员是指向类类型的指针,则可以在同一表达式中再次应用运算符->
来访问该类类型的成员。
以下示例说明了这一点(感谢读者Luna提供):
#include <iostream>
struct Point
{
double x {};
double y {};
};
struct Triangle
{
Point* a {};
Point* b {};
Point* c {};
};
int main()
{
Point a {1,2};
Point b {3,7};
Point c {10,2};
Triangle tr { &a, &b, &c };
Triangle* ptr {&tr};
// `ptr`是指向`Triangle`的指针,它包含指向`Point`的成员指针
// 要访问`ptr`所指向的`Triangle`的`Point` c的成员`y`,以下两种方式是等价的:
// 使用`.`运算符访问
std::cout << (*(*ptr).c).y << '\n'; // 很丑陋!
// 使用`->`运算符访问
std::cout << ptr -> c -> y << '\n'; // 更优雅
}
当在序列中使用多个运算符->
(例如ptr->c->y
)时,表达式可能难以阅读。在成员和运算符->
之间添加空格(例如ptr -> c -> y
)可以使被访问的成员与运算符更易于区分。
混合使用指针和非指针成员
成员选择运算符始终应用于当前选择的变量。如果你有指针和普通成员变量的混合,你可以看到成员选择中.
和->
按顺序使用的情况:
#include <iostream>
#include <string>
struct Paw
{
int claws{};
};
struct Animal
{
std::string name{};
Paw paw{};
};
int main()
{
Animal puma{ "Puma", { 5 } };
Animal* ptr{ &puma };
// `ptr`是指针,使用`->`
// `paw`不是指针,使用`.`
std::cout << (ptr->paw).claws << '\n';
return 0;
}
在(ptr->paw).claws
的情况下,括号不是必需的,因为运算符->
和.
都是从左到右求值的,但括号确实有助于略微提高可读性。