12.1 — 复合数据类型简介

在课程 4.1 — 基本数据类型简介 中，我们介绍了基本数据类型，它们是 C++ 作为核心语言提供的一种基本数据类型。

到目前为止，我们已经在程序中大量使用了这些基本类型，尤其是 int 数据类型。虽然这些基本类型对于直接的用途非常有用，但当我们开始做更复杂的事情时，它们无法满足我们的全部需求。

例如，假设您正在编写一个数学程序来乘以两个分数。您将如何在程序中表示分数？您可以使用一对整数（一个用于分子，一个用于分母），如下所示

#include <iostream>

int main()
{
    // Our first fraction
    int num1 {};
    int den1 {};

    // Our second fraction
    int num2 {};
    int den2 {};

    // Used to eat (remove) the slash between the numerator and denominator
    char ignore {};

    std::cout << "Enter a fraction: ";
    std::cin >> num1 >> ignore >> den1;

    std::cout << "Enter a fraction: ";
    std::cin >> num2 >> ignore >> den2;

    std::cout << "The two fractions multiplied: "
        << num1 * num2 << '/' << den1 * den2 << '\n';

    return 0;
}

以及此程序的运行

Enter a fraction: 1/2
Enter a fraction: 3/4
The two fractions multiplied: 3/8

虽然这个程序有效，但它给我们带来了一些需要改进的挑战。首先，每对整数之间的关联性很弱——除了注释和它们在代码中使用的方式的上下文之外，很少有迹象表明每对分子和分母是相关的。其次，遵循 DRY（不要重复自己）原则，我们应该创建一个函数来处理用户输入分数（以及一些错误处理）。但是，函数只能返回一个值，那么我们如何将分子和分母返回给调用者呢？

现在想象另一种情况，您正在编写一个需要保存员工 ID 列表的程序。您可能会怎么做？您可能会尝试以下方法

int main()
{
    int id1 { 42 };
    int id2 { 57 };
    int id3 { 162 };
    // and so on
}

但是如果你有 100 名员工怎么办？首先，你需要输入 100 个变量名。如果你需要打印所有这些呢？或者将它们传递给一个函数？我们会打很多字。这根本无法扩展。

显然，基本类型只能帮助我们到此为止。

复合数据类型

幸运的是，C++ 支持第二组数据类型：复合数据类型（有时也称为组合数据类型）是根据其他现有数据类型定义的类型。复合数据类型具有额外的属性和行为，使其对于解决某些类型的问题非常有用。

正如我们将在本章和未来的章节中展示的，我们可以使用复合数据类型优雅地解决我们上面提出的所有挑战。

C++ 支持以下复合类型

• 函数
• C 风格数组
• 指针类型
  • 指向对象的指针
  • 指向函数的指针
• 指向成员类型的指针
  • 指向数据成员的指针
  • 指向成员函数的指针
• 引用类型
  • 左值引用
  • 右值引用
• 枚举类型
  • 无作用域枚举
  • 有作用域的枚举
• 类类型
  • 结构体
  • 类
  • 联合体

您已经经常使用一种复合类型：函数。例如，考虑这个函数

void doSomething(int x, double y)
{
}

此函数的类型为 void(int, double)。请注意，此类型由基本类型组成，使其成为复合类型。当然，函数也有其自身的特殊行为（例如可调用）。

由于这里有很多材料要涵盖，我们将分多个章节进行。在本章中，我们将介绍一些更直接的复合类型，包括 l-value references 和 pointers。下一章，我们将介绍 unscoped enumerations、scoped enumerations 和我们的第一个类类型：structs。然后，在之后的章节中，我们将介绍类并深入探讨一些更有用的 array 类型。这包括 std::string（在课程 5.7 — std::string 简介 中介绍），它实际上是一个类类型！

准备好了吗？开始吧！