Python 中的结构体定义

1. 引言

在很多编程语言中，结构体（struct）是一种非常方便的数据结构，用于组织多个不同类型的数据，并可以通过一个单一的变量名来访问这些数据。Python 作为一门高级编程语言，同样提供了结构体的定义和使用。

本文将详细介绍 Python 中结构体的定义及使用方法，包括结构体的创建、访问和修改成员变量等。

2. 结构体的定义

在 Python 中，我们可以使用 class 关键字来定义一个结构体。以下是一个示例：

class Person:
    def __init__(self, name, age, occupation):
        self.name = name
        self.age = age
        self.occupation = occupation

在上述代码中，我们定义了一个 Person 的结构体，它有三个成员变量：name、age 和 occupation。__init__ 方法是一个特殊的方法，用于初始化结构体的成员变量。

3. 结构体的创建

在 Python 中，我们可以像创建普通类的实例对象一样创建结构体的对象。示例如下：

person1 = Person("Alice", 25, "Engineer")
person2 = Person("Bob", 30, "Doctor")

上述代码中创建了两个 Person 的对象：person1 和 person2。每个对象都有自己的成员变量值。

4. 结构体的成员变量访问

在 Python 中，我们可以使用点语法（.）来访问结构体的成员变量。示例如下：

print(person1.name)  # 输出：Alice
print(person2.age)   # 输出：30

上述代码中使用点语法来访问 person1 和 person2 对象的成员变量。

5. 结构体的成员变量修改

在 Python 中，我们可以直接使用点语法来修改结构体的成员变量。示例如下：

person1.occupation = "Programmer"
person2.age = 35

上述代码中分别修改了 person1 的 occupation 和 person2 的 age 成员变量的值。

6. 结构体的方法

与普通类一样，我们也可以在结构体中定义方法。示例如下：

class Person:
    def __init__(self, name, age, occupation):
        self.name = name
        self.age = age
        self.occupation = occupation

    def introduce(self):
        print(f"Hi, my name is {self.name}. I am {self.age} years old. I work as a {self.occupation}.")

person1 = Person("Alice", 25, "Engineer")
person1.introduce()  # 输出：Hi, my name is Alice. I am 25 years old. I work as a Engineer.

上述代码中，我们在 Person 结构体中定义了一个 introduce 方法，用于打印对象的信息。

7. 结构体的继承

Python 中的结构体同样支持继承。示例如下：

class Student(Person):
    def __init__(self, name, age, occupation, major):
        super().__init__(name, age, occupation)
        self.major = major

    def introduce(self):
        print(f"Hi, my name is {self.name}. I am {self.age} years old. I major in {self.major}.")

student1 = Student("John", 20, "Student", "Computer Science")
student1.introduce()  # 输出：Hi, my name is John. I am 20 years old. I major in Computer Science.

上述代码中，我们定义了一个 Student 的结构体，它继承自 Person。Student 结构体拥有自己的 major 成员变量和 introduce 方法。

8. 结构体的运算符重载

与类一样，结构体同样可以进行运算符重载，如 +、- 等。示例如下：

class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __add__(self, other):
        return Point(self.x + other.x, self.y + other.y)

point1 = Point(1, 2)
point2 = Point(2, 3)
result = point1 + point2
print(f"({result.x}, {result.y})")  # 输出：(3, 5)

上述代码中，我们实现了 Point 结构体的加法运算符重载，并定义了 __add__ 方法。