[C++学习总结]数据类型篇

 

       计算机处理的对象是数据，而数据是以某种特定的形式存在的。其实我们也可以从人的角度来思考。计算机终归要为人服务，用于处理生活中的各种信息，而人所要处理的这些信息的表现形式就是数据对象。所以由此可见数据类型的总要性，也是各大公司笔试面试的常考内容之一。

       C++语言中的数据类型大致可分为基本数据类型、复合类型以及一个特殊的类型—指针类型。指针将专门写一篇总结。

 

一、基本数据类型

 

       基本数据类型，可分为整形、字符型、浮点型以及布尔型几大类，其中整形和浮点型可根据有无符号或精度问题可再细分。

表1 基本数据类型及其相关信息

类型

标识

字节

范围

 

 

整形

短整形

short

2

-32768~32767

整形

Int

2

-2147483648~2147483647

长整形

long

4

-2147483648~2147483647

无符号短整形

unsigned short

4

0~65535

无符号长整形

unsigned long

4

0~4294967295

无符号整形

unsigned int

4

0~4294967295

字符

字符型

char

1

-128~127

无符号字符型

unsigned char

1

0~255

浮点型

单精度型

float

4

3.4*10(-38)~3.4*10(38)

双精度型

double

8

1.7*10(-308)~1.7*10(308)

长双精度型

long double

8

1.7*10(-308)~1.7*10(308)

       上表是关于基本数据类型的标识符以及其在存储时所占的空间（注意：对于不同的编译器分配的字节数不同，这里指针是常规下的）以及其范围。

 

二、复合类型

 

       复合类型，主要包括枚举类型、数组类型、结构体、共用体以及类。下面简单的介绍下概念，主要内容会再第三部分的笔试面试里通过例子描述。

       1、枚举类型

       枚举类型是c++提供的另一种创建符号常量的方式，这种方式可以替代const。需要注意的是，在默认情况下，将整数赋给枚举量，第一个枚举量默认值为0。

       枚举类型有种符号化的定义方式，即每个变量的值按照2的幂递增，使其能够进行运算。具体这里不详述。

       2、数组

       数组也是笔试面试中会常考的一个内容。需要特别注意的一个问题就是数组名就是整个数组的首地址。还有就是字符数据，它是以‘/0’结束。

       3、结构体和类

       两者大致功能相同，区别在于结构体成员默认作用域是public，而类是private。还有一个常考内容就是内存对齐问题。

       4、共用体Union

       共用体内的成员共用同一块内存，只能同时存储其中的一种类型。

 

三、笔试面试常考问题

 

       以下为各大公司在招聘时，针对数据类型这一块常考的内容。

       1、数据类型转换

       这是针对基本数据类型考的比较多的一部分。数据类型的转换主要有以下几种情况：

       （1）在混合类型的算数表达式中

              在这种情况下，c++将对值进行转换，主要包含两种情况：

l        自动转换：在计算表达式时，C++将bool、char、unsigned char和short等转换为int。这种转换为整形提升。

如：short a = 3;

short b = 5;

short c = a + b;  //此时计算时，是将a和b同时提升为int类型，再将结

//果转换为short。

l        有些类型在与其他类型同时出现在表达式中时，较小的类型将被转换成较大的类型。如int转成double。

注：传统C语言总是将float提升为double，即使两个数都是float类型。还有一个规则就是只要某个操作数是无符号类型，则将另一个操作数也转为无符号类型。

如：int ival = 3;

double dval = 3.14159;

cout<<(ival + dval)<<endl;  //输出为6.14159

 

unsigned int a = 6;

int b = -20;

char c;

cout<<(a + b > 6)?:(c = ‘1’):(c = ‘0’)<<endl;  //输出为1

                                   第一个是因为上面的ival在计算时提升为double类型，而第二个是因为b转换为了unsigned int类型。此时引出另一个问题，对于数据类型，当超过范围后，是从另一个范围边取相应超出的值。所以-20是4294967382。

                      特例：long类型和unsigned int类型，只有当机器上的long类型足以存放unsigned int类型的所有值时，unsigned int才会转换成long类型，否则都将转换成unsigned long类型。

     （2）用一种类型的表达式赋值给另一种类型的表达式

                      在这种情况下目标转换类型是被赋值对象的类型。

                      如：double dval = 3.14159;

                          int ival = dval;

                          cout<<ival<<endl; //输出值为3，dval被截断

      （3）把一个表达式传递给一个函数，调用表达式的类型与形参类型不同

                      在这种情况下，实参将被强制转换成形参类型。

      （4）从一个函数返回一个表达式的类型与返回类型不同

                      在这种情况下，返回表达式类型自动转换成函数类型。

      因此，在实际的情况下，我们需要注意算术转换问题，因为这有可能会导致精度丢失或者得到的是意向不到的结果。

       2、sizeof运算

       sizeof运算取得时对象在内存中（栈）所占的存储位数。对于指针，其大小为4，对于空类大小为1，含有虚函数或虚继承则为4，因为虚函数等相当于指针。静态成员存放全局数据区，sizeof不计算该部分内存。而考的最多的则是结构体和类的内存对齐问题。结构体的长度是最长数据原始的整数倍。

       注：依据编译器不同，内存中的数据一般都会支持数据对齐，DWORD数据的内存一般为被4除尽，而WORD则为被2除尽。

       例：struct{

             short a1;

             short a2;

             short a3;

        }A;

        struct{

             long a1;

             short a2;

        }B;

       

        cout<<sizeof(A)<<endl;    //输出为6

        cout<<sizeof(B)<<endl;    //输出为8

 

     注：如果结构体种存在union，则union中取类型所占字节最长的那个用来sizeof运算。

       3、sizeof与strlen的区别

       两者的区别主要有一下几点：

       （1）sizeof操作符的结果类型是size_t，它再头文件中的typedef为unsigned int类型。该类型保证能容纳实现所建立的最大对象的字节大小。但静态对象不在计算之内。

       （2）sizeof是算符，strlen是函数。

       （3）sizeof可以用类型做参数，strlen只能用char*做参数，且必须是以’/0’结尾。sizeof还可以用函数做参数。

       （4）数组做sizeof的参数不退化，传递给strlen就退化为指针。

       （5）大部分编译程序在编译的时候就把sizeof计算过了，是类型或是变量的长度。这就是sizeof(x)可以用来定义数组维数的原因。这一点同时也决定着sizeof不能返回被动态分配的数组或外部的数组的尺寸。数组做函数参数时，传递的是数组首地址，所以sizeof计算为4.

       （6）strlen的结果要再运行时才能计算出来，用来计算字符串的长度，而不是类型占内存的大小。还有就是strlen计算的字符长度并不包含’/0’，而sizeof则会把该符号一起计算在内。

 

[参考资料]

[1] C++ Primer Plus第五版

[2] 程序员面试宝典