【C++】学习笔记二——简单数据类型

程序源代码地址：https://github.com/buaadf/learncpp

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1 整型变量

1.1 变量名

C++提倡使用有一定含义的变量名。

• 在名称中只能使用字母字符、数字和下划线；
• 名称的第一个字符不能是数字；
• 区分大小写；
• 不能将C++关键字作为变量名；
• 以两个下划线（__）或下划线和大写字母（_A）打头的名称被保留给实现（编译器及其使用的资源）使用。以一个下划线开头的名称被保留给实现，用作全局标识符；
• C++对于名称的长度没有限制，名称中所有的字符都有意义，但有些平台有长度限制。

1.2 整型

C++的基本整型有：char、short、int、long、long long，其中每种类型都有有符号版本和无符号版本。

char类型最常用来表示字符，而不是数字。

• short至少16位；
• int至少与short一样长；
• long至少32位，且至少与int一样长；
• long long至少64位，且至少与long一样长。

程序3.1演示了如何在不打开手册的情况下确定系统长度的限制

#include<iostream>#include<climits>int main(){using namespace std;int n_int = INT_MAX;short n_short = SHRT_MAX;long n_long = LONG_MAX;long long n_llong = LLONG_MAX;cout << "int is " << sizeof(int) << " bytes." << endl;cout << "short is " << sizeof n_short << " bytes." << endl;cout << "long is " << sizeof n_long << " bytes." << endl;cout << "long long is " << sizeof n_llong << " bytes." << endl<< endl;cout << "Maximum values:" << endl;cout << "int: " << n_int << endl;cout << "short: " << n_short << endl;cout << "long: " << n_long << endl;cout << "long long: " << n_llong << endl<< endl;cout << "Minimum int value = " << INT_MIN << endl;cout << "Bits per byte = " << CHAR_BIT << endl;cin.get();return 0;}

下面是64位win10下的输出结果：

运算符sizeof返回类型或变量的长度，单位为字节，头文件climits中包含了关于整型限制的信息。

可对类型名或变量名使用sizeof，对类型名（如int）使用sizeof时，应将名称放在括号中；但对变量名（如n_short）使用sizeof是，括号是可选的。

符号常量表示CHAR_BITchar的位数CHAR_MAXchar的最大值CHAR_MINchar的最小值SCHAR_MAXsigned char的最大值SCHAR_MINsigned char的最小值UCHAR_MAXunsigned char的最大值SHRT_MAXshort的最大值SHRT_MINshort的最小值USHRT_MAXunsigned short的最大值INT_MAXint的最大值INT_MINint的最小值UINT_MAXunsigned int的最大值LONG_MAXlong的最大值LONG_MINlong的最小值ULONG_MAXunsigned long的最大值LLONG_MAXlong long的最大值LLONG_MINlong long的最小值ULLONG_MAXunsigned long long的最大值

初始化将赋值和声明合并在一起：

int n_int = INT_MAX;int uncles = 5;int aunts = uncles;int chairs = aunts +uncles +4;

如果将uncles的声明移到语句列表的最后，将导致另外两条初始化语法非法。

上面的初始化语法来自C语言，在C++中，还有一种初始化语法：

int wrents(432);

如果不对函数内部定义的变量进行初始化，该变量的值将是不确定的。这意味着该变量的值将是它被创建之前，相应内存单元保存的值。

将变量声明和赋值分开，可能会带来瞬时的悬而未决的情况。

C++11初始化方式：

int emus{7};int rheas = {12};int rocs = {};    //变量将被初始化为0int psychics{};  //变量将被初始化为0

1.3 无符号类型

前面介绍的4种整型都有一种不能存储负数的无符号变体，其优点是可以增大变量能够存储的最大值。

unsigned short

unsigned int

unsigned long

unsigned long long

unsigned本身是unsigned int的缩写。

程序3.2

#include<iostream>#define ZERO 0#include<climits>int main(){using namespace std;short sam = SHRT_MAX;unsigned short sue = sam;cout << "Sam has " << sam << " dollars and Sue has " << sue;cout << " dollars deposited." << endl << "Add $1 to each account." << endl << "Now ";sam = sam + 1;sue = sue + 1;cout << "Sam has " << sam << " dollars and Sue has " << sue;cout << " dollars deposited.\nPoor Sam!" << endl;sam = ZERO;sue = ZERO;cout << "Sam has " << sam << " dollars and Sue has " << sue;cout << " dollars deposited." << endl;cout << "Take $1 to each account." << endl << "Now ";sam = sam - 1;sue = sue - 1;cout << "Sam has " << sam << " dollars and Sue has " << sue;cout << " dollars deposited." << endl << "Lucky Sue!" << endl;cin.get();cin.get();return 0;}

运行结果：

程序3.2演示了如何使用无符号类型，并说明了程序试图超越整型的限制时将产生的后果。

1.4 不同进制的整型

C++使用前一（两）位来识别进制：

• 如果第一位是1~9，则为十进制；
• 如果第一位是0，第二位是1~7，则为八进制；
• 如果前两位是0x，或0X，则为十六进制。

程序3.3

#include<iostream>int main(){using namespace std;int chest = 42;                   //十进制int waist = 0x42;                 //十六进制int inseam = 042;                 //八进制cout << "Monsieur cuts a striking figure!\n";cout << "chest = " << chest << " (42 in decimal)\n";cout << "waist = " << waist << " (0x42 in hex)\n";cout << "inseam = " << inseam << " (042 in octal)\n";cin.get();return 0;}

运行结果：

默认情况下，cout使用十进制显示整数，而不管这些整数在程序中是如何书写的。

不管将整数值书写为几进制，都以二进制存储在计算机中。

如果要以十六进制或八进制的方式显示值，可以使用控制符dec、hex、oct使cout以十进制、十六进制、八进制显示整数。如程序3.4.

程序3.4

#include<iostream>using namespace std;int main(){int chest = 42;int waist = 42;int inseam = 42;cout << "Monsieur cuts a striking figure!" << endl;cout << "chest = " << chest << " (decimal for 42)" << endl;cout << hex;cout << "waist = " << waist << " (hexadecimal for 42)" << endl;cout << oct;cout << "inseam = " << inseam << " (octal for 42)" << endl;cin.get();return 0;}

运行结果：

cout<<hex; cout<< oct; 这些语句不会在屏幕上显示任何内容，只是修改cout显示整数的方式。

1.5 C++如何确定常量的类型

来看一条语句：

cout << "year = " << 1492 << "\n";

程序将把1492存储为int、long还是其他整型呢？

答案是，除非有理由存储为其他类型（如使用了特殊的后缀来表示特定的类型，或者值太大，不能存储为int），否则将整型常量存储为int。

后缀：

• l或L表示该整数为long型；
• u或U表示unsigned int常量；
• ul或uL或Ul或UL或LU或…（由于小写l像1，因此最好用L）表示unsigned long常量；
• ull或Ull或…表示unsigned long long。

长度：

• 对不带后缀的十进制整数，将使用int、long或long long中能够存储概述的最小类型；
• 对不带后缀的十六进制或八进制整数，将使用int、unsigned int、long、unsigned long、long long、unsigned long long中能够存储该数的最小类型。

1.6 char类型：字符和小整数

char类型是另一种整型，能够表示目标计算机系统中的所有基本符号——字母、数字、标点符号等。

最常用的符号集是ASCII码表。

程序3.5

#include<iostream>int main(){using namespace std;char ch;cout << "Enter a character: " << endl;cin >> ch;cout << "Hola! ";cout << "Thank you for the " << ch << " character." << endl;cin.get();cin.get();return 0;}

程序3.6

#include<iostream>int main(){using namespace std;char ch = 'M';int i = ch;cout << "The ASCII code for " << ch << " is " << i << endl;cout << "Add one to the character code: " << endl;ch = ch + 1;i = ch;cout << "The ASCII code for " << ch << " is " << i << endl;cout << "Displaying char ch using cout.put(ch): ";cout.put(ch);cout.put('!');cout << endl << "Done" << endl;cin.get();return 0;}

在C++对 字符 用单引号括起，对  字符串  用双引号括起。

成员函数cout.put()：这个函数显示一个字符。 其中句点.称为成员函数符。cout.put（）的意思是通过对象cout来使用函数put()。

转义字符：

可以基于字符的八进制和十六进制编码来使用转义序列。例如，Ctr+Z的ASCII码为26，对应的八进制编码为032，十六进制编码为0x1a。将这些编码用单引号括起，可以得到相应的字符常量，如'\032'，'\x1a'，也可以将它们放在字符串中，如”hi\x1a there"。

在可以使用数字转义序列或符号转义序列时，应使用符号序列，因为数字与编码方式有关，而符号适用于任何编码方式。

程序3.7

#include<iostream>int main(){using namespace std;cout << "\aOperation \"HyperHype\" is now actived!\n";cout << "Enter your agent code:________\b\b\b\b\b\b\b\b";long code;cin >> code;cout << "\aYou entered " << code << "...\n";cout << "\aCode verified! Proceed with Plan Z3!\n";cin.get();cin.get();return 0;}

程序3.7使用了一些转义序列，使用振铃来提起注意，使用换行符使光标前进，使用退格字符使光标向左退一格。

wchar_t（宽字符类型）可以表示扩展字符集，iostream头文件的最新版本提供了处理wchar_t流的wcin和wcout。另外，可以通过加上前缀L来指示宽字符常量和宽字符串。下面的代码将字母P的wchar_t版本存储到变量bob中，并显示单词tall的wchar_t版本：

wchar_t bob = L'P';wcout << L"tall" <<endl;

C++11新增了char16_t和char32_t：

char16_t长16位，无符号，用前缀u表示，如u'C'和u"be good"；

char32_t长32位，无符号，用前缀U表示，如U'R'和U"dirty rat"。

1.7 bool类型

true真     false假

字面值true和false都可以通过提升转换为int类型，true被转换为1，false被转换为0：

int ans = true;    //ans值为1int promise =false;    //promise值为0

任何数字值或指针值都可以被隐式转换为bool值。任何非零值都被转换为true，而零被转换为false：

bool start = -100;     //start值为truebool stop = 0；         //stop值为false

1.8 const限定符

C++有一种更好的处理符号常量的方法，这种方法就是使用const关键字来修改变量声明和初始化。

const int Months = 12;     //Months表示整数12

这样，便可以在程序中使用Months来代替12了（有实际意义的12）。

常量（如Months）被初始化后，其值就被固定了，编译器将不再允许修改该常量的值。

注意：应在声明中对const进行初始化。

const比#define好，首先，它能明确类型；其次，可以使用C++的作用域规则将定义限制在特定的函数或文件中；第三，可以将const用于更复杂的类型，如数组和结构。

浮点类型是C++的第二种基本类型，可以表示带小数点的数字。计算机将这样的值分为基准值和缩放因子两部分。

如3.14159和314.159只是小数点位置不同，它们的基准值都是0.314159，而只是缩放因子（10和1000）不同，缩放因子的作用是移动小数点的位置，浮点因此得名。

2 浮点数

2.1 浮点数的书写方式

第一种是标准小数形式：12.34，0.006，3.1415926，8.0

第二种是指数表示法（E表示法）：2.52e10，7E5，-9.11e-11  （ E6表示10的6次方）

2.2 浮点类型float、double、long double

float、double、long double表示不同长度的有效数字：

• float至少32位；
• double至少48位，且不少于float；
• long double至少和double一样。

另外，这三种类型的指数范围至少是-37到37。可以从头文件cfloat或float.h中找到系统限制。

程序3.8

#include<iostream>int main(){using namespace std;cout.setf(ios_base::fixed, ios_base::floatfield);float tub = 10.0 / 3.0;double mint = 10.0 / 3.0;const float million = 1.0e6;cout << "tub = " << tub;cout << ", a million tubs = " << million * tub;cout << ",\nand ten million tubs = " << 10 * million * tub << endl;cout << "mint = " << mint << " and a million mints = " << million * mint << endl;cin.get();cin.get();return 0;}

运行结果：

cout.setf(ios_base::fixed, ios_base::floatfield); 迫使输出使用定点表示法，以便更好的了解不同类型的精度，防止程序把较大的值切换为E表示法，并使程序显示小数点后6位。

从运行结果可以看出float和double类型表示不同长度的有效数字。

2.3 浮点常量

默认情况下，8.24和2.4E8这样的浮点常量都属于double类型；

如果希望常量为float类型，应使用f或F后缀；

如果希望常量为long double类型，应使用L后缀。

2.4 浮点数的优缺点

优点：可表示整数之间的值，表示范围大；

缺点：浮点运算的速度慢，精度低。

程序3.9

#include<iostream>int main(){using namespace std;float a = 2.34e22f;float b = a + 1.0f;cout << "a = " << a << endl;cout << "b - a = " << b - a << endl;cin.get();return 0;}

运行结果：

程序3.9说明了浮点运算的精度较低。