《C++自学入门》3.基本数据类型-1

面向对象编程OOP的本质是设计自己的数据类型，如果利用正确的数据结构，这对特定的项目解决起来事半功倍，在创建自己的数据结构之前，我们先了解C++内置的数据类型。内置的数据类型分为基本数据类型和复合类型。

1.整型变量

    程序都要存储信息--》比如班级同学的成绩，今天的天气，恒生电子股票的价格等。为把信息存储在计算机中，程序必须记录三个基本属性：信息存储在哪？具体的数值是多少？信息的类型是什么？面对这些问题，这里我们只需要声明定义一个变量就可以了：

int moneyConut = 5；宁一般在家私房钱需要找个安静的地方存放，在C++中就利用变量存储宁想保存的数据。

1.1  变量名

    我们使用变量时，名字时需要考虑的重点，如果只是 int a,b,c；那么一个稍微大一点的程序，可阅读性就会很差。因为不知道这些变量存放的是什么数据。如果变量表示出差旅费，应将其命名为cost_of_trip或者costOfTrip。但是变量名也应该遵循C++的规则，就像宁给儿子取名一样。大致上有三点：名字只能由数字、字母、下划线组成，名字的第一个字符不能是数字，不能使用C++关键字作名字。

     有时一个单词组成的名字往往不够表达意义，通常的做法是用下划线将单词分开，如my_money；或者从第二个单词开始将每个单词的第一个字母大写。比如myMoney。（C程序员喜欢使用下划线，而在JAVA里更倾向于大写的方式）。

    随着对 C++的逐步了解，将发现很多有关前缀命名风格的示例，还有其他更奇异、更违反直觉的风格，采不采用这些风格，完全取决于程序员。在C++所有主观的风格中，一致性和精确度是最重要的。根据自己的需要、喜好和个人风格来使用变量名（或必要时，根据雇主的需要、喜好和个人风格来选择变量名）。

1.2  整型数据存储

    整数和浮点数是最常见的数据，也是理解起来最简单的。整型数据就是没有小数的数据，就像1,-99,0一样。在数学上，整数没有界限，是负无穷到正无穷的开区间，但是计算机内存是有限的，因此，C++语言只能提供一个整数的部分子集。

    C++基本类型有char、short、int、long和C++新增的long long。这些数据类型还分有符号和无符号，无符号不能表示负值，（因为最高位不是符号位）在定义变量时数据类型前加上 unsigned就可以表示无符号型数据。比如--》unsigned int a = 99；C++整型分为short、int、long、和long long。这些类型通过使用不同数目的位来存储值，最多能够表示四种不同的整数宽度。如果在所有的系统中，每种类型的宽度都相同，那么使用起来将非常方便。但是现实没那么简单，没有一种选择能满足所有的计算机设计要求。

    下面说说位和字节：计算机内存由一些叫做位（bit）的基本单元组成。可以将位看成电子开关，通路就是1，短路就是0。这就是我们说的二进制，假设我们有8位，那么可以演变出2^8也就是256种不同的数字，（每一位都有两种选择），而16位单元可以表示2^16个数字。字节（byte）通常指的是8位的内存单元，字节是描述计算机内存量的度量单位，1KB等于1024个字节，1MB等于1024KB。

    整型数据的大小和操作系统有关，在老式的IBM PC机上,int占16位（2个字节），而在Windows XP,Windows 7和其他很多微型计算机中，int 占4个字节。一般声明的变量都是有符号整型，这意味着在每种类型的取值中，负值和正值几乎相同，比如16位的int取值范围是-32768到+32767。（上面解释了16位可以表示65536个值）。下面通过两个方法判断系统整型所占的位数：1--》利用运算符sizeof（），它将返回小括号内的数据长度，单位是字节。2--》利用climits头文件，其中包含了各种限制的宏定义。利用这些名称，可以了解整型最大取值。下面看程序：==>

点击查看代码

#include <iostream>
#include <climits>

using namespace std;

int main()
{
	cout << "int 占" << sizeof(short) << "位" << "最大值是" << SHRT_MAX << endl;
	cout << "short 占" << sizeof(int) << "位" << "最大值是" << INT_MAX << endl;
	cout << "long 占" << sizeof(long) << "位" << "最大值是" << LONG_MAX << endl;
 	cout << "long long 占" << sizeof(long long) << "位" << "最大值是" << LLONG_MAX << endl;
  
	return 0;
}

 

如此我们便得到了自己操作系统的整型数据大小：

个人感觉sizeof好用一点，下面是一些climits头文件中的符号常量：

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/*<climits>头文件定义的符号常量--》
CHAR_MIN 　　　　　　char的最小值
SCHAR_MAX 　　　　　signed char 最大值
SCHAR_MIN 　　　　　 signed char 最小值
UCHAR_MAX 　　　　　unsigned char 最大值
SHRT_MAX 　　　　　　short 最大值
SHRT_MIN　　　　　　 short 最小值
USHRT_MAX　　　　　 unsigned short 最大值
INT_MAX　　　　　　　int 最大值
INT_MIN 　　　　　　　int 最小值
UINT_MAX 　　　　　　unsigned int 最大值
UINT_MIN 　　　　　　unsigned int 最小值
LONG_MAX　　　　　　long最大值
LONG_MIN 　　　　　　long最小值
LLONG_MAX　　　　　　long long最大值
LLONG_MIN　　　　　　long long最小值
ULONG_MAX 　　　　　unsigned long 最大值
FLT_MANT_DIG　　　　float 类型的尾数
FLT_DIG　　　　　　　 float 类型的最少有效数字位数
FLT_MIN_10_EXP　　　带有全部有效数的float类型的负指数的最小值（以10为底）
FLT_MAX_10_EXP 　　 float类型的正指数的最大值（以10为底）
FLT_MIN 　　　　　　　保留全部精度的float类型正数最小值
FLT_MAX　　　　　　　 float类型正数最大值
*/

1.3  整型数据初始化

    要使用变量，首先要创造变量，对变量初始化。初始化就是将声明定义合并在一起：int myMoney = 0；或者将变量给另一个变量初始化：int yourMoney = myMoney；C++不常见的几种初始化：int h(1)、int h{1}（C++11特性，需要注意精度丢失，被称为初始化器列表）、int h = {1}。

    将大括号初始化器用于单值变量的情形还不多，C++11标准使得这种情形更多了，使用花括号初始化器时，括号内可以不包含任何东西，此时变量值为0。最好在声明时就给变量赋值，将变量声明赋值分开，可能带来一些意想不到的麻烦：前面我们声明int a；后文：int b = a；此时a的值是不确定的。（如果是全局变量或者静态变量，值为0；但如果是局部变量，它的值是未知的，这取决于它被创建之前相应内存单元保存的值。这涉及到虚拟内存图，我们后面再谈。）

1.4  无符号类型

    前面介绍的都是有符号整型，也就是最高位为符号位。下面介绍无符号类型，其优点是可以增加变量能够存储的最大值，理解起来也很简单，最高位不代表符号位，它的最大值就比有符号多一倍，例如，short表示的范围是-32768到+32767,那么无符号版本的范围就是0到65535。前面说了使用关键字unsigned修饰无符号类型，这里需要注意--》unsigned x = 9;这个也是对的，因为unsigned 本身是unsigned int的缩写。下面来看一个有关无符号和有符号整型的经典案例：==》

点击查看代码

#include <iostream>
#include <climits>
using namespace std;

int main()
{
	short shortMax = SHRT_MAX;
	unsigned short ushortMax = shortMax;
  
	cout << "shortMax=" << shortMax << endl;
 	cout << "ushortMax=" << ushortMax << endl;
  
  	shortMax++;
  	ushortMax++;
  
	cout << "shortMax+1=" << shortMax << endl;
 	cout << "ushortMax+1=" << ushortMax << endl; 
  
	shortMax = 0;
	ushortMax = 0;
  	shortMax--;
  	ushortMax--;
  
	cout << "shortMax=" << shortMax << endl;
 	cout << "ushortMax=" << ushortMax << endl;  
  

	return 0;
}

我们可以猜猜打印的结果是什么，答案如下：--》

首先shortMax是short的最大值，把它转换成无符号给ushortMax赋值，所以打印出来32767。但是我们强行让shortMax加一，这就超过了它的范围，这称为上溢，像个轮回一样，它将会从它的另一端取值（同理，我们加2，就是-32767）。但这对于无符号整型来说毫无问题，因为它的范围还大着呢。我们再看：对于shortMax归零后执行减一，这没问题，仍然在它的范围之内。但对于无符号来说，它不能表示负数，此时下溢出错，它也会从另一端也就是最大值段取值，变成65535。

    我们后面还会有数据类型转换的问题，这涉及到整数在计算机的存储方式（二进制）。也是一个经典的问题。我们一般在处理硬件内存地址的时候用到unsigned比较多，因为地址没有符号，（还会用到另一个关键字volatile，当然都是后话了）。

2.字符类型

2.1  打印字符 

    下面介绍另一种类型：char，在实际操作中，不可能光是数字就能解决存储信息的问题，char类型就是专门存储字符而设计的。编程语言通过使用字母的数值编码实现存储字母，因此char是另一种整型。它足够长，能够表示目标计算机系统中的所有基本符号，实际上。很多系统支持的字符都不超过128个，因此用一个字节就可以表示所有的符号。

    最常用的字符集是ACSLL字符集，它其中的每个字符都有对应的编码也就是ASCLL码。例如:A的编码为65，M的编码为77。下面简单输出一个字符：--》

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#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	char ch,ch1;
  	
  	ch1 = 'A';
  	int i = ch1;
  
  	cout << "请输入一个字符" << endl;
  	cin >> ch;
  	cout << "==============" << endl;
  
  	cout << i << endl;
  	cout << ch1 << endl;
	
  	cout.put(ch);
  	return 0;
}

前面我们知道了整型是直接赋具体的数值，字符有点不一样，它用单引号' '来表示。程序运行时会被阻塞直到从键盘输入一个值并且敲下回车键，如果这里我们输入M，看看运行结果：

有趣的是，我们输入的是M，而不是对应的字符编码77.另外，程序打印M，而不是77。通过查看内容可以知道，77是存储在变量ch中的值，这种神奇的力量不是来自char类型，而是来自cin和cout，这些工具为宁完成了转换工作。输入时，cin将键盘输入的M转换为77，输出时，cout将值77转换为所显示的字符M，cin和cout的行为都是由变量类型所引导的。如果将77存储在int变量中，则cout将把它显示为77（也就是说，cout显示两个字符7）。

2.2  成员函数cout.put()

    cout.put()到底是个什么东西，为什么名称中有一个句点，学过C语言的都知道，一般'.'用于struct结构体。函数cout.put()是一个重要的C++OPP概念。类定义了如何表示和控制数据，成员函数归类所有，描述了操纵类数据的方法。类ostream有一个put()成员函数，用来输出字符，但是只能通过对象（比如这里的cout对象）来使用，而'.'句点称为成员运算符，cout.put()的意思是，通过类对象cout来使用函数put()。cout.put()提供了另一种显示字符的方法，可以替代'<<'运算符。那为何需要 cout.put()。答案与历史有关。在C++的 Release 2.0之前，cout将字符变益显示为字符，而将字符常量显示为数字。问题是，C++的早期版本与C 一样，也将把字符常盘存储为int类型。也就是说，'M'的编码77将被存储在一个16位或32位的单元中。而char变量占8位。所以早期的'<<'将一个字符常量打印为ASCLL码值。 

2.3  char字面值

    我们通过单引号''可以方便地表示字符常量，但有些字符不能直接通过键盘输入到程序中，例如按回车键并不能表示一个换行符。比如我们要表示'这个字符怎么办呢？C++提供了一种特殊的表示方法--》转义序列。如下表：

3.bool类型

3.1 bool类型

    ANSI/ISO C++标准添加了一种名叫bool的新类型。它的名称来着英国数学家George Boole,是他开发了逻辑律的数学表示法。在计算中，布尔变量的值只能是true或false。过去C++和C一样，也没有布尔类型，一般零解释为false，非零解释为true。现在表示可以这样编写语句：bool is_ready = true;而字面值true和false都可以通过强制转换为int类型，true被转换为1,而fakse被转换为0。另外，任何数字都可以隐式转换为bool值，任何非零值都被转换为true,而非零被转换为false。