第二章 变量和基本类型

2.1基本内置类型

C++定义了一套包括算术类型和空类型在内的基本数据类型。

C++基本数据类型.png
2.1.1 算术类型

算术类型分为两类:整型浮点型
算术类型的尺寸在不同机器上有所差别。下表中列出了C++标准规定的尺寸的最小值,同时允许编译器赋予这些类型更大的尺寸。

C++算术类型.png

除了布尔类型,其他整型可以划分为带符号的无符号的两种。带符号类型可以表示正数、负数或0,无符号类型仅能表示大于等于0的值。

类型int、short、long和long long都是带符号的,通过在这些类型名前添加unsigned就可以得到无符号类型。

字符型被分为三种:char、signed char和unsigned char。特别需要注意的是:类型char和类型signed char并不一样。尽管字符型有三种,但是字符的表现形式只有两种:带符号的和无符号的。类型char实际上回表现为上述两种形式的一种,具体是哪种由编译器决定。

2.1.2 类型转换
int main()
{   
    bool b = 42;//b=true
    std::cout << "b=" << b<<std::endl;
    int i = b; //i=1
    i = 3.14; // i=3
    double pi = i; //pi = 3.0
    unsigned char c = -1; //假设char占8 byte,c的值为255
    signed char c2 = 256;//假设char占 8 byte,c的值是未定义的
    return 0;
}
  • 当我们把非布尔值类型的算术值赋给布尔类型,初始值为0则结果为false,否则结果为true。

  • 当我们把一个布尔值赋给非布尔类型时,初始值为false则结果为0,初始值为true则结果为1。

  • 当把一个浮点数赋给整数类型时,结果值仅保留浮点数中小数点之前的部分。

  • 当我们把一个整数值赋予给浮点类型时,小数部分记为0。如果该整数所占的空间超过了浮点类型的容量,精度可能有损失。

  • 当我们赋给无符号类型一个超出它表示范围的值时,结果是初始值对无符号类型表示数值总数取模后的余数。例如,8比特大小的unsigned char可以表示0至255区间内的值,表示的数值总数为256,如果我们赋了一个区间以外的值-1,则结果为-1%256=255

  • 当我们赋给带符号类型一个超出它表示范围的值时,结果为未定义的。此时,程序可能继续工作、可能崩溃,也可能产生垃圾数据。

含有无符号类型的表达式

    unsigned u = 10;
    int i = -42;
    std::cout << i + i << std::endl;//-84
    std::cout << i + u << std::endl;//4294967264

在第一个输出表达式里,两个负整数想家得到了期望的结果。在第二个输出表达式里,相加前首先把整数-42转换成无符号数然后与无符号数相加-42%2^32+10=4294967264

当从无符号数中减去一个值时,不管这个值是不是无符号,我们都必须确保结果不能是一个负数。

    unsigned u1 = 42, u2 = 10;
    std::cout << u2 - u1 << std::endl; //4294967264  32%2^32

2.1.4 字面值常亮

整型
可以将整型字面量写作十进制、八进制或十六进制。以0开头的代表八进制数,以0x或0X开头的代表十六进制。

通过添加下表中所列的前缀和后缀,可以改变整型、浮点型和字符型字面值的默认类型。


指定字面值的类型.png

2.3 复合类型

复合类型是指基于其他类型定义的类型。我们将介绍两种:引用指针

2.3.1 引用

引用为对象起了另外一个名字,引用类型引用另外一种类型。通过将声明符写成&d的形式来定义引用类型,其中d是声明的变量名。
一般在初始化变量时,初始值会被拷贝到新建的对象中。然而定义引用时,程序把引用和它的初始值绑定在一起,而不是将初始值拷贝给引用。一旦初始化完成,引用将和它的初始值对象一直绑定在一起。因为无法令引用重新绑定到另外一个对象,因此引用必须初始化。

int main()
{   
    int ival = 1024;
    int &refVal = ival;
    refVal = 2; //把2赋值给refVal指向的对象,此处即是赋值给ival
    std::cout << "ival=" << ival << std::endl;//ival=2
    int ii = refVal;
    return 0;
}

引用只能绑定在对象上,而不能与字面值或某个表达式的计算结果绑定在一起。

    int &refVal = 10;//错误:引用类型的初始值必须是一个对象
    double dval = 3.14;
    int &refVal2 = dval;//错误:此处引用类型的初始值必须是int型对象
2.3.2 指针

指针是指向另外一种类型的复合类型。与引用类似,指针也实现了对其他对象的间接访问。然而指针与引用相比又有很多不同点。其一、指针本身就是一个对象,允许对指针复制和拷贝,而且在指针的生命周期内它可以先后指向几个不同的对象。其二,指针无需再定义时赋初值。与其他内置类型一样,在块作用于内定义指针如果没有被初始化,也将用用一个不确定的值。

获取对象的地址

指针存放某个对象的地址,要想获取该地址,需要使用取地址符(操作符&)

int ival = 42;
int *p = &ival;//p存放变量ival的地址,p是指向变量ival的指针。

利用指针访问对象
如果指针指向了一个对象,则允许使用解引用符(操作符*来访问该对象。

int ival = 42;
int * p = &ival;
*p = 0;//由解引用符*得到指针p所指的对象,即可经由p为变量ival赋值

空指针

空指针(null pointer)不指向任何对象,在试图使用一个指针之前代码可以首先检查他是否为空。

生成空指针的方法有三种:

  • 使用字面值nullptr来初始化指针,也就是C++11新标准刚刚引入的一种方法。nullptr是一种特殊类型的字面值,它可以被转换成任意其他的指针类型。
int *p1 = nullptr;
  • 通过将指针初始化为字面值0来生成空指针。
int *p2 = 0;
  • 用一个名为NULL的预处理变量来给指针赋值,这个变量在头文件cstdlib中定义,它的值就是0。
int *p3 = NULL;

参考

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