第2章 变量和基本类型

2.1基本内置类型

基本内置类型包括，算术类型（arithmetic type）和空类型（void），当函数不返回任何值时，使用空类型作为返回类型。

2.11算术类型

算术类型分为两类：整形（包括布尔型）和浮点型

不同算术类型所占的内存空间不尽相同，在不同机器上也有一定差别，C++标准只规定了尺寸的最小值。

• bool 布尔类型 最小尺寸未定义（常见为16位）
• char 字符 最小尺寸8位
• wchar_t 宽字符 最小尺寸16位
• short 短整型 最小尺寸16位
• int 整型 最小尺寸16位（但常见的为32位）（整数默认类型）
• long 长整型 最小尺寸32位
• long long 长整型 最小尺寸64位
• float 单精度浮点数 6位有效数字
• double 双精度浮点数 10位有效数字（浮点数默认类型）
• long double 扩展精度浮点数 10位数字

以下是常见的算术类型字节数。

 

 

布尔类型只有两个取值，true（非0）和false（0），大多占一个字节

char16_t 在字符前声明u

char32_t 在字符前声明U 二者均为无符号类型，Unicode字符。

选择类型的经验准则：

• 明知数值不可能为负时，选用无符号类型
• 一般使用int执行整数运算，short经常范围不足，int范围不足时改用long 或者long long
• 浮点数运算首选double，float常常会精度不足

2.1.2类型转换

 将对象从一种给定的类型转换（convert）为另一种相关的类型。

类型所能表示的值的范围决定了转换的过程：

• 当我们把一个非布尔类型的算数值赋给布尔类型时，初始值为0则结果为false，初始值非0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
• 当我们把一个浮点数赋给整数时，将会只保留整数部分，截断小数部分
• 当我们把一个整数值赋给浮点数时，继承整数部分，小数部分记为0，如果整数所占的空间超过了浮点类型的精度范围，可能会产生精度损失。
• 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总数（最大值加一）取模后的余数。
• 当我们赋给有符号类型一个超出它表示范围的值时，结果是未定义的。

1、非赋值运算的自动类型转换

转换核心原则：保证运算的精度不降低

• 水平方向的转换：char、short转为int，unsigned short 转为unsigned，long转为unsigned long，float转为double，这样都不会损失精度
• 竖直方向的转换：int转为unsigned，unsigned 转为 unsigned long，unsigned long转为double  竖直方向的转换包括有符号转为无符号，整型转为浮点型，可能存在精度丢失等问题，慎重进行。

2、赋值运算的类型转换

进行赋值运算时，将赋值号 右侧表达式的类型 自动转换成 左侧变量 的类型，右类型转左类型。

3、强制类型转换

建议：不要进行隐式的数据转换，可能产生不可知的问题。避免无法预知和依赖于实现环境的行为，写出可移指的程序。

 2.1.3 字面值常量

整型和浮点型字面值

整型字面值可以写成十进制、八进制、十六进制。0开头的表示八进制数，0x或0X（分别对应a~f大小写）开头的表示十六进制数。整型字面值一般默认为int

浮点型字面值表现为一个小数或以科学计数法表示的指数，指数部分用e或E表示。浮点型字面值一般默认为double，需要为float时，在后面加上f

字符和字符串字面值

单引号括起来的一个字符称为char型字面值，双引号括起来的零个或多个字符称为字符串型字面值。字符串字面值实际上是由常量字符构成的数组，每个字符串的末尾会添加一个空字符（'\0'），所以字符串字面值的实际长度要比其内容多1.

当两个字符串字面值位置紧邻且仅由空格、缩进和换行符分隔，则它们实际上是一个整体。

转义序列

有两类字符无法直接使用，一类是不可打印字符，如退格或其他控制字符，因为它们没有可视的图符；另一类是在C++中有特殊含义的字符（单引号、双引号、问号、反斜杠）。

要表示这两类字符，都要用到转义序列（escape sequence），转义序列均以反斜线（\）开始。C++中的转义序列包括：

换行符 \n （new line）　横向制表符 \t （transverse）　　纵向制表符\v（vertical）　　退格符 \b（back）　　报警（蜂鸣）符 \a 　　双引号\''　　单引号\'　　反斜线\\　　问号\?　　回车符\r　　进纸符\f

泛化的转义序列可以用\后跟八进制数字 或者 \x后跟十六进制数字表示，一般默认数字对应的是ASCII字符。\后面最多只能跟3个八进制数字，\x后没有这个限制。通常与指定字面值类型结合使用。

指定字面值的类型

前缀用于修饰字符字面值

• u    表示Unicode 16字符    类型为char16_t
• U    表示Unicode 32字符    类型为char32_t
• L    表示宽字符    类型为wchar_t
• u8    表示UTF-8（仅用于字符串字面常量）   类型为char

后缀用于修饰数字字面值

整型字面值后缀：

• u or U   表示unsigned
• l or L    表示long
• ll or LL    表示long long
• u 和 l 、ll之间可以组合为ul、ull分别表示unsigned long 和 unsigned long long

浮点型字面值后缀：

• f or F    表示float
• l or L    表示long double

布尔字面值为true 和 false ，指针字面值为nullptr

2.2变量

变量是一个具名的、可供程序操作的存储空间。

2.2.1 变量定义

变量定义的基本形式是：类型说明符（type specifier），随后紧跟一个或多个变量名，变量名之间以逗号分隔，最后以分号结束。每个变量名的类型都由类型说明符指定，定义时还可以给一个或多个变量赋值。

初始化（initialized）

C++中的初始化和赋值是两个完全不同的操作，初始化是创建一个内存空间，该内存空间与某个变量绑定，然后往该内存空间写入初始值。赋值是把对象的当前值擦除，写入一个新的值。

 列表初始化

定义变量a等于0 可以用以下四种方法

• int a = 0;
• int a =  {0};
• int a {0};
• int a (0);

默认初始化

定义变量时如果没有指定初始值，则变量被默认初始化。此时变量被赋予了默认值，默认值由变量类型和定义变量的位置决定。

如果内置类型（算术类型）的变量未被初始化，变量定义在任何函数体之外时默认为0；定义在函数体内部时，变量将不被初始化，此时变量的值未被定义。对于string类型的变量，因为string类型本身接受无参数的初始化方式，所以不论定义在函数内还是函数外都被默认初始化为空串。

自定义类的变量的初始值由类自己决定，由类提供默认值或者显式初始化。

建议定义时就初始化每一个内置类型的变量。

2.2.2 变量声明和定义的关系

C++支持分离式编译，允许将程序分割为若干个文件，每个文件可被独立编译。例如std::cout和std::cin定义于标准库文件，我们却可以使用。

为了支持分离式编译，C++将声明（declaration）和定义（definition）区分开来。

• 声明使得变量名为程序所知，规定了变量的类型和名字。一个文件如果想使用别处定义的名字则必须包含对那个名字的声明，例如声明#include <iostream>
• 定义负责创建与名字关联的实体，也规定了变量的类型和名字，还申请了存储空间，也许会为变量赋初始值。

区分声明与定义：

• 先看有没有显示初始化，有则是定义；
• 再看有没有extern ，没有初始化且有extern 则为声明，否则为定义。
• 例如extern int i; 为声明         int j; 为定义    extern int i = 0; 为定义（包含了初始化的声明算作定义，也叫声明并定义）

变量只能定义一次，不能重复定义，但可以被多次声明。所以变量的定义只能出现在一个文件中，多个文件均可以声明然后调用。

C++是一种静态类型语言（statically typed），在编译阶段检查类型是否合法（type checking）

2.2.3 标识符

C++标识符（identifier）