1.3 数据类型转换
1.3 数据类型转换
1. 类型转换
自动类型转换、强制类型转换、字符型和整型的转换
- 自动类型转换
在不同数据类型的混合运算中，编译器会隐式地进行数据类型转换，称为自动类型转换。
自动类型转换遵守以下规则：
（1）若参与运算的数据类型不同，则先转换成同一类型，然后进行运算。
（2）转换按数据长度增加的方向进行，以保证精度不降低。例如int类型和long long类型运算时，先把int转换为long long后再运算。
（3）在赋值运算中，赋值号两边的数据类型不一样时，将把右面表达式的类型转换为左边变量的类型。如果右边表达式的数据类型长度比左边的长时，将丢失一部分数据。
即：char -->short -->int --> float -->double
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
int a = 1, b = 2;
double c = 1.2, d = 2.3;
double e = a + b + c + d; // a,b会隐式转换为double类型
cout<<e; // 输出结果：6.5
return 0;
}
- 强制类型转换
当自动类型转换不能实现目的时，可以显示的进行类型转换，称为强制类型转换。
强制类型转换的一般形式是： (类型名)(表达式) (类型名)变量
如(double)a 是将a转换为double型，
(int)(x + y) 是将 x+y 的值转换为整型，
(float)5/3 是将 5 的值转换成float型，再与 3 运算。
double为双精度浮点型，float为单精度浮点型，区别在于他们的精度不同。
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
double a = 1.2, b = 2.3;
int c = (int)a;
double d = (int)a+b;
cout<<a<<" "<<b<<" "<<c<<" "<<d<<endl;
//输出结果：1.2 2.3 1 3.3
return 0;
}
- 字符型和整型的转换
将一个字符放到内存单元时，实际上并不是把该字符本身放到内存中，而是将该字符的ASCII代码放到存储单元中。
如字符变量c1的值是'a'，c2的值是'b'，则在变量中存放的是 'a' 的ASCII码97，'b' 的ASCII码98
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
char a = 'a';
cout<<a<<" "<<(int)a<<endl;//a 97
char b = 'b';
cout<<b<<" "<<(int)b<<endl;//b 98
int c = 97;
cout<<c<<" "<<(char)c<<endl;//97 a
int d = 98;
cout<<d<<" "<<(char)d<<endl;//98 b
cout<<++a<<endl;//b
cout<<--b<<endl;//a
cout<<(char)(c-32)<<endl;//A
cout<<(char)(d-32)<<endl;//B
return 0;
}
2. c++输入输出
| 基本输入输出格式 | 输入 | 输出 |
|---|---|---|
| 符号 | cin | cout |
| 单个使用 | cin>>a; | cout<<a; |
| 多个使用 | cin>>a>>b>>c; | cout<<a<<" "<<b<<" "<<c; |
| 注意：任何变量在使用前都需要先定义。 |
预定义对象 cin 和 cout 都是 iostream 类的实例，与流插入运算符 << 结合使用，使用前需要导入头文件iostream。
cin 对象附属到标准输入设备，通常是键盘。
cout 对象"连接"到标准输出设备，通常是显示屏。
浮点数输出格式控制
浮点数也就是小数，同理还存在定点数，也就是我们说的整数。
当我们要输出 ：3.1415926535 小数点后3位的时候，就需要使用输出格式控制了！如下程序
#include<iostream>
#include<iomanip>
using namespace std;
int main(){
cout<<fixed<<setprecision(3)<<3.1415926535<<endl;
return 0;
}
通过fixed<<setprecision(3);就可以达到这个效果了，如下图。
但是我们使用的这个函数是其他库里的，所以我们需要导入iomanip这个头文件。
fixed ：是指定位小数点
setprecision(num) ：是指控制输出num位有效数字
原则还是和数学上相同：对第num+1位进行四舍五入
具体详细说明见以下程序（了解即可），并在之后附有执行效果图：
#include<iostream>
#include<iomanip>
using namespace std;
int main(){
//默认输出6位有效数字
cout<<3.1415926535<<endl; //3.14159
//默认输出6位有效数字，如果数据过大，会使用科学计数法输出
cout<<3141592.6535897<<endl; //3.14159e+006
//输出3位有效数字
cout<<setprecision(3)<<3.1415926535<<endl; //3.14
//输出小数点后3位有效数字
cout<<fixed<<setprecision(3)<<3.1415926535<<endl; //3.142
//fixed<<setprecision(3)的作用还存在
cout<<3.1415926535<<endl; //3.142
//fixed的作用还存在
cout<<setprecision(4)<<3.1415926535<<endl; //3.1416
//清除所有与域相关，与基数相关，与浮点相关的设置
cout.unsetf(ios::adjustfield | ios::basefield | ios::floatfield) ;
//fixed作用已经取消，但是setprecision(3)的作用还存在
cout<<3.1415926535<<endl; //3.142
//重新设置成原默认设置，fixed作用已经取消
cout<<setprecision(6)<<3.1415926535<<endl; //3.14159
return 0;
}
3. C语言输入输出
| 基本输入输出格式 | 输入 | 输出 |
|---|---|---|
| 数据类型 | scanf | printf |
| int | scanf("%d",&a); | printf("%d",a); |
| float | scanf("%f %f",&a, &b); | printf("%f %f",a, b); |
| double | scanf("%lf",&a); | printf("%n.mlf",a); |
| char | scanf("%c",&a); | printf("%c",a); |
| char* / char[] | scanf("%s",a); | printf("%s",a); |
注意：使用前需要导入头文件cstdio
#include<cstdio>
using namespace std;
int main(){
int a;
scanf("%d", &a); //输入并赋值给a,注意输入有符号&，输出没有
printf("a = %d\n", a); //输出a的值,并换行
float b;
scanf("%f", &b);
printf("b = %f\n", b); //输出b,默认保留小数后6位
printf("b = %.4f\n", b);//输出b,保留小数后4位
double c;
scanf("%lf", &c);
printf("c = %6.4lf\n", c);//输出c,宽度为6,保留小数后4位
long long d;
scanf("%ld", &d);
printf("d = %ld\n", d);//输出d
//也可以一起使用
printf("a = %d b = %f c = %lf d = %lld\n",a,b,c,d);
printf("a = %d b = %2.3f c = %3.4lf d = %lld\n",a,b,c,d);
return 0;
}
函数名：scanf
功 能：执行格式化输入
用 法：int scanf(char *format[,argument,...]);
scanf()函数是通用终端格式化输入函数，它从标准输入设备(键盘) 读取输入的信息。
可以读入任何固有类型的数据并自动把数值变换成适当的机内格式。
其调用格式为: scanf("<格式化字符串>"，<地址表>);
scanf()函数返回成功赋值的数据项数，出错时则返回EOF。
C++和C语言输入输出的比较
- cin和cout在DevC++中只能调用
库，而其他输入输出格式要调用<stdio.h>库或 库。 - cin和cout属于C++的概念，调用时涉及输入输出流，而scanf和printf属于C的概念，是C语言的标准输入/输出库中的函数，所以在时效上，scanf和printf优于cin、cout，对于大数据的输入输出，通常情况下应该用scanf、printf。
- 对于普通数据的输入输出，cin和cout比较方便，而在格式化方面，scanf和printf比较容易。cin效率比scanf低很多，尤其输入数据达到20万以上时非常明显，在100万时cin读入就会超时。
- scanf和printf也有缺点，cin和cout能够自动识别变量的数据类型，因此，在进行输入输出时，不需要指定数据类型，printf和scanf函数在输入输出时需指定数据类型。
| 格式表示 | 意义 |
|---|---|
| %c | 一个(ASCII)字符，一个汉字实际上在内存中要占据两个字符的位置。 |
| %s | 一串字符，字符串。 |
| %nd %ld | 一个十进制整数，n为输出占位宽度。 printf(“%12d”,a); 如a为数字8，则前面补齐11个空格, ld表示 长整型数据 |
| %nx %nX | 一个十六进制整数，n为输出占位宽度。 |
| %no | 一个八进制整数，n为输出占位宽度。 |
| %n.mf | 单精度浮点数，n代表该浮点数的占位宽度，.m代表小数点后保留几位 a为12.2324，printf(“%.3”,a); 12.232,自动四舍五入。 |
| %n.mlf | 双精度浮点数，n代表该浮点数的占位宽度，.m代表小数点后保留几位 a为12.2324，printf(“%.3”,a); 12.232,自动四舍五入。 |
| %E | 输出科学计数法，12.12 输出为 1.212000E+001，只适用 float，double。 |
| %p | 指针（变量的地址） |
| %% | 输出时有用，表示输出一个% |
注意：格式在输入时不能有，在输出时可以有也可以没有
注意：%为变量占位符，\只在printf中使用，为特殊字符的转义字符
| 流操纵算子 | 作用 |
|---|---|
| dec | 以十进制形式输出整数 |
| hex | 以十六进制形式输出整数 cout << hex << 12 << " " << 24; 则输出：c 18 |
| oct | 以八进制形式输出整数 |
| fixed | 以普通小数形式输出浮点数 |
| scientific | 以科学计数法形式输出浮点数 |
| left | 左对齐，即在宽度不足时将填充字符添加到右边 |
| right | 右对齐，即在宽度不足时将填充字符添加到左边 |
| setbase(b) | 设置输出整数时的进制，b=8、10 或 16 |
| setw(w) | 指定输出宽度为 w 个字符，或输人字符串时读入 w 个字符 |
| setfill(c) | 在指定输出宽度的情况下，输出的宽度不足时用字符 c 填充（默认情况是用空格填充） |
| setprecision(n) | 设置输出浮点数的精度为 n, 在使用非fixed且非scientific 方式输出的情况下，n 即为有效数字最多的位数， 如果有效数字位数超过 n，则小数部分四舍五人，或自动变为科学计数法输出并保留一共 n 位有效数字 在使用 fixed 方式和 scientific 方式输出的情况下，n 是小数点后面应保留的位数 |
| setiosflags(标志) | 将某个输出格式标志置为 1，设置输出标志 |
| resetiosflags(标志) | 将某个输出格式标志置为 0，清除输出标志 |
4. 转义字符
作用：用于表示一些不能显示出来的ASCII字符
现阶段我们常用的转义字符有： \n \\ \t
| 转义字符 | 含义 | ASCII码值（十进制） |
|---|---|---|
| \a | 警报 | 007 |
| \b | 退格(BS) ，将当前位置移到前一列 | 008 |
| \f | 换页(FF)，将当前位置移到下页开头 | 012 |
| \n | 换行(LF) ，将当前位置移到下一行开头 | 010 |
| \r | 回车(CR) ，将当前位置移到本行开头 | 013 |
| \t | 水平制表(HT) （跳到下一个TAB位置） | 009 |
| \v | 垂直制表(VT) | 011 |
| \\ | 代表一个反斜线字符"\" | 092 |
| ' | 代表一个单引号（撇号）字符 | 039 |
| " | 代表一个双引号字符 | 034 |
| ? | 代表一个问号 | 063 |
| \0 | 数字0 | 000 |
| \ddd | 8进制转义字符，d范围0~7 | 3位8进制 |
| \xhh | 16进制转义字符，h范围0 ~ 9，a ~ f，A ~ F | 3位16进制 |
5. 实例练习
B2006 地球人口承载力估计
题目描述
假设地球上的新生资源按恒定速度增长。照此测算，地球上现有资源加上新生资源可供 \(x\) 亿人生活 \(a\) 年，或供 \(y\) 亿人生活 \(b\) 年。
为了能够实现可持续发展，避免资源枯竭，地球最多能够养活多少亿人？
输入格式： 一行，包括四个正整数 \(x, a, y, b\)，两个整数之间用单个空格隔开。
输出格式： 一个实数 \(z\)，表示地球最多养活 \(z\) 亿人，舍入到小数点后两位。
样例输入 #1
110 90 90 210
样例输出 #1
75.00
提示： 对于 \(100 \%\) 的数据，\(1 \le x, a, y, b \le {10}^4\)，\(x > y\)，\(a < b\)，\(a x < b y\)。
分析
本题目主要找到平衡点，也就是不变量来建立等式
本题目所求的是避免资源枯竭，地球最多能够养活多少亿人，也就是说在现有资源不被消耗的情况下，刚好将新增资源消耗完毕，能养活多少人。
由于新生资源按恒定速度增长，那么我们假设该增长速度为 m.
又地球上现有资源加上新生资源可供 x 亿人生活 a 年，或供 y 亿人生活 b 年。
现有资源一定是一个定量，新生资源由于 ab 的变化而发生变化，所以我们可以建立以下等式
现有资源 = x*a - m*a;
现有资源 = y*b - m*b;
所以 m = (x*a-y*b)/(a-b);
所以标程（针对本题的解答程序）如下：
#include<cstdio>
int main(){
int x,a,y,b;
scanf("%d %d %d %d",&x, &a, &y, &b);
double z = 1.0*(x*a-y*b)/(a-b);
printf("%.2lf", z);
return 0;
}
鸡兔同笼
数学中经典的"鸡兔同笼"问题，已知头共 30 个，脚共 90 只，问笼中的鸡和兔各有多少只?
解决方案一：
听我口令，所有动物，提起一只脚
听我口令，所有动物，提起第二只脚
好了，现在着地的还有90-30-30=30只脚
由于鸡只有两只脚，所以这时候的全部鸡都是跪着的，
这30只脚应当都是兔子的，每只兔子有4只脚，提起2只，还剩2只
所以兔子的数量为：30/2=15只
所以鸡的数量为30-15只
解决方案二： 差值求解
假设都为兔，则 缺少 30*4 - 90 = 30支脚
所以这 缺少的脚就是鸡， 所以鸡的数量 = 30/2=15;
兔的数量 = 30-15;
解决方案三： 列方程
设鸡 x只，兔 y只， 则
x + y = 30
2*x + 4*y = 90
解得 x = 15, y = 15
解决方案四：
循环遍历，假设 鸡兔都为 0 只，每次递增+1，直到满足方案三中方程的 xy 出现
输出结果
#include<cstdio>
int main(){
int x,y;
x = (30*4-90)/2;
y = 30-x;
printf("%d %d\n", x, y);
}
B2015 计算并联电阻的阻值
题目描述
对于阻值为 \(r1\) 和 \(r2\) 的电阻，其并联电阻阻值公式计算如下：\(R=1/(1/r1+1/r2)\)。
输入格式： 输入两个电阻阻抗大小，浮点型，以一个空格分开。
输出格式： 输出并联之后的阻抗大小，结果保留小数点后 \(2\) 位。
样例输入： 1 2
样例输出： 0.67
#include<cstdio>
int main(){
double r1,r2,R;
scanf("%lf%lf", &r1, &r2);
R = 1/(1/r1+1/r2);
printf("%.2lf\n", R);
}
