C++ 知识总结 P01：类型系统

静态类型与动态类型

编程语言的类型系统有静态类型与动态类型之分。静态类型的编程语言在编译期间会进行类型检查，如果编译期间发现类型不匹配或类型未知，编译器就会报出对应的语法错误；动态类型的编程语言在运行期间才会确定常量变量类型，因而更加灵活。

静态类型与动态类型各有优势。静态类型的编程语言要求编程人员为每一个变量指定类型，同时编译器会进行类型检查，能减少代码中的错误。而使用动态类型编程语言的编程人员，在代码期间无需考虑类型问题，可以更高效地专注在解决问题上。另外，动态类型的编程语言在运行时要进行类型的推断，使这种语言编写的程序的执行效率不高，相比之下，使用静态类型编程语言编写的程序具有更高的执行效率。动态类型的语言如Python多用与脚本、原型验证等对执行效率要求不高的场景，静态类型的语言如C++、Java等更常用于工程实现等场景。

基本类型

在C++中常用的基本类型有以下几种：

• bool ：存放布尔值的类型，本质上是一种整数类型。

  std::cout << static_cast<int>(false); // --> 0
  

• char, wchar_t ： wchar_t 可用于储存Unicode字符。

• short, int, long, long long ：默认的整数类型是有符号的，使用 unsigned 获得无符号的整数。

• float, double ：默认的浮点数字面值是 double 类型的，在使用浮点数时，推荐优先考虑使用 double 类型。在图形学中为节省存储资源，会优先使用 float 类型，精度也满足要求。

• void

复合类型

• 指针 ：空指针推荐使用 nullptr 代替以前的 NULL 。

• 引用 ：引用即别名，引用无法变更指向的变量，因此要求引用声明时就要初始化。引用不是对象，故不存在引用的数组，不存在指向引用的指针，不存在引用的引用。

  指针和引用都可以作为函数的参数和返回值。当函数参数为变量本身时，会发生参数的拷贝。如果函数参数为中大型的数据结构时，在调用函数时拷贝参数的代价太高。传引用参数和传指针参数都可以避免这种情况。因此通常当函数参数为基本类型时，推荐使用传值参数；当函数参数为容器、类等自定义的数据结构时，推荐使用传引用参数。

  另外，使用传引用参数和传指针参数，函数内部的代码可能会对引用、指向的外部变量产生影响，当函数需要改变这些变量时，可以直接使用传引用参数和传指针参数，否则，为防止不可预期的影响，应使用 const type& ref 和 const type* pointer 。

  返回引用和指针的函数，需要注意返回的引用和指针不能指向函数内的局部变量。这些局部变量在函数运行结束后会被销毁，造成引用和指针悬垂。

• 数组 ：尽管C++中提供了数组，但是推荐优先使用标准库中的容器。

• 函数 ：函数指针多用于函数式编程或回调函数这些情况。

  bool cmp(string& s1, string& s2) {return s1.size() < s2.size();}
  bool (*pf)(string& s1, string& s2); // 函数指针的声明
  pf = cmp;
  

• 类

• 枚举 ：使用枚举类型定义系列常量是一种非常好的方法，如定义多种颜色、定义多种选项等。

  enum Color { red, green, blur, yellow };
  Color tmp = red; // Color 作为一种类型使用。
  

  枚举类型的本质是整数。

类型转换

一些基本类型间存在隐式类型转换，比如整数扩展为浮点数这种不会损失精度的转换。某些情况下需要进行强制类型转换。（见《游戏开发：世嘉新人培训教材》）

• static_cast<type>(var) ：标准的转换，最主要使用的类型转换。
• reinterpret_cast<type>(var) ：不同类型的指针间的转换。
• const_cast<type>(var) ：不改变类型，只去除 const 属性。
• dynamic_cast<type>(var) ：将基类指针转换为派生类指针。

类型别名

在C语言中，使用 typedef 进行类型别名的定义。在C++中，使用 using 关键字定义类型别名。

using Length = unsigned int;