C++(一):数据类型
栏目：互联网时间：2014-11-13 08:30:32
计算机处理的对象是数据，而数据是以某种特定的情势存在的（例如整数、浮点数、字符等情势）。不同的数据之间常常还存在某些联系（例如由若干个整数组成1个整数数组）。数据结构指的是数据的组织情势。例如，数组就是1种数据结构。不同的计算机语言所允许使用的数据结构是不同的。处理同1类问题，如果数据结构不同，算法也会不同。例如，对10个整数排序和对包括10个元素的整型数组排序的算法是不同的。
C++的数据包括常量与变量，常量与变量都具有类型。由以上这些数据类型还可以构成更复杂的数据结构。例如利用指针和结构体类型可以构成表、树、栈等复杂的数据结构。
C++并没有统1规定各类数据的精度、数值范围和在内存中所占的字节数，各C++编译系统根据自己的情况作出安排。表1.1列出了Visual C++数值型和字符型数据的情况。
几点说明：
1) 整型数据分为长整型(long int)、1般整型(int)和短整型(short int)。在int前面加long和short分别表示长整型和短整型。
2) 整型数据的存储方式为按2进制数情势存储，例如10进制整数85的2进制情势为1010101，则在内存中的存储情势以下图所示。
3) 在整型符号int和字符型符号char的前面，可以加修饰符signed（表示“有符号”）或unsigned（表示“无符号”）。如果指定为signed，则数值以补码情势寄存，存储单元中的最高位(bit)用来表示数值的符号。如果指定为unsigned，则数值没有符号，全部2进制位都用来表示数值本身。例如短整型数据占两个字节 ，见图2.2。
图1.2
有符号时，能存储的最大值为215⑴，即32767，最小值为⑶2768。无符号时，能存储的最大值为216⑴，即65535，最小值为0。有些数据是没有负值的，可使用unsigned，它存储正数的范围比用signed时要大1倍。
4) 浮点型(又称实型)数据分为单精度(float)、双精度(double)和长双精度(long double)3种，在Visual C++ 6.0中，对float提供6位有效数字，对double提供15位有效数字，并且float和double的数值范围不同。对float分配4个字节，对double和long double分配8个字节。
5) 表中类型标识符1栏中，方括号[ ]包括的部份可以省写，如short和short int等效，unsigned int和unsigned等效。
整型常量（整数）的类型
在上1节中已知道：整型数据可分为int, short int,long int和unsigned int, unsigned short, unsigned long等种别。整型常量也分为以上种别。为何将数值常量辨别为不同的种别呢？由于在进行赋值或函数的参数虚实结合时要求数据类型匹配。
那末，1个整型常量怎样从字面上辨别为以上的种别呢？
1个整型常量可以用3种不同的方式表示：
1个浮点数可以用两种不同的方式表示：
1) 10进制小数情势。如21.456, ⑺.98等。它1般由整数部份和小数部份组成，可以省略其中之1（如78.或.06, .0），但不能2者皆省略。C++编译系统把用这类情势表示的浮点数1律按双精度常量处理，在内存中占8个字节。如果在实数的数字以后加字母F或f，表示此数为单精度浮点数，如1234F, ⑷3f，占4个字节。如果加字母L或l，表示此数为长双精度数(long double)，在GCC中占12个字节，在Visual C++ 6.0中占8个字节。
2) 指数情势（即浮点情势）。1个浮点数可以写成指数情势，如3.14159可以表示为0.314159×101, 3.14159×100, 31.4159×10⑴, 314.159×10⑵等情势。在程序中应表示为：0.314159e1, 3.14159e0, 31.4159e⑴, 314.159e⑵，用字母e表示其后的数是以10为底的幂，如e12表示1012。其1般情势为：
数符 数字部份 指数部份
上面各数据中的0.314159, 3.14159, 31.4159, 314.159 等就是其中的数字部份。可以看到：由于指数部份的存在，使得同1个浮点数可以用不同的指数情势来表示，数字部份中小数点的位置是浮动的。例如：
a=0.314159e1;
a=3.14159e0;
a=31.4159e⑴;
a=314.159e⑵;
以上4个赋值语句中，用了不同情势的浮点数，但其作用是相同的。
在程序中不论把浮点数写成小数情势还是指数情势，在内存中都是以指数情势（即浮点情势）存储的。例如不论在程序中写成314.159或314.159e0, 31.4159e1, 3.14159e2, 0.314159e3等情势，在内存中都是以规范化的指数情势寄存，如图2.3所示。
图 1.3
数字部份必须小于1，同时，小数点后面第1个数字必须是1个非0数字，例如不能是0.0314159。因此314.159和314.159e0, 31.4159e1, 3.14159e2, 0.314159e3在内存中表示成0.314159×103。存储单元分为两部份，1部份用来寄存数字部份，1部份用来寄存指数部份。为便于理解，在图2.3中是用10进制表示的，实际上在存储单元中是用2进制数来表示小数部份，用2的幂次来表示指数部份的。
对以指数情势表示的数值常量，也都作为双精度常量处理。
用单撇号括起来的1个字符就是字符型常量。如'a', '#', '%', 'D'都是合法的字符常量，在内存中占1个字节。注意：
2) 转义字符常量
除以上情势的字符常量外，C++还允许用1种特殊情势的字符常量，就是以 ""开头的字符序列。例如，' '代表1个"换行"符。"cout<<' '; " 将输出1个换行，其作用与"cout<<endl; "="" 相同。这类"控制字符"，在屏幕上是不能显示的。在程序中也没法用1个1般情势的字符表示，只能采取特殊情势来表示。
3) 字符数据在内存中的存储情势及其使用方法
将1个字符常量寄存到内存单元时，实际上其实不是把该字符本身放到内存单元中去，而是将该字符相应的ASCII代码放到存储单元中。如果字符变量c1的值为'a'，c2的值为'b'，则在变量中寄存的是'a'的ASCII码97，'b' 的ASCII码98，如图2.4(a)所示，实际上在内存中是以2进制情势寄存的，如图2.4(b)所示。
图 1.4
既然字符数据是以ASCII码存储的，它的存储情势就与整数的存储情势类似。这样，在C++中字符型数据和整型数据之间就能够通用。1个字符数据可以赋给1个整型变量，反之，1个整型数据也能够赋给1个字符变量。也能够对字符数据进行算术运算，此时相当于对它们的ASCII码进行算术运算。
图1.1 C++可使用的数据类型
C++的数据包括常量与变量，常量与变量都具有类型。由以上这些数据类型还可以构成更复杂的数据结构。例如利用指针和结构体类型可以构成表、树、栈等复杂的数据结构。
表1.1 数值型和字符型数据的字节数和数值范围
C++并没有统1规定各类数据的精度、数值范围和在内存中所占的字节数，各C++编译系统根据自己的情况作出安排。表1.1列出了Visual C++数值型和字符型数据的情况。
几点说明：
1) 整型数据分为长整型(long int)、1般整型(int)和短整型(short int)。在int前面加long和short分别表示长整型和短整型。
2) 整型数据的存储方式为按2进制数情势存储，例如10进制整数85的2进制情势为1010101，则在内存中的存储情势以下图所示。
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
图1.2
有符号时，能存储的最大值为215⑴，即32767，最小值为⑶2768。无符号时，能存储的最大值为216⑴，即65535，最小值为0。有些数据是没有负值的，可使用unsigned，它存储正数的范围比用signed时要大1倍。
4) 浮点型(又称实型)数据分为单精度(float)、双精度(double)和长双精度(long double)3种，在Visual C++ 6.0中，对float提供6位有效数字，对double提供15位有效数字，并且float和double的数值范围不同。对float分配4个字节，对double和long double分配8个字节。
5) 表中类型标识符1栏中，方括号[ ]包括的部份可以省写，如short和short int等效，unsigned int和unsigned等效。
常量的值是不能改变的，1般从其字面情势便可辨别是不是为常量。常量包括两大类，即数值型常量(即常数)和字符型常量。如12, 0, ⑶为整型常量，4.6, ⑴.23为实型常量，包括在两个单撇号之间的字符为字符常量，如′a′, ′x′。这类从字面情势便可辨认的常量称为“字面常量”或“直接常量”。
数值常量
数值常量就是通常所说的常数。在C++中，数值常量是辨别类型的，从字面情势便可辨认其类型。整型常量（整数）的类型
在上1节中已知道：整型数据可分为int, short int,long int和unsigned int, unsigned short, unsigned long等种别。整型常量也分为以上种别。为何将数值常量辨别为不同的种别呢？由于在进行赋值或函数的参数虚实结合时要求数据类型匹配。
那末，1个整型常量怎样从字面上辨别为以上的种别呢？
- 1个整数，如果其值在⑶2768~+32767范围内，认为它是short int型，它可以赋值给short int型?int型和long int型变量。
- 1个整数，如果其值超过了上述范围，而在⑵147483648~+2147483647范围内，则认为它是long int型，可以将它赋值给1个int或long int型变量。
- 如果某1计算机系统的C++版本（例如Visual C++）肯定int与long int型数据在内存中占据的长度相同，则它们能够表示的数值的范围相同。因此，1个int型的常量也同时是1个long int型常量，可以赋给int型或long int型变量。
- 常量无unsigned型。但1个非负值的整数可以赋值给unsigned整型变量，只要它的范围不超过变量的取值范围便可。
1个整型常量可以用3种不同的方式表示：
- 10进制整数。如1357, ⑷32, 0等。在1个整型常量后面加1个字母l或L，则认为是long int型常量。例如123L, 421L, 0L等，这常常用于函数调用中。如果函数的形参为long int，则要求实参也为long int型，此时用123作实参不行，而要用123L作实参。
- 8进制整数。在常数的开头加1个数字0，就表示这是以8进制数情势表示的常数。如020表示这是8进制数20，即(20)8，它相当于10进制数16。
- 106进制整数。在常数的开头加1个数字0和1个英文字母X（或x），就表示这是以106进制数情势表示的常数。如0X20表示这是106进制数20，即(20)16，它相当于10进制数32。
1个浮点数可以用两种不同的方式表示：
1) 10进制小数情势。如21.456, ⑺.98等。它1般由整数部份和小数部份组成，可以省略其中之1（如78.或.06, .0），但不能2者皆省略。C++编译系统把用这类情势表示的浮点数1律按双精度常量处理，在内存中占8个字节。如果在实数的数字以后加字母F或f，表示此数为单精度浮点数，如1234F, ⑷3f，占4个字节。如果加字母L或l，表示此数为长双精度数(long double)，在GCC中占12个字节，在Visual C++ 6.0中占8个字节。
2) 指数情势（即浮点情势）。1个浮点数可以写成指数情势，如3.14159可以表示为0.314159×101, 3.14159×100, 31.4159×10⑴, 314.159×10⑵等情势。在程序中应表示为：0.314159e1, 3.14159e0, 31.4159e⑴, 314.159e⑵，用字母e表示其后的数是以10为底的幂，如e12表示1012。其1般情势为：
数符 数字部份 指数部份
上面各数据中的0.314159, 3.14159, 31.4159, 314.159 等就是其中的数字部份。可以看到：由于指数部份的存在，使得同1个浮点数可以用不同的指数情势来表示，数字部份中小数点的位置是浮动的。例如：
a=0.314159e1;
a=3.14159e0;
a=31.4159e⑴;
a=314.159e⑵;
以上4个赋值语句中，用了不同情势的浮点数，但其作用是相同的。
在程序中不论把浮点数写成小数情势还是指数情势，在内存中都是以指数情势（即浮点情势）存储的。例如不论在程序中写成314.159或314.159e0, 31.4159e1, 3.14159e2, 0.314159e3等情势，在内存中都是以规范化的指数情势寄存，如图2.3所示。
图 1.3
数字部份必须小于1，同时，小数点后面第1个数字必须是1个非0数字，例如不能是0.0314159。因此314.159和314.159e0, 31.4159e1, 3.14159e2, 0.314159e3在内存中表示成0.314159×103。存储单元分为两部份，1部份用来寄存数字部份，1部份用来寄存指数部份。为便于理解，在图2.3中是用10进制表示的，实际上在存储单元中是用2进制数来表示小数部份，用2的幂次来表示指数部份的。
对以指数情势表示的数值常量，也都作为双精度常量处理。
字符常量
1) 普通的字符常量用单撇号括起来的1个字符就是字符型常量。如'a', '#', '%', 'D'都是合法的字符常量，在内存中占1个字节。注意：
- 字符常量只能包括1个字符，如'AB' 是不合法的。
- 字符常量辨别大小写字母，如'A'和'a'是两个不同的字符常量。
- 撇号(')是定界符，而不属于字符常量的1部份。如cout<<'a';输出的是1个字母"a"，而不是3个字符"'a' "。
2) 转义字符常量
除以上情势的字符常量外，C++还允许用1种特殊情势的字符常量，就是以 ""开头的字符序列。例如，' '代表1个"换行"符。"cout<<' '; " 将输出1个换行，其作用与"cout<<endl; "="" 相同。这类"控制字符"，在屏幕上是不能显示的。在程序中也没法用1个1般情势的字符表示，只能采取特殊情势来表示。
3) 字符数据在内存中的存储情势及其使用方法
将1个字符常量寄存到内存单元时，实际上其实不是把该字符本身放到内存单元中去，而是将该字符相应的ASCII代码放到存储单元中。如果字符变量c1的值为'a'，c2的值为'b'，则在变量中寄存的是'a'的ASCII码97，'b' 的ASCII码98，如图2.4(a)所示，实际上在内存中是以2进制情势寄存的，如图2.4(b)所示。
图 1.4
既然字符数据是以ASCII码存储的，它的存储情势就与整数的存储情势类似。这样，在C++中字符型数据和整型数据之间就能够通用。1个字符数据可以赋给1个整型变量，反之，1个整型数据也能够赋给1个字符变量。也能够对字符数据进行算术运算，此时相当于对它们的ASCII码进行算术运算。
【例1.1】将字符赋给整型变量。
#include using namespace std; int main( ) { int i, j; //i和j是整型变量 i='A'; //将1个字符常量赋给整型变量i j='B'; //将1个字符常量赋给整型变量j cout<履行时输出
65 66
i和j被指定为整型变量。但在第5和第6行中，将字符'A'和'B'分别赋给i和j，它的作用相当于以下两个赋值语句：
i=65;j=66;
由于'A'和'B'的ASCII码为65和66。在程序的第5和第6行是把65和66直接寄存到i和j的内存单元中。因此输出65和66。
可以看到：在1定条件下，字符型数据和整型数据是可以通用的。但是应注意字符数据只占1个字节，它只能寄存0~255范围内的整数。
【例1.2】字符数据与整数进行算术运算。下面程序的作用是将小写字母转换为大写字母。
A B
'a'的ASCII码为97，而'A'的ASCII码为65，'b'为98，'B'为66。从ASCII代码表中可以看到每个小写字母比它相应的大写字母的ASCII代码大32。C++符数据与数值直接进行算术运算，'a'⑶2得到整数65，'b'⑶2得到整数66。将65和66寄存在c1，c2中，由于c1，c2是字符变量，因此用cout输出c1，c2时，得到字符A和B（A的ASCII码为65，B的ASCII码为66）。
65 66
i和j被指定为整型变量。但在第5和第6行中，将字符'A'和'B'分别赋给i和j，它的作用相当于以下两个赋值语句：
i=65;j=66;
由于'A'和'B'的ASCII码为65和66。在程序的第5和第6行是把65和66直接寄存到i和j的内存单元中。因此输出65和66。
可以看到：在1定条件下，字符型数据和整型数据是可以通用的。但是应注意字符数据只占1个字节，它只能寄存0~255范围内的整数。
【例1.2】字符数据与整数进行算术运算。下面程序的作用是将小写字母转换为大写字母。
#include using namespace std; int main( ) { char c1,c2; c1='a'; c2='b'; c1=c1⑶2; c2=c2⑶2; cout<
运行结果为A B
'a'的ASCII码为97，而'A'的ASCII码为65，'b'为98，'B'为66。从ASCII代码表中可以看到每个小写字母比它相应的大写字母的ASCII代码大32。C++符数据与数值直接进行算术运算，'a'⑶2得到整数65，'b'⑶2得到整数66。将65和66寄存在c1，c2中，由于c1，c2是字符变量，因此用cout输出c1，c2时，得到字符A和B（A的ASCII码为65，B的ASCII码为66）。
字符串常量
用双撇号括起来的部份就是字符串常量，如"abc"，"Hello!"，"a+b"，"Li ping"都是字符串常量。
------分隔线----------------------------
------分隔线----------------------------