[C++编程笔记] 01 变量和数据类型

[C++编程笔记] 01 变量和数据类型

联系作者：359152155@qq.com

文章目录

• [C++编程笔记] 01 变量和数据类型
• • 1. 算数类型
  • • 1.1
    • 1.2 算数类型字面量
  • 2. 指针和引用类型
  • • 2.1 引用类型
    • 2.2 指针
  • 2.3 const限定符
  • • 2.3.1 定义const变量
    • 2.3.2 const的引用
    • 2.3.3 const与指针
    • 2.3.4 顶层const和底层const
  • 3. 其他与类型有关的事情
  • • 3.1 定义类型别名
    • 3.2 auto类型说明符

C++数据类型总图

• 内置类型
  • 基本内置类型
    • 算数类型：布尔型、字符型、整型、浮点型
    • 空类型（void）
  • 引用
  • 指针
  • 数组
• 自定义类型
  • struct
  • class
  • enum

1. 算数类型 1.1

类型	含义	最小尺寸
bool		未定义
char	字符	8位
wchar_t	宽字符	16位
char16_t	Unicode字符	16位
char32_t	Unicode字符	32位
short		16 位
int		32位
long		32位
long long	64位
float		32位
double		64位

带符号和无符号

• short、int、long、long long都是带符号的，加上前缀unsigned就可以得到无符号类型。
• char是否带符号由编译器决定。signed char专用来指定带符号char，unsigned char专用来指定无符号char。

关于符号的注意事项：

• 算数运算时切勿混用带符号类型和无符号类型。如果表达式里既有带符号类型又有无符号类型，当带符号类型取值为负时会出现异常结果。例:

  如果有int a = -1; unsigned int b = 1;，则表达式a*b的值并非-1。结果具体是什么由当前机器上int所占位数而定。

• 算数表达式中不要使用char或bool。因为char类型是否带符号由编译器决定。如果你确实需要一个不大的整数，明确指定他的类型是signed char或unsigned char。

1.2 算数类型字面量

整型字面量的类型

默认情况下，十进制字面量是带符号数，类型是能容纳其数值的int、long、long long中最小者。八进制和十六进制字面量的类型是能容纳其数值的int、unsigned int、long、unsigned long、long long、unsigned long long中的最小者。

整型字面量后缀

• u或U：表示unsigned
• l或L：表示至少是long
• ll或LL：表示至少是long long
• 无后缀：表示至少是int

浮点型字面量后缀

• f或F：表示float
• l或L：表示long double
• 无后缀：表示double

字符型字面量前缀

• u：表示Unicode 16字符，类型char16_t。例：u'a'。
• U：表示Unicode 32字符，类型char32_t。例：U'a'。
• L：表示宽字符，类型wchar_t。例：L'a'。
• 无前缀：类型char。

2. 指针和引用类型 2.1 引用类型

引用为对象起了一个别名。例：

int a = 1024;
int &refA = a; // 引用refA是对象a的别名

定义引用时，必须初始化，使引用与其初始值绑定到一起。
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。

2.2 指针

int *p1, *p2;

int a = 45;
int *p = &a;

空指针： nullptr。

void *指针

void *指针是一种特殊的指针类型，可以存放任意对象的地址。

多级指针

int **a;
int ***b;

指针的引用

int a = 45;
int *pa = &a;

int *&refPA = pa;  // refPA是对指针对象pa的引用。即：refPA是pa的别名。

2.3 const限定符

const限定符限制变量的值在初始化之后就不能改变。

2.3.1 定义const变量

const int a = 512;

小提示

默认状态下，const对象仅在文件内有效。当多个文件中出现了同名的const变量时，其实等同于在不同的文件中分别定义了独立的变量。

如果需要在一个文件中定义const变量，而在其他多个文件中声明并使用它。可以在const变量的定义和声明都加上extern关键字：

// file1.cc 定义并初始化了一个const变量
extern const int bufSize = 45;

// file1.h 声明该const变量
extern const int bufSize;

2.3.2 const的引用

对常量的引用（reference to const）。例：

const int ci = 1024;
const int &refCI = ci;

const的引用也可以绑定到一个临时对象。所谓临时对象，就是当编译器需要一个空间来暂存表达式求实结果时，临时创建的一个未命名对象。例：

int a = 40;
const int &r1 = a*5; // 表达式a*5的结果作为一个临时量绑定到r1上。

double b = 1.25;
const int &r2 = b;  // 相当于：const int temp = b; const int &r2 = temp;

const的引用可以引用一个并非const的对象

const的引用仅对引用可参与的操作做出了限定，对于引用的对象本身是不是一个常量未作限定。

int i = 42;
int &r1 = i;
const int &r2 = i; // r2也绑定了i，但是不允许通过r2修改i。

2.3.3 const与指针

指向常量的指针

const int a = 45;
const int *cpa = &a;

指向常量的指针也没有规定其所指的对象必须是一个常量。所谓指向常量的指针仅仅导致不能通过该指针改变对象的值。例：

int a = 45;
const int *cpa = &a;

*cpa = 46;  // 错误
a = 46;     // 正确

const指针

指针本身是常量。例：

int a = 0;
int *const pa = &a;  // pa将一直指向a，不能变更地址，但可以通过pa修改对象的值。

const int b = 1;
const int *const pb = &b; // pb是一个指向常量对象的常量指针

2.3.4 顶层const和底层const

名词 顶层const 表示对象是个常量。
名词 底层const 表示指针所指的对象是一个常量。

举例：

int i = 0;
int *const p1 = &i;  // 这是一个顶层const，不能改变p1中的地址。
const int ci = 42;  // 这是一个顶层const，不能改变ci中的值。
const int *p2 = &ci; // 这是一个底层const，不能改变p2指向的对象的值，允许改变p2中的地址。
const int *const p3 = p2; // 右边的const是顶层const，它限定p3中的地址不可改变。靠左的const是顶层const，它限定不能修改p3指向的对象的值。
const int &r = ci;  // 用于声明引用的const都是底层const。

当执行对象的拷贝操作时，拷入和拷出的对象必须满足：具有相同的底层const，或底层非const转换为const。而顶层const并不是拷贝能否进行的条件。

3. 其他与类型有关的事情 3.1 定义类型别名

传统的方式（C风格的）

typedef double Width; // Width是double的同义词
typedef Width Abc, *p; // Abc是double的同义词，p是double *的同义词 

新标准引入的方式

using UI = UserInfo;    // UI是UserInfo的同义词

3.2 auto类型说明符

C++11引入了auto类型说明符，用它可以让编译器替我们去分析表达式所属的类型。

// 编译器根据a + b的结果的类型推断出item的类型
auto item = a + b;

关于auto有两点注意：

• 若表达式的结果是引用类型，auto会去掉表达式结果类型中的引用。例：

  int i = 0;
  int &r = i;
  auto a = r; // a将会是int型，而不是int&型。
  

• auto一般会去掉表达式结果类型中的顶层const，但底层const一定会保留下来。

  int i = 0;
  
  const int ci = i;
  const int &cr = ci;
  auto a = ci;    // a是int型(顶层const被丢弃)
  auto b = cr;    // b是int型（cr是ci的别名，而ci是const int型，顶层const将被丢弃）
  
  const int *cpi = &i;
  const int *const cpci = &i;
  auto c = &i;    // c是int*型
  auto d = cpi;    // d是const int*型（底层const被保留）
  auto e = cpci;   // e是const int*型（顶层const被丢弃, 底层const被保留）
  
  auto f = &ci;   // f是const int* (对常量对象取地址是一种底层const)
  

那么问题来了：

• 如果希望推断出的auto类型含有引用，怎么搞？ 方法是使用auto &:

  int i = 0;
  auto &g = i;  // g是int&
  
  const int ci = i;
  auto &h = ci;   // h是const int& (注意，此时的顶层const被保留了)
  

• 如果希望推断出的auto类型是一个顶层const，怎么搞？ 方法是使用const auto：

  const int ci = i;
  const auto x = ci;  // x推断出来是const int类型
  

暑期编程PK赛 得CSDN机械键盘等精美礼品！