《专题：C++语法基础》篇二：C++中的数据类型

摘要：

此文系《专题：C++语法基础》系列的第二篇，主要介绍了C++中的五种内置数据类型，包括：整型、实型、字符型、布尔型和枚举型。

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C++处理的每一个数据都必须指明其类型。一个数据类型就是事先做好的一个工具。
C++可以处理的基本数据类型包括：整型、实型、字符型和布尔型，枚举型。当然，C++允许用户按自己的需求定义类型。
以下将详细介绍C++内置的这5种数据类型：

一、整型

顾名思义，整型变量即是用来存储整数的。一个整形变量能存储一个整数，但存储的整数并非无限大，而是取决于整形变量在计算机中所占用的内存大小。

1、整型数的内部表示及其允许的运算

整型数在计算机内一般是以补码表示的。正整数的补码是它的二进制表示，负整数的补码是将他的绝对值的二进制按位取反后再加1。例如若一个以16位表示的数字10，则在内存中表示为0000000000001010，-10则表示为1111111111110110。
在整数的补码表示中，最高位表示符号位，正数为0，负数为1。对16位表示而言，正整数表示范围为0000000000000000~0111111111111111，即0~32767。负数则为1000000000000000~1111111111111111，即-32768~-1。
对整型数可以进行的运算包括算术运算和比较运算。当然还有输入输出运算。

2、整型数的分类

C++共有6种整型数据类型，其占用字节和表示范围如下：

类型	类型名	在VS中占用空间大小	表示范围
基本整型	int	4字节	-2^31~2^31−1
短整型	short(int)	2字节	-2^15~2^15−1
长整型	long(int)	4字节	-2^31~2^31−1
无符号基本整型	unsigned(int)	4字节	0~2^32−1
无符号短整型	unsigned short(int)	2字节	0~2^16−1
无符号长整型	unsigned long(int)	4字节	0~2^32−1

例子：
两个整型数的相加

/**
*第2个程序：AddTwoNumber
*功能:两个整型数的相加求结果
*
*@version2016.12.21
*@author zha yongchun
*/

#include<iostream>//预编译指令
using namespace std;//使用命名空间std

int main(){//主函数
    int a=10;//定义a并赋值10
    int b = 20;//定义b并赋值20
    int c ;//定义c但不赋值
    c = a + b;//对a，b进行加法运算并将结果保存在c中
    cout << "a+b="<<c<<endl;//输出
    system("pause");
    return 0;
}

3、整型数据的溢出

在整型数的内部表示中，正整数的最高位为0，负正数的最高位为1。设想一个16位的整型数，其能表示的最大值为32726，若此时对该值进行加1操作，则内部的补码将由01111111111111111变为1000000000000000，由于最高位是1，C++会把这个数解释为-32728。这种情况就称为“溢出”。

4、整型常量

整型常量的表示包括8进制，10进制和16进制。
8进制的整型常量常以0开头，如0123，表示10进制下的83。
16进制以0x开头，如0x123，其表示10进制下的291。
整型常量默认为int型的，如需指定其类型，则可在数字末尾添加L（long）或U（unsigned）。

二、实型

实数在计算机内常以浮点数表示，因而实型又称浮点型。

1、实型数的内部表示及其支持的运算

实型数在计算机内部通常表示为a*2^b,a称为尾数，b称为指数，这种形式称为浮点表示法。a表征了数的储存精度，b表征了数的大小。
实型数可支持的运算包括算术运算和比较运算。也包括输入输出运算。

2、实型数的分类

C++中实型数分为三种类型，分别为：单精度（float）、双精度（double）和长双精度（long double）。

名称	符号	占用内存	a占位数	b占位数	表示范围
单精度	float	4	3	1	2^(−128)~2^127
双精度	double	8	5	3
长双精度	long double	8	5	3

例子：求C++中基本数据类型占用的字节数和表示范围

/*****
*求C++数据类型中的字节长度和数据范围
*@version20161223
*@mail1729465178@qq.com
*****/

#include<iostream>
#include<string>
#include <limits>
using namespace std;
int main()
{
    cout << "type: 			" << "************size**************" << endl;
    cout << "short: 			" << "字节数：" << sizeof(short) << endl;
    cout << "最大值：" << (numeric_limits<short>::max)();
    cout << "		最小值：" << (numeric_limits<short>::min)() << endl;
    cout << "int: 			" << "字节数：" << sizeof(int) << endl;
    cout << "最大值：" << (numeric_limits<int>::max)();
    cout << "	最小值：" << (numeric_limits<int>::min)() << endl;
    cout << "unsigned: 		" << "字节数：" << sizeof(unsigned) << endl;
    cout << "最大值：" << (numeric_limits<unsigned>::max)();
    cout << "	最小值：" << (numeric_limits<unsigned>::min)() << endl;
    cout << "long: 			" << "字节数：" << sizeof(long) << endl;
    cout << "最大值：" << (numeric_limits<long>::max)();
    cout << "	最小值：" << (numeric_limits<long>::min)() << endl;
    cout << "unsigned long: 		" << "字节数：" << sizeof(unsigned long) << endl;
    cout << "最大值：" << (numeric_limits<unsigned long>::max)();
    cout << "	最小值：" << (numeric_limits<unsigned long>::min)() << endl;
    cout << "long long: 		" << "字节数：" << sizeof(long long) << endl;
    cout << "最大值：" << (numeric_limits<long long>::max)();
    cout << "		最小值：" << (numeric_limits<long long>::min)() << endl;
    cout << "unsigned long long: 	" << "字节数：" << sizeof(unsigned long long) << endl;
    cout << "最大值：" << (numeric_limits<unsigned long long>::max)();
    cout << "		最小值：" << (numeric_limits<unsigned long long>::min)() << endl;
    cout << "double: 		" << "字节数：" << sizeof(double) << endl;
    cout << "最大值：" << (numeric_limits<double>::max)();
    cout << "	最小值：" << (numeric_limits<double>::min)() << endl;
    cout << "long double: 		" << "字节数：" << sizeof(long double) << endl;
    cout << "最大值：" << (numeric_limits<long double>::max)();
    cout << "	最小值：" << (numeric_limits<long double>::min)() << endl;
    cout << "float: 			" << "字节数：" << sizeof(float) << endl;
    cout << "最大值：" << (numeric_limits<float>::max)();
    cout << "	最小值：" << (numeric_limits<float>::min)() << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

3、实型常量的表示

实型常量可表示为十进制小数（如123.4，234.0等）或者科学记数法（如1.234*e2）
注意，使用底数e代表10，比如〖10〗^2 表示为1e2，前面的1不可省略。

三、字符型

1、字符型数据的内部表示

字符在计算机内部用一个编号表示。编号采用ASCII标准。
关于ASCII标准对照表，可参考：
ASCII码对照表
在C++中使用char表示字符类型。其占用一个字节的内存。

2、字符运算

字符能执行比较、算术运算和输入输出。运算时计算机提取字符对应的ASCII码值参与计算。
如执行可执行‘A’+‘B’，计算机会找出A的码值65和B的码值66进行相加。

3、字符常量的表示

C++的字符常量是用单引号括起来的一个字符。如‘S’，‘1’，‘？’。这些字符称为可打印字符。
ASCII码编码的长度为8位，但实际可打印的字符通常只有100多个，多出来的这些编码被计算机用来作为控制，称为“非打印字符”。这些字符通过转义序列的方式进行输入和打印。
转义字符的定义，可参考：
转义字符

在此举一个例子，如换行转义字符 ：
当执行：cout<<"Hello world";
此时控制台的输出为两行：
Hello
World

四、布尔型

布尔型用于表示“真”或”假“这样的逻辑值。C++中使用bool作为布尔型关键字，它有两个值，分别为true和false。在VS中布尔型数据占用一个字节的内存。true表示逻辑真，在内存中值为1，false表示逻辑假，在内存中表示为0。

五、枚举类型

枚举类型可用来表示取值仅为有限的数据，比如一周中的七天。枚举类型的关键字为enum，定义枚举类型采用格式 enum 枚举类型名{元素表}，例如定义一周可采用 enum Weekday{Sunday，Monday，Tuesday，Wednesday，Thursday，Friday，Saturday}，此时定义了一个取值仅为7个有效值的的枚举类型，在内部表示中，将从0开始为枚举类型的元素赋值，如上面的定义中，Sunday值为0，Saturday值为0。当然，你也可以自己某元素指定值，如你可以这样操作enum Weekday{Sunday=1，Monday，Tuesday，Wednesday，Thursday，Friday，Saturday}。
当定义了枚举类型后便可以定义枚举类型的变量：
如 enum Weekday w1，此时w1即为枚举类型变量，其可取值为上面所定义的7个值。
或者也可以这样定义：
Weekday w2。这个定义和上面的定义是完全相同的。
对于枚举类型的变量，可进行的运算包括赋值和比较，比如对上面定义的w1，w2，可以执行w1=Sunday，w2=Monday，w1>w2，实际上在内部运算时，计算使用的是变量对应的ASCII码值。

六、其它一些实用的小技巧

1、用typedef重新命名类型名

使用typedef可以为C++内置的类型重新指定一个名称，如：
typeof int INT,此时INT便具有int一样的功能。
此时你可以这样定义变量： int a；
也可以用你自定义的类型来定义： INT a；

2、变量的初始化

在C++中，定义变量只是为变量分配了存储空间，但是并没有为其指定值，此时你可以自己指定初值，比如int a=12；此时即表示定义了一个int型的变量a并且把12赋给a，此时a的值便是12。若定义时没有为变量指定初值，则C++会为其随机赋值。

3、用sizeof()了解内存占用量

sizeof()运算可以求解出C++内部数据类型的内存占用量，比如sizeof(int)可以得到int型的内存占用大小。

4、符号常量

符号常量即使用变量来代替某个具体的值，但是这个变量的值是不可更改的。比如要表示3.14159，每次使用都输入这样一个值是极其不方便变的，此时你可以定一个常量pi来表示该值，符号常量的定义格式为：const <类型名> <常量名> =<值>
比如定义const pi=3.14159。注意：符号常量必须在定义时为其指定初值，一旦定义其值便不可在程序中更改。

七、小结

本篇文章主要介绍了C++中的五种内置数据类型（整型、实型、字符型、布尔型、枚举型）和他们各自的表示，内存占用及其使用注意事项。