C++入门【2-C++ 数据类型】

C++ 数据类型

使用编程语言进行编程时，需要用到各种变量来存储各种信息。变量保留的是它所存储的值的内存位置。这意味着，当您创建一个变量时，就会在内存中保留一些空间。

您可能需要存储各种数据类型（比如字符型、宽字符型、整型、浮点型、双浮点型、布尔型等）的信息，操作系统会根据变量的数据类型，来分配内存和决定在保留内存中存储什么。

基本的内置类型

C++ 为程序员提供了种类丰富的内置数据类型和用户自定义的数据类型。下表列出了七种基本的 C++ 数据类型：

类型	关键字
布尔型	bool
字符型	char
整型	int
浮点型	float
双浮点型	double
无类型	void
宽字符型	wchar_t

其实 wchar_t 是这样来的：

typedef short int wchar_t;

所以 wchar_t 实际上的空间是和 short int 一样。

一些基本类型可以使用一个或多个类型修饰符进行修饰：

• signed
• unsigned
• short
• long

下表显示了各种变量类型在内存中存储值时需要占用的内存，以及该类型的变量所能存储的最大值和最小值。

注意：不同系统会有所差异，一字节为 8 位。

注意：默认情况下，int、short、long都是带符号的，即 signed。

注意：long int 8 个字节，int 都是 4 个字节，早期的 C 编译器定义了 long int 占用 4 个字节，int 占用 2 个字节，新版的 C/C++ 标准兼容了早期的这一设定。

类型	位	范围
char	1 个字节	-128 到 127 或者 0 到 255
unsigned char	1 个字节	0 到 255
signed char	1 个字节	-128 到 127
int	4 个字节	-2147483648 到 2147483647
unsigned int	4 个字节	0 到 4294967295
signed int	4 个字节	-2147483648 到 2147483647
short int	2 个字节	-32768 到 32767
unsigned short int	2 个字节	0 到 65,535
signed short int	2 个字节	-32768 到 32767
long int	8 个字节	-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807
signed long int	8 个字节	-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807
unsigned long int	8 个字节	0 到 18,446,744,073,709,551,615
float	4 个字节	精度型占4个字节（32位）内存空间，+/- 3.4e +/- 38 (~7 个数字)
double	8 个字节	双精度型占8 个字节（64位）内存空间，+/- 1.7e +/- 308 (~15 个数字)
long long	8 个字节	双精度型占8 个字节（64位）内存空间，表示 -9,223,372,036,854,775,807 到 9,223,372,036,854,775,807 的范围
long double	16 个字节	长双精度型 16 个字节（128位）内存空间，可提供18-19位有效数字。
wchar_t	2 或 4 个字节	1 个宽字符

注意，各种类型的存储大小与系统位数有关，但目前通用的以64位系统为主。以下列出了32位系统与64位系统的存储大小的差别（windows 相同）：

从上表可得知，变量的大小会根据编译器和所使用的电脑而有所不同。

下面实例会输出您电脑上各种数据类型的大小。

#include<iostream>  
#include <limits>using namespace std;  int main()  
{  cout << "type: \t\t" << "************size**************"<< endl;  cout << "bool: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(bool);  cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<bool>::max)();  cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<bool>::min)() << endl;  cout << "char: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(char);  cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<char>::max)();  cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<char>::min)() << endl;  cout << "signed char: \t" << "所占字节数：" << sizeof(signed char);  cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<signed char>::max)();  cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<signed char>::min)() << endl;  cout << "unsigned char: \t" << "所占字节数：" << sizeof(unsigned char);  cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<unsigned char>::max)();  cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<unsigned char>::min)() << endl;  cout << "wchar_t: \t" << "所占字节数：" << sizeof(wchar_t);  cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<wchar_t>::max)();  cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<wchar_t>::min)() << endl;  cout << "short: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(short);  cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<short>::max)();  cout << "\t\t最小值：" << (numeric_limits<short>::min)() << endl;  cout << "int: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(int);  cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<int>::max)();  cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<int>::min)() << endl;  cout << "unsigned: \t" << "所占字节数：" << sizeof(unsigned);  cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<unsigned>::max)();  cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<unsigned>::min)() << endl;  cout << "long: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(long);  cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<long>::max)();  cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<long>::min)() << endl;  cout << "unsigned long: \t" << "所占字节数：" << sizeof(unsigned long);  cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<unsigned long>::max)();  cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<unsigned long>::min)() << endl;  cout << "double: \t" << "所占字节数：" << sizeof(double);  cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<double>::max)();  cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<double>::min)() << endl;  cout << "long double: \t" << "所占字节数：" << sizeof(long double);  cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<long double>::max)();  cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<long double>::min)() << endl;  cout << "float: \t\t" << "所占字节数：" << sizeof(float);  cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<float>::max)();  cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<float>::min)() << endl;  cout << "size_t: \t" << "所占字节数：" << sizeof(size_t);  cout << "\t最大值：" << (numeric_limits<size_t>::max)();  cout << "\t最小值：" << (numeric_limits<size_t>::min)() << endl;  cout << "string: \t" << "所占字节数：" << sizeof(string) << endl;  // << "\t最大值：" << (numeric_limits<string>::max)() << "\t最小值：" << (numeric_limits<string>::min)() << endl;  cout << "type: \t\t" << "************size**************"<< endl;  return 0;  
}

本实例使用了 endl，这将在每一行后插入一个换行符， 运算符用于向屏幕传多个值，sizeof() 运算符用来获取各种数据类型的大小。

当上面的代码被编译和执行时，它会产生以下的结果，结果会根据所使用的计算机而有所不同：

type:         ************size**************
bool:         所占字节数：1    最大值：1        最小值：0
char:         所占字节数：1    最大值：        最小值：?
signed char:     所占字节数：1    最大值：        最小值：?
unsigned char:     所占字节数：1    最大值：?        最小值：
wchar_t:     所占字节数：4    最大值：2147483647        最小值：-2147483648
short:         所占字节数：2    最大值：32767        最小值：-32768
int:         所占字节数：4    最大值：2147483647    最小值：-2147483648
unsigned:     所占字节数：4    最大值：4294967295    最小值：0
long:         所占字节数：8    最大值：9223372036854775807    最小值：-9223372036854775808
unsigned long:     所占字节数：8    最大值：18446744073709551615    最小值：0
double:     所占字节数：8    最大值：1.79769e+308    最小值：2.22507e-308
long double:     所占字节数：16    最大值：1.18973e+4932    最小值：3.3621e-4932
float:         所占字节数：4    最大值：3.40282e+38    最小值：1.17549e-38
size_t:     所占字节数：8    最大值：18446744073709551615    最小值：0
string:     所占字节数：24
type:         ************size**************

typedef 声明

您可以使用 typedef 为一个已有的类型取一个新的名字。下面是使用 typedef 定义一个新类型的语法：

typedef type newname;

例如，下面的语句会告诉编译器，feet 是 int 的另一个名称：

typedef int feet;

现在，下面的声明是完全合法的，它创建了一个整型变量 distance：

feet distance;

枚举类型

枚举类型(enumeration)是C++中的一种派生数据类型，它是由用户定义的若干枚举常量的集合。

如果一个变量只有几种可能的值，可以定义为枚举(enumeration)类型。所谓"枚举"是指将变量的值一一列举出来，变量的值只能在列举出来的值的范围内。

创建枚举，需要使用关键字 enum。枚举类型的一般形式为：

enum 枚举名{ 标识符[=整型常数], 标识符[=整型常数], ... 标识符[=整型常数] } 枚举变量;

如果枚举没有初始化, 即省掉"=整型常数"时, 则从第一个标识符开始。

例如，下面的代码定义了一个颜色枚举，变量 c 的类型为 color。最后，c 被赋值为 "blue"。

enum color { red, green, blue } c;
c = blue;

默认情况下，第一个名称的值为 0，第二个名称的值为 1，第三个名称的值为 2，以此类推。但是，您也可以给名称赋予一个特殊的值，只需要添加一个初始值即可。例如，在下面的枚举中，green 的值为 5。

enum color { red, green=5, blue };

在这里，blue 的值为 6，因为默认情况下，每个名称都会比它前面一个名称大 1，但 red 的值依然为 0。

类型转换

类型转换是将一个数据类型的值转换为另一种数据类型的值。

C++ 中有四种类型转换：静态转换、动态转换、常量转换和重新解释转换。

静态转换（Static Cast）

静态转换是将一种数据类型的值强制转换为另一种数据类型的值。

静态转换通常用于比较类型相似的对象之间的转换，例如将 int 类型转换为 float 类型。

静态转换不进行任何运行时类型检查，因此可能会导致运行时错误。

int i = 10; float f = static_cast<float>(i); // 静态将int类型转换为float类型

动态转换（Dynamic Cast）

动态转换通常用于将一个基类指针或引用转换为派生类指针或引用。动态转换在运行时进行类型检查，如果不能进行转换则返回空指针或引发异常。

class Base {};

class Derived : public Base {};

Base* ptr_base = new Derived;

Derived* ptr_derived = dynamic_cast<Derived*>(ptr_base); // 将基类指针转换为派生类指针

常量转换（Const Cast）

常量转换用于将 const 类型的对象转换为非 const 类型的对象。

常量转换只能用于转换掉 const 属性，不能改变对象的类型。

const int i = 10;

int& r = const_cast<int&>(i); // 常量转换，将const int转换为int

重新解释转换（Reinterpret Cast）

重新解释转换将一个数据类型的值重新解释为另一个数据类型的值，通常用于在不同的数据类型之间进行转换。

重新解释转换不进行任何类型检查，因此可能会导致未定义的行为。

int i = 10;

float f = reinterpret_cast<float&>(i); // 重新解释将int类型转换为float类型