C++的数据类型

计算机处理的对象是数据，而数据是以某种特定的形式存在的（例如整数、浮点数、字符等形式）。数据结构指的是数据的组织形式，例如，数组就是一种数据结构。

C++可以使用的数据类型如下

基本类型
- 整形
  - 短整型(short int)
  - 整形(int)
  - 长整型(long int)
- 字符型(char)
- 浮点型
  - 单精度型(float)
  - 双精度型(double)
  - 长双精度型(long doubel)
- 布尔型(bool)
派生类型
- 指针类型(*)
- 枚举类型(enum)
- 数组类型([ ])
- 结构体类型(struct)
- 共用体类型(union)
- 类类型(class)
空类型(void)

C++并没有统一规定各类数据的精度、数值范围和在内存中所占的字节数，各种C++编译系统根据自己的情况做出安排。下表列出了Visual C++数值型和字符型数据的情况。

数值型和字符型数据的字节数，和数值范围

类型	类型标识符	字节数	数值范围
整形	[signed] int	4	-2147483648 ~ +2147483648
无符号整形	unsigned [int]	4	0 ~ 4294967295
短整形	short [int]	2	-32768 ~ +32767
无符号短整形	unsigned short [int]	2	0 ~ 65535
长整型	long [int]	4	-2147483648 ~ +2147483648
无符号长整形	unsigned long [int]	4	0 ~ 4294967295
字符型	[signed] char	1	-128 ~ +127
无符号字符型	unsigned char	1	0 ~ 255
单精度型	float	4	3.4 x 10^-38 ~ 3.4 x 10^38
双精度型	double	8	1.7 x 10^-308 ~ 1.7 x 10^308
长双精度型	long double	8	1.7 x 10^-308 ~ 1.7 x 10^308

常量

什么是常量

常量的值是不能改变的，一般从其字面形式即可判读其是否为常量。常量包括两大类：数值型常量（常数）和字符型常量。如70,0,-64为整形常量，6.8,-2.33为实型常量，包含在两个'之间的数为字符常量，如’a’,’b’这种从字面形式即可识别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，数值常量是区分类型的，从字面意思即可识别其类型。

整形常量（整数）的类型

一个常量怎样从字面上区分类型呢

一个整数，若其值在-32768 ~ -32768范围内，那么则认为它是short int型，它可以赋值给short int型，int型和long int型。
一个整数，若其值在-2147483648 ~ +2147483648范围内，则认为它是long int型，它可以赋值给int型或long int型。
如果某一计算机系统的C++版本确定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范围相同。若如此，一个int型的常量也同时是一个long int型常量，可以赋值给int型或long int型变量。
常量无unsigned型。但是，一个非负值的整数可以赋值给unsigned型变量，只要它的范围不超过变量的取值范围即可。例如，将50000赋给一个unsigned short int 型变量是可以的，但是70000就不行，会溢出。

一个整形常量可以用三种不同的方法表示。

十进制整数。如15674 , -564 , 0等，在一个整常量后面加一个l或L，则认定是long int型常量，例如156l,655L,0L等，这往往用于函数调用中。如果函数的形式参数为long int，则要求实际参数也为long int型，此时用123作实际参数就不行，要用123L才可以。
八进制整数。在常数的开头加上一个数字0，就表示这是一个八进制形式表示的常数，如020表示这是八进制数20，相当于十进制数16。
十六进制整数。在常数的开头加一个数字0和一个英文字母X或x，就表示这是一个十六进制表示的常数，如0x20表示这是一个十六进制数20，相当于十进制数32。

浮点数的表示方法

一个浮点数可以用两种不同的方式表示。

十进制小数形式。如54.6 , -84.6等。它一般由整数部分和小数部分组成，可以省略其中之一，比如.23 , 54. , .0，但不能二者皆省略。C++编译系统把用这种形式的表示的浮点数一律按双精度常量处理，在内存中占8字节。如果在实数的数字之后加字母F或f，表示此数为长精度数(long double)。
指数形式（即浮点形式）。一个浮点数可以写成指数形式，如3.14159可以表示为0.314159 x 10^1 , 3.14159 x 10^0 , 31.4159 x 10 ^-1 , 134.159 x 10^-2等形式。在程序中表示为0.314159e1 , 3.14159e0 , 31.4159e -1 , 314.159e -2 , 用字母e表示其后的数是以10为底的幂，如e12表示10^2。

其一般形式为

符号 数字部分 指数部分

上面各数据中的0.314159 ,3.14159,31.4159,134.159等就是其中的数字部分。可以看到，由于指数部分的存在，使得同一个浮点数可用不同的指数形式来表示，数字部分中小数点的位置是浮动的。例如当指数为1时，小数点的位置在数字3前面，指数为0时，小数点的位置在数字3后面。浮点数的名字就源于此。

在程序中不论把浮点数写成小数形式还是指数形式，在内存中都是以指数形式（即浮点形式）存储的，例如无论在程序中写成134.159或是3.14159e0 , 0.314159e1等形式，在内存中都是以规范化的指数形式存放的，如下表所示：

符号	数字部分	指数部分
+	.314159	3

数字部分必须小于1，同时，小数点后面第一个数字必须是一个非零数字，例如不能是0.0314159。因此，134.159或是3.14159e0 , 0.314159e1在内存中都表示为0.314159 x 10^3。储存单元分为两部分，一部分用来存放数字部分，另一部分用来存放指数部分。为了便于理解，上表使用十进制来表示的，实际上在存储单元内使用二进制来表示小数部分，用2的幂次来表示指数部分的。

对于以指数新式表示的数值常量，也都作为双精度常量处理。

字符常量

普通的字符常量

用'括起来的一个字符就是字符常量。如’a’ , ‘#’ , ‘@’ , ‘W’这些都是合法的字符常量，在内存中占一个字节。注意：

字符常量只包括一个字符，比如’SH’就是不合法的。
字符常量是区分大小写的，比如’C’ , ‘c’两个字符常量是不一样的。
'是定界符，被'包裹的内容是字符常量，'并不属于字符常量的一部分。比如：

1	cout << 'c';

输出的是一个字母“c”，并不是三个字符'c'。

转义字符常量

除了上面那种字符常量以外，C++还允许用一种特殊的形式的字符常量，就是以\开头的一些字符，比如\n就代表一个换行符。cout << '\n';会输出一个换行，作用与cout << endl;相同。这种字符在屏幕上是不显示的，它们只管执行自己相应的操作，并且在程序中也不能一般的字符表示，只能用这种\开头的特殊字符来表示。

以下为常用的以\开头的特殊字符

字符形式	含义	ASCII代码
\a	响铃	7
\n	换行，将当前位置移到下一行开头	10
\t	水平制表（跳到下一个tab位置）	9
\b	退格，将当前位置移到前一列	8
\r	回车，将当前位置移到本行开头	13
\f	换页，将当前位置移到下一页开头	12
\v	竖向跳格	8
\\	反斜杠字符`\`	92
'	单引号`'`字符	39
"	双引号`”`字符	34
\0	空字符	0
\ddd	1~3为八进制数所代表的字符	无
\xhh	1~2位十进制数所代表的字符	无

上表中列出的字符称为“转义字符”，意思是将\后的字符转换成另外一种意义的字符。如\n中的n不是代表字母n而是作为”换行“符。

上表中最后两行是用八进制数的ASCII码表示一个字符，例如\101代表以八进制数形式ASCII码101代表的字符，而8进制101就是十进制数65。\012代表八进制数012表示的ASCII字符，它相当于以十进制10表示的ASCII字符，用’376’代表图形字符“■”。用上表中的方法可以表示任何可输出的字母字符、专用字符、图形字符和控制字符。请注意\0或\1000是代表ASCII码为0的控制字符，即“空操作”字符，它广泛用于字符串中。转义字符虽然包含两个或多个字符，但它只代表一个字符。编译系统在见到字符“\”时，会接着找它后面的字符，把它处理成一个字符，在内存中只占一个字节。

字符数据在内存中的存储形式及其使用方法

将一个字符常量存放到内存单元时,实际上并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ASCHI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’，则在变量中存放的是’a’ 的ASCII码97，’b’的ASCII码98,实际上在内存中是以二进制形式存放的。既然字符数据以ASCII码存储的,它的存储形式就与整数的存储形式类似。这样，在C ++中字符型数据和整型数据之间就可以通用。一个字符数据可以赋给一个整型变量，反之，一个整型数据也可以赋给一个字符变量。也可以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：将字符赋给整形变量。

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
    int i,j;                  //i和j是整型变量
    i = 'A';                  //将一个字符常量赋给整型变量i
    j = 'B';                  //将一个字符常量赋给整型变量j
    cout << i << '' << j << '\n';     //输出整型变量i和j的值,'\n'是换行符
    return 0;
}

结果：

65 66

分析：

i 和 j 被指定为整型变量。但在第5行和第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;
因为’A’和’B’的ASCII码为65和66。在程序的第5行和第6行是把65和66直接存放到 i 和 j 的内存单元中。因此输出65和66。

可以看到,在一定条件下,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一个字节,它只能存放0 ~ 255范围内的整数。

例：字符数据与整数进行算术运算，实现小写字母转换为大写字母。

#include < iostream >
using namespace std;
int main( )
{
    char cl ,c2;
    cl = 'a';
    c2 = 'b';
    cl = cl-32;
    c2 = c2-32;
    cout << c1 << '' << c2 << endl;
    return 0;
}

结果：

A B

分析：

‘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一个小写字母比它相应的大写字母的ASCI代码大32。C++字符数据与数值直接进行算术运算，’a’-32得到整数65，’b’-32得到整数66。将65和66存放在cl，c2中，由于cl,c2是字符变量,因此用cout输出cl，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

用双撇号括起来的字符就是字符串常量,如,” abc” ，”Hello!” ，”a+b” ，”Li- ping”都是字符串常量。字符串常量”abc”在内存中占4个字节(而不是3个字节)，见图2.5。编译系统会在字符串最后自动加一个’\0’作为字符串结束标志。但’\0’并不是字符串的一部分，它只作为字符串的结束标志。如

a	b	c	\0

1	cout<<"abc"<<endl;

输出三个字符abc，不包括’\0’。

注意: “a”和’a’代表不同的含义，”a”是字符串常量，’a’是字符常量。前者占两个字节，后者占1个字节。请分析下面的程序片段:
char c;        //定义一个字符变量
c=’a’;           //正确
c=”a”;          //错误,c只能容纳一个字符
字符串常量要用字符数组来存放。
请思考:字符串常量” abc\n”包含几个字符?不是5个而是4个字符,其中“\n”是一个转义字符。但它在内存中占5个字节(包括一个“\0”字符)。编译系统遇到“\”时就会把它认作转义字符的标志，把它和其后的字符一起作为一个转义字符。如果“\” 后面的字符不能与“\”组成一个合法的转义字符(如” \c” ),则在编译时显示出错信息。如果希望将“\”字符也作为字符串中的一个字，则应写为

“ abc\\n”

此时字符包括5个字符：a，b，c，\，n。

符号常量

为了编程和阅读的方便，可以用一个符号名代表一个常量，称为符号常量，即以标识符形式出现的常量。

例：计算货款，使用符号常量。

#include <iostream>
using namespace std ;
#define PRICE 30                         //注意这不是语句,末尾不要加分号
int main ( )
{
    int num,total;                       // num代表购货数量, total代表总货款
    num = 10;
    total = num * PRICE;                 //PRICE 是符号常量,代表30(单价)
    cout << "total=" << total << endl;
    return 0;
}

结果：

total=300

分析：

程序中用预处理指令#define指定PRICE在本程序单位中代表常量30。请注意符号常量虽然有名字，但它不是变量。在进行编译预处理时，所有的PRICE都被置换为字符30，在正式进行编译时已经没有PRICE这个标识符了。显然，符号常量不能被赋值。如用赋值语句PRICE =40;给PRICE赋值是错误的。使用符号常量的好处是：

(1)含义清楚。在一个规范的程序中不提倡使用很多的直接常量,如sum=15*30*23.5*43。应尽量使用“见名知意”的变量名和符号常量。
(2)在需要改变一个常量时能做到“一改全改”。例如在程序中多处用到某物品的价格,如果价格用常数表示，则在价格调整时,就需要在程序中作多处修改,若用符号常量PRICE代表价格,只须改动第一行即可。如