第 2 章 C++: 変数と基本型

言語と標準ライブラリの基本的な知識の紹介

第 2 章 変数と基本型

Smalltalk や Python などの一部の言語では、データ型をチェックするときにデータ型をチェックします。プログラムは実行中ですが、対照的に、C は 静的型付け言語であり、コンパイル時に型チェックが行われます。
- 組み込み型: int など、言語によって定義された型。
- クラス型: プログラマが定義したデータ型。

データ型は、データが何を意味するのか、そしてデータに対してどのような操作を実行できるのかを示します。

基本的な組み込みタイプ

用語チャンク (ブロック): ストレージを処理し、ストレージに構造を持たせるために使用される最も基本的な方法。ブロック内のビット数は通常 2 のべき乗であるため、一度に 8、16、32、64、または 128 ビットを処理できます。ブロックの区別に注意してください。

アドレス指定可能な最小のメモリ ブロックは「バイト」と呼ばれ、ストレージの基本単位は「ワード」と呼ばれ、通常は数バイトで構成されます。
- 算術型 (算術型) : 整数、浮動小数点数、単一文字、ブール値
- 整数型 : 整数、文字、ブール値を表す算術型を総称して整数型と呼びます
- 文字タイプ: char (シングル マシン バイト: バイト) および wchar_t (ワイド文字タイプ、漢字や日本語などの文字セットを拡張するために使用)
- short: 半分のマシンワード、int: 1 つのマシンワード、long: 2 つのマシンワード。 ps: int と long の語長は、通常、32 ビット マシンでは同じです。最小ストレージ容量はそれぞれ 16 ビット、16 ビット、32 ビットです
- 整数型の割り当て: 値を割り当てるときは、その型の値の数を法とした値を取得します。
- 浮動小数点型: 単精度、倍精度、拡張精度(long double)
- 一般に、float は 1 ワード (32 ビット) を占有し、double は 2 ワード (64 ビット) を占有し、long double は 3 または 4 ワード (96 または 128 ビット) で表されます。
- 通常は double が選択されますが、float は精度の大幅な低下を伴います (double は有効数字 10 桁以上を保証できますが、float は 6 桁しか保証できません)。また、double の計算コストは​​ float に比べて無視できます。
- 16 ビット符号付きの最大数は 32767、符号なしの最大数は 65535 です。
- 空型 (void): 通常、戻り値のない関数の戻り型として使用されます

型変換

unsigned char c = -1;     //假设char占8比特，c的值为255signed char c2 = 256;     //假设char占8比特，c2的值是未定义的

• assign unsigned 型に、それが表す範囲外の値が与えられた場合、結果は、unsigned 型によって表される値の合計数を除算した初期値の剰余になります。

• 符号付き型が表す範囲外の値を符号付き型に代入すると、結果は 未定義 (未定義) になります。この時点で、プログラムは動作し続ける場合もあれば、クラッシュする場合もあれば、ガベージ データが生成される場合もあります。

• 符号付き型と符号なし型を混合することはできません。両方のタイプが式に存在する場合、符号付き数値は符号なし数値に自動的に変換されます。

リテラル定数 (リテラル定数)

• 値によってのみ呼び出すことができるため、リテラル値と呼ばれます。その値は変更できません。

• 組み込み型のみがリテラル値を持ち、クラス型にはリテラル値がありません。したがって、標準ライブラリ型にもリテラル値はありません。

• 10 進数、8 進数 (0 で始まる)、または 16 進数 (0x または 0X で始まる) を使用します。

//20的三种表示：20      /*十进制*/024     /*八进制*/0x14    /*十六进制*/

1. 整数リテラル値: リテラル定数型のデフォルトは int または long 型です。接尾辞を追加すると、リテラル値を強制的にlong、unsinged、またはunsigned longに変換できます。接尾辞はL、U、UL、またはLUです(小文字も許容されます。lの使用は推奨されません)。 1) と混同されやすいです。

2. 浮動小数点リテラル値: 10 進数または科学的表記法 (e または E を使用) で表されます。デフォルトの double 型は、単精度を示すには F または f を追加し、拡張精度を示すには L または l を追加します。

3. ブール リテラル : true と false。

4. #文字リテラル値:

   ##名前#改行\n\t \v\b\r\?\"

   書き込み
   	##水平タブ
   	垂直タブ文字
   	バックスペース文字
   	キャリッジリターン
   	疑問符
   	二重引用符
   	\ooo：这里的ooo表示三个八进制数字，这三个数字表示字符的数字值。如’\0’通常表示“空字符（null character）”。 也可以用十六进制转义字符来定义：\xddd。一个反斜线、一个x和一个或多个十六进制数组成。 通用转义字符： 可打印字符通常用一对单引号定义，如‘a’；在前面加L就能得到wchar_t类型的宽字符字面值，如L‘a’。 不可打印字符和特殊字符都用转义字符书写，转义字符以反斜线开始。 字符串字面值： 双引号括起来的0个或多个字符。 为了兼容C语言，C++所有的字符串字面值都由编译器自动在末尾添加一个空字符(‘\0’)，因此，其实际长度要比它的内容多1。 宽字符字面值：在字符串前面加L，如L“asdff”。 多行字面值：两个字符串字面值位置紧邻且仅由空格、缩进和换行符分割，则它们实际上是一个整体。 不依赖未定义行为和机器相关行为，否则这样的程序时不可移植的（nonportable）。 指针字面值：nullptr 变量 变量提供了程序可操作的有名字的存储区 - 左值和右值   - 左值(lvalue)：变量的地址，或者是一个代表“ 对象在内存中的位置”的表达式。   - 右值(rvalue)：变量的值 变量名出现在赋值运算符的左边，就是一个左值；而出现在赋值运算符右边的变量名或字面常量就是一个右值。 如： val1=val2/8 这里的val1是个左值，而val2和8都是右值。 - 对象：内存中具有类型的区域 - 变量名：即变量的标识符（identifier）。    1. 由字母、数字和下划线组成.    2. 变量名必须以字母或下划线开头，并且区分大小写。（函数体外的变量名不能以下划线开头）    3. C++关键字不能用做标识符    4. 不能包含两个连续的下划线    5. 不能以下划线开头后紧跟一个大写字母 定义对象（如：int a；） 每个定义都是以类型说明符(type specifier)开始的（如：int） int ival(1024);//direct-initialization,直接初始化int ival = 1024;//copy-initialization,复制初始化//注：直接初始化语法更灵活，且效率更高。 列表初始化（list initialization）(C++11新特性) int ival{1024};int ival = {1024}；long double ld = 3.1415926536;int a{ld}, b = {ld}; //错误：转换未执行，因为存在丢失信息的风险int c(ld), d = ld; //正确：转换执行，且丢失部分值 初始化&赋值：初始化不是赋值。 默认初始化（default initialized）：如果内置类型的变量未被显示初始化，它的值由定义的位置决定。定义于任何函数体之外的变量被初始化为0，内部的将不被初始化。 建议初始化每个内置型变量，以保证程序安全。 初始化 变量的声明 extern int i; //声明i而非定义iint j; //定义j 变量只能被定义一次，但能被多次声明。 如果要在多个文件中使用同一个变量，就必须将声明和定义分离。变量的定义必须出现且只能处在在一个文件中，而其他用到该变量的文件必须对其进行声明，却决不能重复定义。 如果想声明一个变量而非定义它，在变量名前加关键字extern，且不要显示地初始化变量： 变量名的作用域（scope）：以花括号分隔 全局作用域（global scope） 块作用域（block scope） 复合类型（compound type） 引用（reference），此处指左值引用（lvalue reference）。 int ival = 1024;int &refVal = ival; //refVal指向ival（是ival的另一个名字）int &refVal； //报错，引用必须被初始化 引用不是对象，只是已经存在的对象的另一个名字。程序将引用和他的初始值绑定（bind）在一起，而不是直接将初始值拷贝给引用。 指针（pointer） int i = 42; int &r = i; //&紧随类名出现，因此是声明的一部分，r是一个引用int *p; //*紧随类名出现，因此是声明的一部分，p是一个指针p = &i; //&出现在表达式中，是一个取地址符*p = i; //*出现在表达式中，是一个解引用符int &r2 = *p; 指针是对象，允许赋值和拷贝，且在指针的生命周期内它可以先后指向不同的几个对象。 指针无需在定义时赋值。 指针类型和它所指向的对象的类型必须匹配。 int *ip1, *ip2;int val = 4;int *p = &val; 如果指针指向了一个对象，则允许用解引用符（操作符*）来访问该对象： int ival - 42;int *p = &ival;cout << *p; //由符号*得到指针p所指的对象，输出42*p = 0; //由符号*得到指针p所指的对象，即可经由p为变量ival赋值cout << *p; //输出0 符号的含义由上下文决定 空指针 int *p1 = nullptr;int *p2 = 0;int *p3 = NULL; //需要首先#include cstdlib 建议初始化所有指针 面对一条比较复杂的指针或引用的声明语句时，从右向左阅读有助于弄清它的真实含义。 const限定符 定义常量。 - 指针和const    - 顶层const（top-level const）：表示指针本身是个常量    - 底层const（low-level condt）：表示指针所指的对象是个常量 指向常量的指针（pointer to const） const double pi = 3.14;double *ptr = &pi; //错误！const double *cptr = &pi; //正确*cptr = 42; //错误！cptr指向常量，不能向常量赋值double dval = 3.14; cptr = &dval; //正确，但不能通过cptr改变dval的值，因为cptr以为自己指向的是常量 常量指针（const pointer） int errNum = 0;int *const curErr = &errBum; //curErr将一直指向errNumconst double pi = 3.14;const double *const pip = &pi; //pip是一个指向常量对象的常量指针 constexpr和常量表达式 C++11新标准：将变量声明为constexpr类型以便由编译器来验证变量的值是否是一个常量表达式。（用const，有些常量的具体值直到运行时才能获取） 在constexpr声明中如果定义了一个指针，限定符仅对指针有效，与指针所知的对象无关。也就是说它把所定义的对象置为顶层const。 const int *p = nullptr; //p是一个指向常量的普通指针constexpr int *q= nullptr; //q是一个常量指针constexpr int i = 42;constexpr const *p = &i; 处理类型 类型别名（type alias） typedef <br>typedef double wages;   //wages是double的同义词 <br>typedef wages base, *p; //base是double的同义词，p是double*的同义词 <br> 别名声明（alias declaration） <br>using S1 = Sales_item;  //S1是Sales_item的同义词 <br> auto类型说明符 让编译器替代我们去分析表达式所属的类型。 auto一般会忽略顶层const <br>const int i =1;     //i是整型常量 <br>auto b = i;         //b是一个整数 <br>const auto c = i;   //c是整型常量 <br> decltype类型指示符 const int ci = 0, &cj = ci; decltype(ci) x = 0; //x的类型是const intdecltype(cj) y = x; //y的类型是const int&，y绑定到变量xdecltype(cj) z; //错误：z是一个引用，必须初始化 int i = 42, *p = &i, &r = i; decltype(r + 0) b; //正确：加法的结果是int，因此b是一个未初始化的intdecltype(*p) c; //错误：c是int&，必须初始化 decltype((v))(注意双层括号)的结果永远是引用。 decltype处理顶层const和引用的方式与auto有些许不同。如果decltype使用的表达式是一个变量，则decltype返回该变量的类型（包括顶层const和引用在内）。 自定义数据结构 头文件通常包含哪些只能被定义一次的实体，如类、const和constexpr变量等。 预处理器（preprocessor）：如#include，当预处理器看到#include标记时就会用指定的头文件内容替代#include。 头文件保护符（header guard）:有效防止重复包含发生 一般把预处理变量的名字全部大写 <br>#ifdef      //当且仅当变量已定义时为真 <br>#ifndef     //当且仅当变量未定义是为真 <br>#define     //把一个名字设定为预处理变量 <br>#endif      //与#ifdef和#ifndef匹配，执行它们的后续操作知道#endif指令止 <br> #ifndef SALES_DATA_H#define SALES_DATA_H#include <string>struct Sales_data { ... //此处省略 }；#endif 参考：C++Primer第五版 介绍语言的基本知识和标准库 相关文章： 第一章C++：函数返回值、GNU编译器命令 第三章C++：字符串string、向量vector和数组

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