#C++ Primer Plus# 第三章 处理数据

• 面向对象编程（OOP）的本质：设计并扩展自己的数据类型

• 内置C++数据类型

  
  C++数据类型
• 标识存储的数据的方法：使用变量
• C++中的算术运算
• C++中的类型转换

3.1 简单变量

信息存储的三个基本属性：

• 信息将存储在哪里
• 要存储什么值
• 存储何种类型的信息

3.1.1 变量名

C++变量命名规则：

• 在名称中只能使用字母字符、数字和下划线（_）
• 名称的第一个字符不能是数字
• 区分大小写字符
• 不用使用C++关键字作为名称
• 以两个下划线或下划线和大写字母打头的名称将被保留给实现（编译器及其使用的资源）使用。以一个下划线开头的名称被保留给实现，用作全局标识符（名称被声明的位置）
• C++对于名称的长度没有限制，名称中所有的字符都有意义，但有些平台有长度限制。（ANSI C只保证名称中的前63个字符有意义）

多个单词组成名称的处理方法：

• 使用下划线字符分开单词（C程序员惯用）
• 从第二个单词开始首字母大写（Pascal程序员惯用）

3.1.2 整型

• 语言只能表示所有整数的一个子集
• 不同C++整型使用不同的内存量来存储整数，使用的内存量越大，可表示的整数范围就越大

3.1.3 整型short、int、long、long long

1. C++确保这些类型的最小长度：

   • short至少16位
   • int至少与short一样长
   • long至少32位，且至少与int一样长
   • long long至少64位，且至少与long一样长

2. 位：计算机内存的基本单元，每一位都有0/1两种可能。

3. 字节：8位的内存单元。

4. C++字节：由至少能够容纳实现的基本字符集的相邻位组成，即可能的取值数目必须等于或超过字符总数。在使用ASCII码的系统中，一个字节表示8位；在使用Unicode的系统中，一个字节表示16或32位。

5. short是short int的简称，long是long int的简称

6. sizeof运算符返回类型或变量的长度，对类型名，将名称放在括号中；对变量名，括号是可选的。eg：sizeof(int); sizeof n_short;

7. 头文件climits定义了表示各种限制的符号名称，比如 INT_MAX

8. #define INT_MAX 32767 中#define是一个预处理器编译指令，它查找独立的token（单独的单词），跳过嵌入的单词，进行替换

9. 变量初始化的三种方式：

   • int owls = 101; // 来自C语言
   • int wrens(432); // C++方式
   • int hamburgers = {24}; //C++11初始化方式，用于数组或结构，也可用于单值变量

10. C++11初始化方式

    • int a{2};//a=2
    • int b = {3};//b=3
    • int c{};//c=0
    • int d = {};//d=0

C++11使得可将大括号初始化器用于任何类型（可以使用等号，也可以不使用），这是一种通用的初始化语法。

3.1.4 无符号类型

1. 优点：增大变量能够存储的最大值
2. 使用：使用关键字unsigned（unsigned int的缩写）

3. 典型的整型溢出行为

   
   典型的整型溢出行为

3.1.5 选择整型类型

1. int被设置为目标计算机的自然长度（natural size，指的是计算机处理起来效率最高的长度）
2. 如果没有非常有说服力的理由，则选择int
3. 如果变量表示的值不可能为负，则使用无符号类型
4. 如果知道可能表示的整数值大于16位证书的额最大可能值，则使用long
5. 如果存储的值操作20亿，则使用long long
6. 当有大型整型数组或节省内存很重要时才使用short

3.1.6 整型字面值

1. 十进制：第一位是1~9
2. 八进制：第一位是0
3. 十六进制：前两位是0x或0X
4. 虽然有不同的表示方式，但是都将以相同的方式（二进制数） 存储在计算机中
5. 控制符oct或hex，实际上是一条消息，告诉cout采取何种行为

int a = 10;
//输出八进制
cout <<oct
 <<a;
//输出十六进制
cout <<hex
 <<a;

3.1.7 C++如何确定常量的类型

1. 除非有理由（使用特殊后缀或者值太大）存储为其他类型，否则默认将整型常量存为int
2. 首先看后缀
   • long：l/L后缀
   • unsigned int：u/U 后缀
   • unsigned long：ul/uL/Ul/UL后缀
   • long long 和 unsigned long long 同理
3. 其次看长度
   • 对于不带后缀的十进制整数的考虑顺序：int 、long、long long
   • 对于不带后缀的十六进制或八进制整数的考虑顺序：int、unsigned int、unsigned long、long long、unsigned long long

3.1.8 char类型：字符和小整数

1. 存储字母：通过字母的数值编码解决问题
2. char用来处理字符，也可以用做比short更小的整型
3. cin和cout的转化作用：根据变量类型，输入和输出字符类型
4. C++对字符使用单引号，对字符串使用双引号
5. cout.put(字符常量/字符变量) 函数
   • 作用：显示一个字符
   • 是ostream的一个成员函数，句号是成员运算符
   • 历史缘故：cout在C++Release 2.0之前，cout将字符变量显示为字符，而将字符常量显示为数字
6. char字面值
   • 常规字符：使用单引号括起
   • 非常规字符（比如单引号）：使用转义字符（\）转义，可以使用数字转义序列或字符转义序列（比如 \0x8和\b都表示退格）
7. 通用字符名
   • C++支持一个基本的源字符集，即可用来编写源代码的字符集
   • C++标准还允许实现提供扩展源字符集和扩展执行字符集
   • C++提供一种表示特殊字符的机制，独立于任何特定的键盘，使用通用字符名（universal character name）
   • \u + 8个十六进制位
   • \U + 16个十六进制位
8. signed char和unsigned char
   • char在默认情况下既不是有符号也不是没有符号的，是否有符号由C++实现决定
   • signed char范围-128~127，unsigned char范围0~255
9. wchar_t
   • 解决的问题：程序需要处理的字符集无法使用一个8位的字节表示
   • 解决方法1：如果大型字符集是实现的基本字符集，那么编译器厂商可以将char定义为一个16位字节或者更长的字节
   • 解决方法2：使用wchar_t (宽字符类型)，底层的类型取决于C++实现，可能是unsigned short或int等
   • wcin和wcout可以处理wchar_t流
   • 加上前缀L来指示宽字符常量和宽字符串（如，L"tall"）
10. C++ 11新增类型：char16_t 和 char32_t
    • 解决的问题：Unicode的普及，对特定长度和符号特征的类型的需要，而wchar_t随实现而不同
    • 使用前缀u指示char16_t，无符号，长16位
    • 使用前缀Ｕ指示ｃｈａｒ32_t，有符号，长32位

3.1.9 bool类型

1. C++将非零值解释为true，将零解释为false
2. 任何数字值或指针值都就可以被隐式转换为bool值

3.2 const限定符

符号常量的表示：

• 名称首字母大写
• 整个名称大写
• 使用前缀k
• ......

如果声明常量时没有提供值，则该常量的值将是不确定的，且无法修改的。

const较#define的优点：

• 能够明确指定类型
• 可以用使用C++的作用域规则将定义限定在特定的函数或文件中
• 可以将const用于复合类型

ANSI C和C++中const的区别：

• 作用域规则
• C++中可以用const值声明数组长度

3.3 浮点数

小数，带小数部分的数字，分两部分存储，一部分表示值，另一部分表示缩放因子（用来移动小数点的位置）。

3.3.1 书写浮点数

1. 标准小数点表示法
2. E表示法
   • d.dddE+n表示将小数点向右移动n位
   • d.dddE-n表示将小数点向坐移动n位

E表示法

3.3.2 浮点类型

1. C++有3中浮点类型：float、double、long double
2. 表示：有效数位+允许的指数最小范围
3. 有效位（significant figure）：数字中有意义的位
4. 可以查看头文件cfloat获取系统对浮点数的限制

3.3.3 浮点常量

1. 默认情况下为double类型
2. 如果希望常量为float类型，请使用f或F后缀
3. 如果希望为long double，可使用l或L后缀

3.3.4 浮点数的优缺点

1. 可以表示整数之间的值
2. 由于有缩放因子，可以表示更大范围的的数
3. 浮点运算速度慢，精度低

3.4 C++算术运算符

3.4.1 运算符优先级和结核性

1. 仅当两个运算符被用于同一操作数时，优先级和结合性规则才有效
2. C++使用优先级规则来确定首先使用哪个运算符
3. 可以使用括号来执行自己定义的优先级
4. 当两个运算符优先级相同时，C++看操作数的结合性是从左到右还是从右到左

3.4.2 除法分支

除法运算符（\）的行为取决于操作数的类型

除法运算符的行为取决于操作数的类型

3.4.3 求模运算符

求模运算符（%）：返回整数除法的余数

3.4.4 类型转换

自动类型转换的情况：

• 将一种算术类型的值赋给另一种类型的变量
• 表达式中包含不同的类型
• 将参数传递给函数时

#1：初始化和赋值进行的转换

转换	潜在的问题
将较大的浮点类型转换为较小的浮点类型，比如double转float	精度降低；当值超出范围时，结果不确定
将浮点型转为整型	小数部分丢失；当值超出范围时，结果不确定
将较大的整型转为较小的整型，如long转short	当值超出范围时，通常只复制右边的字节

#2：以{}方式初始化（列表初始化）时进行的转换（C++11）

列表初始化不允许缩窄

#3：表达式中的转换

自动转换	不同类型运算时转换
- bool、(unsigned)char、short 自动转为 int，因为int类型是计算机的自然类型<br />- 若short比int短，则unsigned short被转为int；若长度相同，则unsigned short被转为unsigned int<br />- wchar_t被转换成下列第一个宽度足够存储其取值范围的类型：int、unsigned int、long和unsigned long	1. 按下列顺序，当有一个类型符合，则另一个操作数将被转换成同一类型：long double>double>float <br />2. 整型提升<br />3. 比较有无符号和操作数的级别

#4：传递参数时的转换

1. C++对char和short类型应用整型提升
2. 将参数传递给取消原型对参数传递控制的函数时，C++将float参数提升为double

#5：强制类型转换

1. 强制类型转换不会改变变量本身，而是创建一个新的、指定类型的值
2. 强制类型转换格式
   • (typename) vlaue //C Style
   • typename (vlaue) //C++ Style，就像函数调用一般
3. static case<typename> value //更严格的类型转换

3.4.5 C++11中的auto声明

• 让编译器根据初始值的类型推断变量的类型
• 一般用于处理复杂类型，比如STL中的类型