C++ Primer Plus学习：第三章

C++入门第三章：处理数据

面向对象编程（OOP）的本质是设计并扩展自己的数据类型。

内置的C++数据类型分为基本类型和复合类型。

基本类型分为整数和浮点数。

复合类型分为数组、字符串、指针和结构。

C++通过使用变量来存储数据。

1. 简单变量

为把信息存储在计算机中，程序必须记录三个基本属性：

• 信息将存储在哪里
• 要存储什么值
• 存储何种类型的信息

1 变量名

C++提倡使用一种有含义的变量名。在命名变量时必须遵守以下规则：

• 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。
• 区分大写字母和小写字母。
• 不能将C++关键字作为名称。
• 以两个下划线和下划线和大写字母大头的名称被保留给实现（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。
• C++对名称的长度没有限制，名称中所有的字符都有意义，但有些平台长度有限制。

最后一点和C99标准中有所不同，C99标准只保证名称的前63个字符有意义。

2 整型

整型有short、int、long、long long四种类型。

注：VC++6.0不支持long long型

• short至少16位；
• int至少与short一样；
• 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。

不同的操作系统int的长度是不同的。

要知道系统中整型的最大长度，可以在程序中使用C++工具进行检查，sizeof可以实现该功能，sizeof返回到的是类型或变量的（字节）长度。

Climits（老式：limits.h）包含了关于整型限制的信息。

climits中的符号变量：

符号常量	表示
CHAR_BIT	char的位数
CHAR_MAX	char的最大值
CHAR_MIN	char的最小值

1）变量的初始化：

C++11中变量的初始化方式（可用于数组和结构，C98中也可用于单值变量）：

int ham={24};

或者可以是：

int emus{7}

或者也可以是：

int roc={}; //roc=0

2）无符号整数

unsigned int、unsigned short、unsigned long、unsigned long long。

先说明变量数值越界的问题：

例：

exceed.cpp

//测试有符号整数和无符号整数越界（上溢或下溢）时的情况。

#include<iostream>

using namespace std;

int main(void)

{

short a; //a为有符号整数

unsigned b; //b为无符号整数

a=0;b=0;

cout<<"a为有符号整数，b为无符号整数。"<<endl;

cout<<"本操作系统中无符号整数最大为："<<USHRT_MAX<<endl;

cout<<"a=0,b=0"<<endl;

a=a-1;

b=b-1;

cout<<"a-1为："<<a<<endl;

cout<<"b-1为："<<b<<endl;

a=SHRT_MAX; //a为有符号整数的最大值

b=a;

cout<<"a为有符号整数，b为无符号整数。"<<endl;

cout<<"本操作系统有符号整数最大为："<<SHRT_MAX<<endl;

cout<<"a= SHRT_MAX,b= SHRT_MAX"<<endl;

a=a+1;

b=b+1;

cout<<"a+1为："<<a<<endl;

cout<<"b+1为："<<b<<endl;

return 0;

}

在windows7SP1的32位系统中使用VC++6.0运行得到的结果如下：

注：C++确保了无符号类型的这种行为，但C++并不保证符号整型超越限制的不出错。

3）选择整型类型

C++中提供了大量的整型。如没特殊情况，应选择int型，使用此类型时计算机的处理效率最高。

若变量的值为非负，则可采用无符号型。

若变量的最大可能值超过16wei位，使用long，若超过20亿，使用long long。

若使用大型数组且存储的值小于16位，使用short。

4）整型字面值

C++支持三种计数方式：十进制（decimal）、八进制（octal）、十六进制(hexadecimal)。

• 第一位为1~9，为十进制。
• 第一位为0，第二位为1~7，为八进制。
• 前两位为0x或0X，为十六进制。

另外，cout定义了控制符dec、hex、oct来指示cout以十进制、十六进制和八进制格式显示整数。

例：displaydechexoct.cpp

//使用cout控制符显示整数的十进制、十六进制和八进制形式。

#include<iostream>

using namespace std;

int main(void)

{

int a=42; //定义十进制的a

cout<<"使用不同的形式表示整数。"<<endl;

cout<<dec; //设定以十进制形式显示整数

cout<<"a="<<a<<"（十进制形式）"<<endl;

cout<<hex; //设定以十六进制形式显示整数

cout<<"a="<<a<<"（十六进制形式）"<<endl;

cout<<oct; //设定以八进制形式显示整数

cout<<"a="<<a<<"（八进制形式）"<<endl;

return 0;

}

5) C++确定常量类型的方法

在int为16位，long为32位的系统上，20000为int型，40000为long型，3000000000为long long型。

通过后缀也可确定常量的类型，l,L代表long型；ll,LL代表long long型；还有ull,ULL,ul,lu,LU,UL等。通常使用大写，以免l和1混淆。

6）char类型：字符和小整数

char是专为存储字符而设计的。char是另一种整型。他足够长，能够表示计算机系统中所有的基本符号。

在美国，最常用的字符集是ASCII字符集。

C++使用的是其主机系统的编码——例如IBM大型机使用EBCDIC编码。

C++支持的宽字符类型可以存储更多的值，如国际Unicode字符集使用的值。

• 成员函数cout.put()

函数cout.put()是一个重要的C++OOP概念——成员函数的一个例子。

类定义了如何表示和控制数据。成员函数归类所有，描述了操纵类数据的方法。

比如说类ostream有一个put()成员函数用来输出字符。只能通过类的特定对象（比如cout对象）来使用成员函数。要通过对象来使用成员函数必须通过句点（.）将对象名和函数名称（put()）连接起来。句点被称为成员运算符。cout.put()表示通过类对象cout来使用函数put()。

• char字面值（转义字符）

每个字符有对应一个ASCII值。

有些字符不能很直接通过键盘输入到程序中。例如回车。同时双引号不能包含在字符串中。为此，C++提供了一种特殊的表示方法——转义序列。

下表中列出了一些转义序列的编码：

字符名称	ASCII符号	C++代码	十进制数
换行符	NL(LF)	\n	10
水平制表符	HT	\t	9
垂直制表符	VT	\v	11
退格	BS	\b	8
回车	CR	\r	13
振铃	BEL	\a	7
反斜杠	\	\\	92
问号	?	\?	63.
单引号	'	\'	39
双引号	"	\"	34

例：

escapecharacter.cpp

//使用转义字符

#include<iostream>

using namespace std;

int main(void)

{

long passwords1,passwords2;

cout<<"测试密码程序。"<<endl;

cout<<"请输入密码：________\b\b\b\b\b\b\b\b"<<endl; //使用转义字符

cin>>passwords1;

cout<<"请再次输入密码：________\b\b\b\b\b\b\b\b"<<endl; //使用转义字符

cin>>passwords2;

if (passwords1==passwords2)

cout<<"输入一致。"<<endl;

else

cout<<"输入不一致！！"<<endl;

return 0;

}

通用字符名

C++使用通用字符名表示特殊字符。用法类似转义字符。

通用字符名使用\u和\U打头。其中\u后接8个十六进制位，\U后接16个十六进制位。这些为表示的是ISO 10646码点。

如果若用的实现支持扩展字符，则可在标识符和字符串中使用通用字符名。

例：

int k\u00F6rper;

cout<<"Let them eat g\u00E2teau.\n";

注：VC++6.0不支持扩展字符。

• signed char 和unsigned char

在默认情况下，char既不是有符号的，又不是无符号的。

但如果将char作为数值型来看待，signed char 和unsigned char的差异就很重要了。signed char表示的范围为-128~127，unsigned char 表示0~255；

• wchar_t为宽字符类型
• bool类型

C++新标准中加入了bool类型。他有两个预定义字面值：true和false

例：bool is_ready=true

bool可转化成整型，true=1，false=0。

反过来，整型也可以转化成bool型，非零：true，零：false。

注：VC++6.0不支持bool型。

2 const限定符

C++处理符号常量的办法：使用const定义。

例：const int Month=12;

const可以定义整型和浮点型等多种数据类型的符号常量。

这样就可以在程序中使用常量Month了。

常量如果被初始化后，其值是固定的，是无法修改的，若未给其赋值，则其值是位置的也是不可改变的。

常量的标记方法：

• 首字母大写：Month
• 以k打头：kmonth
• 其他……

3 浮点数

C++第二种基本数据类型：浮点数。浮点数能够用来表示带小数部分的数字。

计算机分两部分来存储浮点数。一部分用来表示值，一部分进行方法和缩小。如：34.1=0.341*100；真正的存储是以二进制进行缩放的。

• 浮点数的书写

浮点数的书写有两种格式。

第一种为常用的标准小数法：

12.34、-1010.121、-0.0000001；

第二种为E表示法：

2.14e+12、5.12E-12；

e和E均为可选的。

• 浮点类型

C++有三种浮点类型：float、double、long double。

有效位数的要求：float至少32位。double至少48位，且不少于float。这三种类型的有效位数可以一样多。

通常时，float为32位，double为64位，long double为80、96或128位。另外，这3种类型的指数范围至少是-37到37。

注：cout显示时会删除结尾的0显示。

浮点常量

后缀加f或F。

默认是double型。

4 C++算数运算符

C++提供了五种基本算数计算：加法、减法、乘法、除法和求模。每种计算均有两个操作数。

注：如果除法的两个操作数均为整数，则为整除。

求模的两个操作数必须均为整数，否则会报错。

类型转换

C++自动进行的类型转换：

• 将一种算术类型的值付给另一种算数类型的变量时，C++将对值进行转换。
• 表达式中包含不同的类型时，C++将对值进行转化。
• 表达式中包含不同的类型时，C++将对值进行转化。
• 将参数传递给函数时，C++将对值进行转换。

数值转换可能出现的问题：

转换	问题
较大浮点类型转化成较小的浮点类型，double变成float	有效位数降低，值会超出目标类型的取值范围，则值是未知的。
浮点型转化成整型	小数部分丢失，原来的值超出目标值的取值范围，结果不确定。
较大整型转化成较小整型	通常会超过目标类型的取值范围，只复制右边的类型。

使用{}的初始化时的转换（C++11）

它对类型的转化比较严格，不允许缩窄。即不允许变量的类型无法表示赋给它的值。

表达式中的转换

自动转化：在计算表达式时，C++将bool,char,unsigned char,signed char,short转化为int。此过程也被称为整型提升。

例：

short a=1;

short b=2;

short c=a+b;

计算过程：程序取得a,b的值后，将他们转化成int型，最后再将结果转化成short型。

C++表达式中的转化通过查阅校验表进行修改。

C++11的校验表如下：

• 如果有一个操作数的类型是long double，则另一个操作数转化成long double。
• 如果有一个操作数的类型是double，则另一个操作数转化成double。
• 如果有一个操作数的类型是float，则另一个操作数转化成float。
• 若操作数均为整数，进行整形提升。
• 在这种的情况下，两个操作数均为有符号的或者是无符号的，且其中一个比另一个低，则转化为级别高的。
• 如果一个操作数有符号的，另一个操作数是无符号的，无符号的操作数级别比有符号的高，则有符号的操作数转化成无符号的操作数所属的类型。
• 否则，有符号类型能够表示无符号类型的所有可能取值，则将无符号操作数转化成有符号操作数所属的类型。
• 否则，将两个操作数都转化成有符号类型的无符号版本。

整型级别：

从高到低：long long、long、int、short和signed char。

char、int、short和signed char等级相同。

强制类型转换

两种方式：

(typename) value;

typename (value);

第一种为C语言，第二种为C++。