【C++ Primer】变量和基本类型

目录

二、变量

三、复合类型

四、const限定符

五、处理类型

六、自定义数据结构

一、 基本内置类型

1、算术类型分为整形和浮点型，常见的算术类型：char：1个字节，short：2个字节，int：2个字节，long：4个字节，float：4个字节，double：8个字节，long long【c++11】：8个字节。可寻址的最小内存块称为“字节（byte）”，存储的基本类型称为“字（word）”。

2、带符号数和无符号数（unsigned）：带符号数可以表示正数、负数或0；无符号数则只能表示大于0的数（嵌入式软件开发中常使用此类型）。

    注意【Note】：

a、切勿混用带符号类型和无符号类型，因为当无符号取值为负时，会出现异常结果。

3、如何选用类型：

（1）当明确知道数值不可能为负时，选用无符号类型。

（2）使用int进行整数运算，如果数值超过int的表示范围，则选用long long。

（3）执行浮点运算选用double。

4、字符和字符串字面值：‘a’表示字符字面值，“Hello”表示字符串字面值。编译器在每个字符串结尾处添加一个空字符（‘\0’），所以字符串实际长度比内容多1。

二、变量

1、变量提供一个具名的、可供操作的存储空间。每个变量都有数据类型，数据类型决定着变量所占内存大小、存储的值的范围、以及变量可以参与的运算。

2、列表初始化【c++11】：int a={0}。

    注意【Note】：

初始化不是赋值，初始化的含义是创建变量时赋予其一个初始值，而赋值的含义是把对象当前值擦除，用一个新值代替。

函数体外的内置类型如果没有初始化，则其值默认为0或者空字符（串），而定义于函数体内的内置类型如果没有初始化，则其值是随机的，所以建议初始化每一个内置类型的变量。

3、变量的声明和定义：int i;--->声明;extern double pi=3.14;--->定义（extern关键字使得该变量可以在工程中其他文件中使用）。声明使得名字被程序所知，一个文件如果想使用别处定义的名字则必须包含对那个名字的声明；而定义负责创建与名字关联的实体，定义会申请存储空间。

【Note】：

    变量只能被定义一次，但是可以被多次声明，建议第一次使用变量时再定义它，不宜定义同名的局部变量。

4、变量命名规范：

（1）标识符要能体现实际含义。

（2）自定义标识符不能连续出现两个下划线，也不能以下划线紧连大写字母，定义在函数外的标识符不能以下划线开头。

（3）变量一般用小写字母。

（4）标识符一般以大写字母开头，单词间应有明显区分：Sales_item。

三、复合类型

1、引用：int &a=b;或者int b=1,&a=b;

每个引用都必须以符号&开头。

【Note】:

    a、引用并非对象，没有实际地址，它只是已存在的对象的别名，所以不能定义引用的引用。

    b、引用必须初始化，因为引用无法重新绑定到另一个对象。

引用（非const引用）只能绑定在对象上，而不能与字面值或者某个表达式绑定在一起，并且类型要与绑定的对象类型严格匹配。

2、指针：int a=1,*p=&a;

    指针存放变量的地址，如果一条语句中定义了多个指针变量，则每个变量都必须以符号*开头。指针应该属于四种状态：（1）指向一个对象（2）指向紧邻对象所占空间的下一个位置（3）空指针（4）无效指针。

    只要指针有一个合法值，就能将它用在条件表达式中，例如检查指针是否合法：if(p){...}，非法指针会造成不可预计的后果。

    空指针：不指向任何对象，试图在使用一个指针前可以先检查其是否为空（防止出现内存问题）。得到空指针有三种方式：（1）int *p=nullptr【c++11】;（2）int *p=0;（3）int *p=NULL（包含头文件cstdlib）。

    void *指针：可以用于存放任意对象的地址。

【Note】：

指针本身是一个对象，允许对指针赋值和拷贝，但是指针不能指向引用。

    b、指针在定义时无须初始化（一般不建议，容易产生内存问题）。

解引用操作符（*）仅适用于确实指向了某个对象的有效指针，对无效指针进行拷贝和访问都是非法的。 

不能直接把int等类型的变量赋给指针，即使它的值是0；

建议初始化所有指针，如果实在不知道指针该指向何处，就把它初始化为空指针。

3、数组：char a[] = “hello”;

    数组要么在静态存储区被创建（如全局数组），要么在栈上被创建。数组名对应着（而不是指向）一块内存，其地址与容量在生命期内保持不变，只有数组的内容可以改变。

4、理解复合类型的声明：面对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。例如：int *&r=p;--->r是对指针p的引用。

四、const限定符

1、被const限定的对象具有只读属性，const对象一旦创建后其值就不能改变，所以const对象必须初始化。例如：const int BufSize=512;默认情况下，const对象只在文件内有效，如果想在多个文件之间共享const对象，必须在变量的定义之前添加extern关键字。

2、对const的引用（常量引用）：const int ci=1024;const int &r=ri;对常量的引用不能用作修改它所绑定的对象。在初始化常量引用时，允许用任意表达式作为初始值，只要该表达式可以转换成引用的类型即可，允许为一个常量引用绑定非常量的对象、字面值，甚至是一般表达式。非常量引用不能绑定到常量对象上。对const的引用常用于函数参数中。

3、指针和const：

（1）指向常量的指针：int a=1;const int *p=&a;要想存放常量对象的地址，只能使用指向常量的指针。

（2）常量指针：int a=1;int *const p=&a;常量指针必须初始化，一旦初始化完成，存放指针的地址就不能再改变了。

（3）指向常量的常量指针：int a=1;const int *constp=&a;指针所指的对象的值和自己的地址均不能改变。

4、顶层const和底层const：顶层const表示指针本身是常量（例如：int *const p=&a），底层const表示指针所指的对象是一个常量（例如：const int *p=&a）。顶层const可以表示任意的对象是常量，比如算术类型、类、指针等，底层const则与指针和引用有关。

具有相同的底层const资格，或者两个对象可以进行转换。

5、constexpr和常量表达式

（1）常量表达式：值不会改变并且在编译过程中就能得到计算结果的表达式。显然字面值属于常量表达式，用常量初始化的const对象也是常量表达式。

    一般来说，如果你认定变量是一个常量表达式，那就把它声明为constexpr类型【c++11】。声明为constexpr的变量一定是常量而且必须用常量表达式初始化。

    constexpr int a = 20;

（2）字面值类型：常量表达式类型比较简单，值显而易见，就把它们称为字面值类型。算术类型、引用和指针类型都属于字面值类型，而类库、I/O库、string类型则不属于字面值类型，不能被定义为constexpr。定义为constexpr的指针的初始值必须为nullptr或者0。另外，用constexpr声明的指针是常量指针。

五、处理类型

1、类型别名：某种类型的同义词，可以让复杂的类型名字变得简单明了。

（1）typedef ：typedef char *pstring；const pstring cstr = 0；pstring是char*的别名，基本类型是指针，所以cstr的类型是指向char的常量指针。

（2）using【c++11】：using v_int = vector<int>；v_int是vector<int>的类型别名。

2、auto类型说明符【c++11】：让编译器替我们去分析表达式所属的类型，auto定义的变量必须有初始值。可以使用auto声明多个变量，但是所有变量的类型必须一致。

3、decltype类型说明符【c++11】：decltype(f()) sum = x，选择并返回操作符的数据类型。

不是一个变量，则decltype返回表达式结果对应的类型。

解引用操作，decltype将得到引用类型。

括号变量，结果将是引用。

int i=42,*p = &i,b,&r = i;
decltype(r+0) b;//加法的结果是int，因此b的类型是int。
decltype(*p) c = b;//c是int&，必须初始化。
decltype((i)) d = c;//d是int&。

六、自定义数据结构

1、类数据成员：类的数据成员定义了类的对象的具体内容，可以为数据成员提供一个类内初始值【c++11】。创建对象时，类内初始值将用于初始化数据成员，没有初始化的成员将被默认初始化。

2、预处理器概述：预处理器是在编译之前执行的一段程序，可以部分地改变我们的程序。例如#include，预处理器会将指定的头文件代替#include，还有宏定义#define。

3、头文件保护符：防止重复包含头文件。要有意识地设置头文件保护符。

#ifndef text_H//当变量为定义时为真。
#define text_H//宏定义变量。
#endif