2 基本數(shù)據(jù)類型與表達式(基礎(chǔ))

簡單數(shù)據(jù)的描述

??基本數(shù)據(jù)類型和表達式（基礎(chǔ)部分）主要內(nèi)容數(shù)據(jù)類型的概念C++基本數(shù)據(jù)類型常量與變量變量值的輸入操作符表達式表達式值的輸出數(shù)據(jù)類型從本質(zhì)上講，用計算機解決各種實際問題是通過用計算機程序?qū)Ψ从硨嶋H問題的一些數(shù)據(jù)進行處理來實現(xiàn)的：

程序=算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)程序中首先要對數(shù)據(jù)進行描述。為了實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的可靠、有效處理，常常把數(shù)據(jù)進行分類，從而形成不同的數(shù)據(jù)類型。一種數(shù)據(jù)類型由兩個集合構(gòu)成：值集：規(guī)定了該數(shù)據(jù)類型能包含哪些值（包括這些值的結(jié)構(gòu)）。操作（運算）集：規(guī)定了對值集中的值能實施哪些運算。例如：整數(shù)類型就是一種數(shù)據(jù)類型，它的值集：由整數(shù)構(gòu)成，它的操作集：加、減、乘、除等運算。數(shù)據(jù)類型的分類數(shù)據(jù)類型一般可以分為：簡單數(shù)據(jù)類型值集中的數(shù)據(jù)是不可再分解的簡單數(shù)據(jù)。如：整數(shù)類型、實數(shù)類型等。復(fù)合數(shù)據(jù)類型值集中的數(shù)據(jù)是由其它類型的數(shù)據(jù)按照一定的方式組織而成。如：向量（由分量組成）、矩陣（由具有行、列關(guān)系的元素組成）、學(xué)生信息（由學(xué)號、姓名、出生日期等屬性組成）、...。C++數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型語言預(yù)先定義好的數(shù)據(jù)類型，常常又稱為標準數(shù)據(jù)類型或內(nèi)置數(shù)據(jù)類型（built-intypes）。它們都是簡單類型。構(gòu)造數(shù)據(jù)類型利用語言提供的類型構(gòu)造機制從其它類型構(gòu)造出來的數(shù)據(jù)類型。它們大多為復(fù)合數(shù)據(jù)類型。抽象數(shù)據(jù)類型利用數(shù)據(jù)抽象機制把數(shù)據(jù)的表示對使用者隱藏起來的數(shù)據(jù)類型。它們一般為復(fù)合數(shù)據(jù)類型，在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計中用于描述對象。C++基本數(shù)據(jù)類型C++基本數(shù)據(jù)類型包括： 整數(shù)類型實數(shù)類型字符類型邏輯類型空值類型基本數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)能被機器指令直接進行操作。整數(shù)類型整數(shù)類型通常用于描述整數(shù)。C++按精度提供以下整數(shù)類型：intshortint或shortlongint或long

“shortint”的范圍≤“int”的范圍≤“l(fā)ongint”的范圍在計算機內(nèi)部，上述整數(shù)類型的值采用固定長度的2的補碼表示。通常情況下：shortint占2個字節(jié)（-32768～32767）longint占4個字節(jié)（-2147483648～2147483647）int占2個或4個字節(jié)，一般由計算機的字長決定。C++新標準還提供了longlongint（8個字節(jié)）無符號整數(shù)類型C++還提供了以下的無符號整數(shù)類型：unsignedint或unsignedunsignedshortint或unsignedshortunsignedlongint或unsignedlong它們所占的內(nèi)存大小與相應(yīng)的有符號整數(shù)類型相同，但沒有表示符號的二進制位，所有二進制位都用于表示絕對值。無符號整數(shù)類型的用途：表示更大的正整數(shù)（可表示的最大正整數(shù)比相應(yīng)的有符號整數(shù)類型大約大一倍）。能對非負整數(shù)專門進行描述，在一些情況下可以提高程序的可靠性。表示一些非數(shù)值數(shù)據(jù)（如由二進制位構(gòu)成的設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)以及圖像的位圖數(shù)據(jù)等）。缺陷：對減法操作不是封閉的?。▋蓚€無符號整數(shù)相減，結(jié)果可能不是無符號整數(shù)）實數(shù)類型實數(shù)類型（又稱浮點型），通常用于描述實數(shù)。C++根據(jù)精度把實數(shù)類型分為：

float（單精度型）

double（雙精度型）

longdouble（長雙精度型）

“float”的范圍＜“double”的范圍≤

“l(fā)ongdouble”的范圍在計算機內(nèi)部，上述實數(shù)類型的值采用固定長度的浮點表示：float占4個字節(jié)（-3.402823466×1038～3.402823466×1038）double占8個字節(jié)（-1.7976931348623158×10308～1.7976931348623158×10308）longdouble占8個或10個字節(jié)（由具體的實現(xiàn)決定）注意：有些實數(shù)無法用C++實數(shù)類型精確表示（如0.1）字符類型字符類型通常用于描述文字類型數(shù)據(jù)中的一個字符。字符在計算機中存儲的是它的編碼。char：用于表示單子節(jié)編碼的字符。wchar_t：用于表示多字節(jié)編碼的字符。常見的字符集及其編碼ASCII字符集10個數(shù)字52個英文字母（包括大、小寫）其它一些常用符號（如標點符號、數(shù)學(xué)運算符等）采用7位二進制編碼表示（占用一個字節(jié)），可擴充成8位，最多表示256個字符。0~9十個數(shù)字、26個大寫英文字母以及26個小寫英文字母的編碼各自是連續(xù)的。c-'A'+'a'：可以把變量c中的大寫字母轉(zhuǎn)成對應(yīng)的小寫字母。在C++中用char類型描述ASCII字符。常見的字符集及其編碼（續(xù)）Unicode（國際通用字符集）包含大部分語言中的字符2～4個字節(jié)編碼C++用wchar_t描述

GB2312和GBK（簡體漢字字符集）包含大陸簡體漢字和部分繁體漢字字符2個字節(jié)編碼C++用2個char描述

Big5（繁體中文字符集）包含臺灣、香港繁體漢字字符2個字節(jié)編碼C++用2個char描述

Shift-JIS（日文字符集）包含日語漢字、假名字符2個字節(jié)編碼C++用2個char描述char類型的另一個作用：

描述比shortint范圍更小的整數(shù)由于字符編碼是個整數(shù)，因此，在C++中可把char類型的數(shù)據(jù)當作比shortint所表示的數(shù)值范圍更小的整數(shù)類型來看待。為了保證char類型數(shù)據(jù)能參加算術(shù)運算，C++提供了signedcharunsignedchar它們的區(qū)別在于：在參加算術(shù)運算時，把字符的編碼當作有符號整數(shù)還是無符號整數(shù)來看待。char是作為signedchar還是unsignedchar，不同的C++實現(xiàn)有不同的規(guī)定。邏輯類型邏輯類型用于描述“真”和“假”這樣的邏輯值，分別表示一個條件的滿足和不滿足。在C++中，邏輯類型用bool表示，它的值只有兩個：true和false，分別對應(yīng)“真”和“假”。在大多數(shù)的C++實現(xiàn)中，bool類型的值一般占用一個字節(jié)的空間，true存儲的是1，false存儲的是0。（空間浪費？）空值類型在C++中提供了一種值集為空的類型：空值型（void），用以表示：沒有返回值的函數(shù)的返回值類型通用指針類型（void*）在C++中，常常把各種int類型、各種char類型以及bool類型統(tǒng)稱為整型（integraltypes）把整型和實數(shù)類型統(tǒng)稱為算術(shù)型（arithmetictypes）整型和算術(shù)類型typedefC++允許在程序中給已有數(shù)據(jù)類型取一些別名，格式為：

typedef<已有類型><別名>;例如，下面就是給unsignedint取一個別名Uint：typedefunsignedintUint;再例如，下面就是給int取一個別名Word：typedefintWord;typedef并沒有定義新類型。其作用是便于程序的編寫和理解，并使程序簡明、清晰和易于維護。數(shù)據(jù)在程序中的表現(xiàn)形式在程序中，數(shù)據(jù)一般以兩種形式出現(xiàn)：常量：在程序執(zhí)行過程中不變（或不能被改變）的數(shù)據(jù)。變量：在程序執(zhí)行過程中可變的數(shù)據(jù)。例如，在計算圓周長的式子2*PI*r中，2和圓周率PI是常量。半徑r是變量，它的值可能在程序運行時從用戶輸入得到，或由程序的其它部分計算得到。常量在程序執(zhí)行過程中不變（或不能被改變）的數(shù)據(jù)稱為常量。在C++程序中，常量可以用兩種形式表示：字面常量：在程序中通過直接寫出常量值來使用的常量，通常又稱為直接量（literal），其所屬的類型由常量值本身決定。符號常量（命名常量）：通過常量定義給一個常量取一個名字并指定一個類型，在程序中通過常量名來使用這些常量。例如，在計算圓周長的式子2*PI*r中，2是字面常量PI是符號常量字面常量（直接量）C++的字面常量按類型可分為：整數(shù)類型字面常量實數(shù)類型字面常量字符類型字面常量字符串類型字面常量整數(shù)類型字面常量在C++程序中，整數(shù)類型字面常量可以用下面形式來書寫：十進制：由0~9數(shù)字組成，第一個數(shù)字不能是0（整數(shù)0除外），如：59，128，-72八進制：由數(shù)字0打頭，0~7數(shù)字組成，如：073，0200，-0110十六進制：由0x或0X打頭，0~9數(shù)字和A~F（或a~f）字母組成，如：0x3B,0x80,-0x48整數(shù)類型字面常量的默認類型為int，可在整數(shù)類型字面常量的后面：加上l或L，表示longint類型的常量，如：32765L

加上u或U，表示unsignedint類型的常量，如：4352U

同時加上u（U）和l（L）表示unsignedlong類型的常量，如：41152UL，或，41152LU

實數(shù)類型字面常量在C++程序中，實數(shù)類型字面常量采用十進制形式書寫。有兩種表示法：小數(shù)表示法：由整數(shù)部分、小數(shù)點和小數(shù)部分構(gòu)成，如：456.78,-0.0057，5.（5.0），.5（0.5）科學(xué)表示法：在小數(shù)表示法或整數(shù)后加上一個指數(shù)部分，指數(shù)部分由E(或e)和一個整數(shù)類型數(shù)構(gòu)成，表示基數(shù)為10的指數(shù)，如：4.5678E2,-5.7e-3實數(shù)類型字面常量默認類型為double，可以在實數(shù)類型字面常量后面：加上F(f)以表示float型，如：5.6F加上L(l)表示longdouble型，如5.6L字符類型字面常量在C++程序中，字符類型字面常量是由兩個單引號（'）括起來的一個字符構(gòu)成，其中的字符寫法可以是：字符本身，如：'A'轉(zhuǎn)義序列，由\打頭的一串符號字符的編碼八進制：'\ddd'，如：'\101'十六進制：'\xhh'，如：'\x41'特殊表示，如：'\n'（換行符）、'\r'（回車符）、'\t'（橫向制表符）、'\b'（退格符）等注意下列字符的表示：反斜杠（\）應(yīng)寫成：'\\'單引號（'）應(yīng)寫成：'\''雙引號（"）可寫成：'\"'，或'"'字符類型字符常量的類型為char。字符串類型字面常量在C++程序中，字符串類型字面常量是由兩個雙引號（"）括起來的字符序列構(gòu)成，其中的字符的寫法與字符類型字面常量基本相同。如："Thisisastring.""I\'mastudent."，或者，"I'mastudent.""Pleaseenter\"Y\"or\"N\":""Thisistwo-line\nmessage!"存儲字符串時，往往會在最后一個字符的后面存儲一個字符'\0'，表示字符串結(jié)束。字符串類型的字面常量為一維字符數(shù)組類型（構(gòu)造數(shù)據(jù)類型）。符號常量（命名常量）符號常量是指先通過常量定義給字面常量取一個名字（用標識符表示），并可指定一個類型；然后，在程序中通過常量名來使用這些常量。符號常量的定義格式為：

#define

<常量名><值>或

const

<類型名><常量名>=<值>;例如：

#definePI3.1415926或，

constdoublePI=3.1415926;符號常量的使用：2*PI*rbool類型的常量true和false可以看成是C++語言預(yù)定義的兩個符號常量，它們的值分別為1和0。使用符號常量的好處增加程序的易讀性constintPASS_SCORE=60;constintMINUTES_PER_HOUR=60;提高程序?qū)ΤＡ渴褂玫囊恢滦耘c易維護性3.14、3.1416、3.1415926constdoublePI=3.14;...2*PI*r......PI*r*r...

constdoublePI=3.1416;變量在程序執(zhí)行過程中可變的數(shù)據(jù)稱為變量。例如：在計算圓周長的式子“2*PI*r”中，半徑r就是一個可變的數(shù)據(jù)，它可能是通過用戶輸入得到，也可能由程序的其它部分計算得到。變量的基本屬性名字用于區(qū)別不同的變量，用標識符表示。類型規(guī)定了變量能取何種值以及對其能進行何種運算（操作）。值可取所屬類型的值集中的任何一個值。內(nèi)存空間和地址每個變量都擁有相應(yīng)的內(nèi)存空間以及內(nèi)存地址。實際上，程序中的變量是內(nèi)存空間的抽象！例如，在程序中交換兩個變量a和b的值，可以寫成：t=a;//引進一個臨時變量t，它的值為a的原始值a=b;//a的值變成了b的原始值b=t;//b的值變成a的原始值或者a=a+b;//a的值變成：a和b原始值的和b=a-b;//b的值變成：a和b原始值的和減去b的原始值，

//結(jié)果就是a的原始值a=a-b;//a的值變成：a和b原始值的和減去b的新值（a的原始值），

//結(jié)果就是b的原始值變量的定義C++語言規(guī)定：程序中使用到的每個變量都要有定義（有的語言不需要）。變量定義格式為： <類型名><變量名>;或者 <類型名><變量名>=<初始值>;或者 <類型名><變量名>(<初始值>);例如：inta=0;//inta(0);intb=a+1;//intb(a+1);doublex;或：inta=0,b=a+1;//同類型變量可以寫在一起，用“,”分開doublex;靜態(tài)類型語言和動態(tài)類型語言一個數(shù)據(jù)，不管是常量還是變量，它都屬于某種類型！靜態(tài)類型語言（staticallytypedlanguages）在程序中必須為每個數(shù)據(jù)明確指定一種類型。程序通常采用編譯方式執(zhí)行。動態(tài)類型語言（dynamicallytypedlanguages）在程序中不必為數(shù)據(jù)指定類型，在程序運行中數(shù)據(jù)被用到時才確定它們的類型。程序通常采用解釋方式執(zhí)行。C++是一種靜態(tài)類型語言。靜態(tài)類型語言的好處靜態(tài)類型語言的好處：提高程序的可靠性，便于編譯程序自動進行類型一致性檢查。便于產(chǎn)生高效的可執(zhí)行代碼。例如，對于“x+y”，根據(jù)x和y的數(shù)據(jù)類型，編譯程序就能在程序運行之前知道它的合法性自動進行類型轉(zhuǎn)換生成合適的機器指令變量值的輸入C++提供了多種把鍵盤輸入數(shù)據(jù)保存到變量中的途徑，最典型的途徑是利用C++標準庫中定義的對象cin和操作符“>>”來實現(xiàn)，例如：#include<iostream>//插入一些在標準庫中定義的輸入/輸出操作

//所需要的聲明usingnamespacestd;//C++標準庫中的程序?qū)嶓w是在名空間std中

//定義的。......inti;doubled;......cin>>i;//從鍵盤輸入一個整數(shù)類型數(shù)給變量icin>>d;//從鍵盤輸入一個雙精度浮點數(shù)給變量d

上述的鍵盤輸入也可以寫在一條語句中：cin>>i>>d;在輸入時，一般用空白符（空格符、制表符或回車符）作為輸入數(shù)據(jù)之間的分隔符，每一個輸入數(shù)據(jù)的格式應(yīng)與相應(yīng)變量的類型相符。例如：inti;doubled;...... cin>>i>>d;輸入的數(shù)據(jù)為：12凵3.4↙

則i的值為：12，d的值為：3.4。輸入的數(shù)據(jù)為：12↙

3.4↙

則i的值為：12，d的值為：3.4。輸入的數(shù)據(jù)為：12,3.4↙

則i的值為：12，d的值沒有意義。操作符（運算符）操作符主要用于對數(shù)據(jù)進行運算（因此也稱運算符），這里的數(shù)據(jù)稱為操作數(shù)，它們可以是：常量變量函數(shù)調(diào)用的結(jié)果其它操作符的運算結(jié)果例如，對于下面的計算式子：a+4x=ba/f(10)(-a)*(b-c)+、-（減法）、-（取負）、*、/以及=（賦值）都是操作符a、b、4、c、x以及(-a)、(b+c)、f(10)都是操作數(shù)C++操作符的種類

算術(shù)操作符關(guān)系與邏輯操作符賦值操作符位操作符其它操作符算術(shù)操作符算術(shù)操作符用于實現(xiàn)通常意義下的數(shù)值運算（操作數(shù)類型一般為算術(shù)型），包括：取負“-”與取正“+”

，例如：-x

加“+”、減“-”、乘“*”、除“/”和取余數(shù)“%”

“/”用于整型操作數(shù)時表示整除，小數(shù)點后面的數(shù)將舍去，并且一般不進行四舍五入。例如：

3/2的結(jié)果為1；-10/3的結(jié)果為-3“%”用于計算兩個整型數(shù)相除的余數(shù)。例如：

10%3的結(jié)果為1；8%2的結(jié)果為0“%”的操作數(shù)一般不為負數(shù)，如果操作數(shù)有負數(shù)，則a%b的結(jié)果一般按a-(a/b)*b確定算術(shù)操作符（續(xù)）自減“--”和自增“++”

單目操作符，把操作數(shù)（只能是變量）減（或加）1可以前置，也可以后置。例如，++x和x++前置與后置的區(qū)別是它們的操作結(jié)果：intx,y;x=1;y=(++x)//x的值是2，y的值為2（先加后用）x=1;y=(x++)//x的值是2，y的值為1（先用后加）算術(shù)操作的結(jié)果類型一般與操作數(shù)類型相同，因此，可能會產(chǎn)生“溢出”等問題。例如，intx,y;.........x+y...//結(jié)果為int類型，如果結(jié)果的絕對值很大，

//超出int型的表示范圍，就會出問題！關(guān)系操作符程序中經(jīng)常要根據(jù)某個條件是否滿足來決定其后續(xù)的動作，這里的條件往往體現(xiàn)為對數(shù)據(jù)的比較操作。關(guān)系操作符用于對數(shù)據(jù)進行大小比較，包括：>(大于),<(小于),>=(不小于),<=(不大于),==(相等),!=(不等)操作數(shù)通常為算術(shù)類型。關(guān)系操作的結(jié)果為bool類型的值：true或false。例如：

3>2的結(jié)果為true 4.3<1.2的結(jié)果為false 'A'<'B'的結(jié)果為true false<true的結(jié)果為true邏輯操作符可以用邏輯運算（并且、或者等）把多個比較的結(jié)果組合成復(fù)雜的條件。邏輯運算操作符包括：!（邏輯非）&&（邏輯與）||（邏輯或）邏輯操作的操作數(shù)為bool類型，通常為關(guān)系操作的結(jié)果。例如：!(a>b)//或者，a<=b(age>10)&&(age<30)//錯誤寫法：10<age<30(ch<'0')||(ch>'9')

邏輯操作的結(jié)果為bool類型。!true->false!false->truefalse||false->falsefalse||true->truetrue||false->truetrue||true->truefalse&&false->falsefalse&&true->falsetrue&&false->falsetrue&&true->true賦值操作除了通過輸入操作來改變變量的值以外，通常，變量值的改變是通過賦值操作來實現(xiàn)。例如，下面的賦值操作把變量a的值改為4：a=4簡單賦值操作符=a=b復(fù)合賦值操作符+=，-=，*=，/=，%=，&=，|=，^=，<<=，>>=a#=b功能上等價于：a=a#(b)有時能提高效率賦值操作的第一個操作數(shù)通常為變量，第二個操作數(shù)為表達式。賦值操作構(gòu)成了馮?諾依曼計算模型的一個重要特征（狀態(tài)轉(zhuǎn)換），同時，也構(gòu)成了馮?諾依曼計算的一個瓶頸。其它操作符

條件操作符（?:）d1?d2:d3d1表示條件，如果d1的值為true或非零，則運算結(jié)果為d2，否則為d3。例如： c=(a>b)?a:b//a和b中的大者賦值給c逗號操作符d1,d2,d3,...從左至右依次進行各個運算，操作結(jié)果為最后一個運算的結(jié)果。逗號操作表示的計算更加清晰，例如，把

z=