C++ 数据类型

        使用编程语言进行编程时，需要用到各种变量来存储各种信息。变量保留的是它所存储的值的内存位置。这意味着，当创建一个变量时，就会在内存中保留一些空间。
        可能需要存储各种数据类型（比如字符型、宽字符型、整型、浮点型、双浮点型、布尔型等）的信息，操作系统会根据变量的数据类型，来分配内存和决定在保留内存中存储什么。

基本的内置类型

        C++ 提供了种类丰富的内置数据类型和用户自定义的数据类型。下表列出了七种基本的 C++ 数据类型：

类型	关键字
布尔型	bool
字符型	char
整型	int
浮点型	float
双浮点型	double
无类型	void
宽字符型	wchar_t

        一些基本类型可以使用一个或多个类型修饰符进行修饰：

• signed
• unsigned
• short
• long

        下表显示了各种变量类型在内存中存储值时需要占用的内存，以及该类型的变量所能存储的最大值和最小值.

类型	位宽度	范围
char	1 个字节	-127 到 127 或者 0 到 255
unsigned char	1 个字节	0 到 255
signed char	1 个字节	-127 到 127
int	4 个字节	-2147483648 到 2147483647
unsigned int	4 个字节	0 到 4294967295
signed int	4 个字节	-2147483648 到 2147483647
short int	2 个字节	-32768 到 32767
unsigned short int	2 个字节	0 到 65,535
signed short int	2 个字节	-32768 到 32767
long int	4 个字节	-2,147,483,647 到 2,147,483,647
signed long int	4 个字节	-2,147,483,647 到 2,147,483,647
unsigned long int	4 个字节	0 到 4,294,967,295
float	4 个字节	+/- 3.4e +/- 38 (~7 个数字)
double	8 个字节	+/- 1.7e +/- 308 (~15 个数字)
long double	8 个字节	+/- 1.7e +/- 308 (~15 个数字)
wchar_t	2 或 4 个字节	1 个宽字符

        从上表可得知，变量的大小会根据编译器和所使用的电脑而有所不同。
        下面实例会输出本电脑上各种数据类型的大小。

#include 
using namespace std;

int main()
{
	cout << "Size of char : " << sizeof(char) << endl;
	cout << "Size of int : " << sizeof(int) << endl;
	cout << "Size of short int : " << sizeof(short int) << endl;
	cout << "Size of long int : " << sizeof(long int) << endl;
	cout << "Size of float : " << sizeof(float) << endl;
	cout << "Size of double : " << sizeof(double) << endl;
	cout << "Size of wchar_t : " << sizeof(wchar_t) << endl;

	return 0;
}

        本实例使用了 endl，这将在每一行后插入一个换行符，<< 运算符用于向屏幕传多个值。使用 sizeof() 函数来获取各种数据类型的大小。
        编译和执行代码，结果如下（结果会根据所使用的计算机而有所不同）：

Size of char : 1
Size of int : 4
Size of short int : 2
Size of long int : 4
Size of float : 4
Size of double : 8
Size of wchar_t : 2

typedef 声明

        可以使用 typedef 为一个已有的类型取一个新的名字。下面是使用 typedef 定义一个新类型的语法：

typedef   type   newname;

        例如，下面的语句会告诉编译器，feet 是 int 的另一个名称：

typedef int feet;

        现在，下面的声明是完全合法的，它创建了一个整型变量 distance：

feet distance;

枚举类型

        枚举类型声明一个可选的类型名称和一组标识符，用来作为该类型的值。其带有零个或多个标识符可以被用来作为该类型的值。每个枚举数是一个枚举类型的常数。

        枚举类型的特点：

1. 类型安全：枚举提供了一种类型安全的方式来处理一组相关的常量值。尝试将枚举类型与整型以外的类型进行隐式转换会导致编译错误。

2. 可读性：使用枚举可以提高代码的可读性，因为枚举成员的名字比整数值更有意义。

3. 可调试性：在调试时，枚举成员的名字会显示在调试器中，而不是它们的整数值，这有助于快速理解代码的含义。

        创建枚举，需要使用关键字 enum。枚举类型的一般形式为：

enum  enum_name{ list of names } var_list;

        在这里，enum_name 是枚举类型的名称。名称列表 { list of names } 是用逗号分隔的。

        例如，下面的代码定义了一个颜色枚举，变量 c 的类型为 color。最后，c 被赋值为 "blue"。

enum color { red, green, blue } c;
c = blue;

        默认情况下，第一个名称的值为 0，第二个名称的值为 1，第三个名称的值为 2，以此类推。但是，也可以给名称赋予一个特殊的值，只需要添加一个初始值即可。例如，在下面的枚举中，green 的值为 5。

enum color { red, green=5, blue };

        在这里，red 的值为0，blue 的值为 6，因为默认情况下，每个名称都会比它前面一个名称大 1。

        枚举类（C++11及以后）：C++11引入了枚举类（enum class或enum struct），它提供了更强的类型安全。枚举类的成员默认是private的，且不能直接隐式转换为整型。

enum class Color {  
    Red,  
    Green,  
    Blue  
};  
  
Color c = Color::Red; // 注意使用作用域解析运算符

        实例：

#include   
  
// 定义枚举类型Weekday  
enum Weekday {  
    Sunday,  
    Monday,  
    Tuesday,  
    Wednesday,  
    Thursday,  
    Friday,  
    Saturday  
};  
  
int main() 
{  
    // 枚举类型的使用  
    Weekday today = Monday; // 假设今天是星期一  
  
    // 使用枚举值  
    switch (today) 
    {  
        case Monday:  
            std::cout << "Today is Monday." << std::endl;  
            break;  
        case Tuesday:  
            std::cout << "Today is Tuesday." << std::endl;  
            break;  
        // ... 可以为其他天数添加case  
        default:  
            std::cout << "Unknown day." << std::endl;  
    }  
  
    return 0;  
}

 

类型转换

        类型转换是将一个数据类型的值转换为另一种数据类型的值。

        C++ 中有四种类型转换：静态转换、动态转换、常量转换和重新解释转换。

静态转换（Static Cast）

        静态转换是将一种数据类型的值强制转换为另一种数据类型的值。通常用于比较类型相似的对象之间的转换，例如将 int 类型转换为 float 类型。

        静态转换不进行任何运行时类型检查，因此可能会导致运行时错误。

        实例：

int i = 10;
float f = static_cast(i); // 静态将int类型转换为float类型

动态转换（Dynamic Cast）

        动态转换通常用于将一个基类指针或引用转换为派生类指针或引用。动态转换在运行时进行类型检查，如果不能进行转换则返回空指针或引发异常。

        实例：

// 定义一个基类 Base，它可以是空的，也可以包含一些成员变量或成员函数  
class Base {};  
  
// 定义一个派生类 Derived，它继承自 Base  
class Derived : public Base {};  
  
// 创建一个 Base 类型的指针 ptr_base，但它实际上指向一个通过 new 分配的 Derived 类型的对象  
Base* ptr_base = new Derived;  
  
// 使用 dynamic_cast 将 ptr_base（一个 Base* 类型的指针）转换为 Derived* 类型的指针  
// 这里的转换是安全的，因为 ptr_base 确实指向一个 Derived 类型的对象  
// 如果转换成功，ptr_derived 将指向原来的 Derived 对象  
// 如果转换失败（例如，如果 ptr_base 没有指向一个 Derived 类型的对象），则 ptr_derived 将为 nullptr  
Derived* ptr_derived = dynamic_cast(ptr_base);  
  
// 注意：使用完 ptr_base 和 ptr_derived 指向的内存后，应该释放它们  
// 首先删除 ptr_derived 或 ptr_base 指向的对象（因为它们是同一个对象），然后置空指针  
delete ptr_base; // 或者 delete ptr_derived; 两者都可以，因为它们指向相同的内存  
ptr_base = nullptr;  
ptr_derived = nullptr;

常量转换（Const Cast）

        常量转换用于将 const 类型的对象转换为非 const 类型的对象，它只能用于转换掉 const 属性，不能改变对象的类型。

        实例：

const int i = 10;
int& r = const_cast(i); // 常量转换，将const int转换为int

重新解释转换（Reinterpret Cast）

        重新解释转换将一个数据类型的值重新解释为另一个数据类型的值，通常用于在不同的数据类型之间进行转换。

        重新解释转换不进行任何类型检查，因此可能会导致未定义的行为。

        实例：

int i = 10;
float f = reinterpret_cast(i); // 重新解释将int类型转换为float类型