[C++] - 基本数据类型

一、数据类型

1. 7种基本数据类型

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：表示变量可以存储负数。对于整型变量来说，signed 可以省略，因为整型变量默认为有符号类型
• unsigned：表示变量不能存储负数。对于整型变量来说，unsigned 可以将变量范围扩大一倍
• short：表示变量的范围比 int 更小。short int 可以缩写为 short
• long：表示变量的范围比 int 更大。long int 可以缩写为 long
• long long：表示变量的范围比 long 更大。C++11 中新增的数据类型修饰符

1.2 数据类型的内存和范围

类型	位	范围
char	1	-128 到 127 或者 0 到 255
unsigned char	1	0 到 255
signed char	1	-128 到 127
short int	2	-32768 到 32767
unsigned int	2	0 到 65,535
signed short int	2	-32768 到 32767
int	4	-2147483648 到 2147483647
unsigned int	4	0 到 4294967295
signed int	4	-2147483648 到 2147483647
long int	8	-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807
unsigned int	8	-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807
signed long int	8	0 到 18,446,744,073,709,551,615
float	4	精度型占4个字节（32位）内存空间，+/- 3.4e +/- 38 (~7 个数字)
double	8	双精度型占8 个字节（64位）内存空间，+/- 1.7e +/- 308 (~15 个数字)
long double	16	长双精度型 16 个字节（128位）内存空间，可提供18-19位有效数字
wchar_t	2 或 4个字节	1 个宽字符

1.3 auto 关键字：自动推导类型声明

auto关键字在C++11中引用，用于自动类型推导。当使用auto关键字声明变量时，编译器会根据变量的初始值自动推导出变量的类型。简化代码，避免显式地指定复杂类型

int a= 10;
auto b =a; //类型推导为int类型
unordered_map<int,int> hashtable; //一个int-int的哈希表
auto item = hashtable.find(target - nums[i]); // 用auto关键字之后不需要显式判断item的类型

二、枚举类型

enum class day     //限定作用域枚举
{
    monday,
    tuesday,
    wednesday,
    thursday,
    friday,
    saturday,
    sunday,
};
enum day          //非限定作用域枚举
{ 
   monday,
   tuesday,
   wednesday,
   thursday,
   friday,
   saturday,
   sunday,
};

三、类型转换

3.1 C++ 类型转换

• static_cast
• dynamic_cast
• const_cast
• reinterpret_cast

(1) 、静态转换static_cast是将一种数据类型的值强制转换为另一种数据类型的值

int i = 42;
float f = static_cast<float>(i);

（2）、动态转换dynamic_cast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

class Base {};
class Derived : public Base {};
Base* ptr_base = new Derived;
Derived* ptr_derived = dynamic_cast<Derived*>(ptr_base); // 将基类指针转换为派生类指针

（3）、常量转换const_cast用于将 const 类型的对象转换为非 const 类型的对象

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

（4）、重新解释转换reinterpret_cast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

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

四、类型限定符

类型限定符提供了变量的额外信息，用于在定义变量或函数时改变它们的默认行为的关键字。

限定符	含义
const	const 定义常量，表示该变量的值不能被修改。
volatile	修饰符 volatile 告诉该变量的值可能会被程序以外的因素改变，如硬件或其他线程
restrict	由 restrict 修饰的指针是唯一一种访问它所指向的对象的方式。只有 C99 增加了新的类型限定符 restrict
mutable	表示类中的成员变量可以在 const 成员函数中被修改
static	用于定义静态变量，表示该变量的作用域仅限于当前文件或当前函数内，不会被其他文件或函数访问
register	用于定义寄存器变量，表示该变量被频繁使用，可以存储在CPU的寄存器中，以提高程序的运行效率。

• const 实例

const int NUM = 10; // 定义常量 NUM，其值不可修改
const int* ptr = # // 定义指向常量的指针，指针所指的值不可修改
int const* ptr2 = # // 和上面一行等价

• volatile 实例

volatile int num = 20; // 定义变量 num，其值可能会在未知的时间被改变

• mutable 实例

class Example {
public:
    int get_value() const {
        return value_; // const 关键字表示该成员函数不会修改对象中的数据成员
    }
    void set_value(int value) const {
        value_ = value; // mutable 关键字允许在 const 成员函数中修改成员变量
    }
private:
    mutable int value_;
};

• static 实例

void example_function() {
    static int count = 0; // static 关键字使变量 count 存储在程序生命周期内都存在
    count++;
}

• register 实例

void example_function(register int num) {
    // register 关键字建议编译器将变量 num 存储在寄存器中
    // 以提高程序执行速度
    // 但是实际上是否会存储在寄存器中由编译器决定
}

五、C++内存分区

        1.全局区（Global）

全局区是存放全局变量和静态变量的内存区域，在程序启动时自动分配，在程序结束时自动释放。全局区的内存空间是连续的，由编译器自动管理。全局区的大小也是固定的，因此只能存放较小的数据

        2.常量区（Const）

常量区是存放常量数据的内存区域，如字符串常量、全局常量等。常量区内存只读，不可修改。常量区的内存空间是连续的，由编译器自动管理

        3.栈区（Stack）

栈区是由编译器自动分配和释放的内存区域，存放函数的参数值、局部变量等。栈区内存的分配和释放速度很快，因为它的内存空间是连续的，且由编译器自动管理。栈区的大小是固定的，一般只能存放较小的数据。当函数执行完毕后，栈区内存会自动释放，因此不需要手动释放栈区内存

        4.堆区（Heap）

堆区是由程序员手动分配和释放的内存区域，存放程序运行期间动态分配的内存。堆区的内存空间是不连续的，因此内存分配和释放的速度较慢，但是堆区的内存空间较大，可以存放较大的数据。堆区内存的分配和释放需要使用 new 和 delete 或 malloc 和 free 等函数手动管理

        5.代码区（Code）

代码区是存放程序的可执行代码的内存区域，由操作系统负责管理。代码区的内存空间是只读的，不可修改

六、注释

C++ 存在三种注释：

• //  一般用于单行注释
• /* ... */  一般用于多行注释
• #if 0 ... #endif 条件编译注释

块注释用于程序调试，测试时使用  #if 1 来执行测试代码，发布后使用  #if 0 来屏蔽测试代码

#if condition
  code1
#else
  code2
#endif