第2章 基本數(shù)據(jù)類型及表達(dá)式(基本)

第二章程序的數(shù)據(jù)描述（I）－－基本數(shù)據(jù)類型與表達(dá)式（基本）主要內(nèi)容數(shù)據(jù)類型的概念C++基本數(shù)據(jù)類型常量與變量操作符表達(dá)式控制臺(tái)的輸入/輸出數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)是程序的一個(gè)重要組成部分，每個(gè)數(shù)據(jù)都屬于某種數(shù)據(jù)類型。一種數(shù)據(jù)類型可以看成由兩個(gè)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(yùn)算）集：規(guī)定了對值集中的值能實(shí)施哪些運(yùn)算。例如：整數(shù)類型就是一種數(shù)據(jù)類型，它的值集就是由整數(shù)所構(gòu)成的集合，它的操作集包括：加、減、乘、除等運(yùn)算。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(shí)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：表、向量、矩陣等。區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)類型的好處對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，便于對數(shù)據(jù)進(jìn)行描述和處理。提高程序的可靠性，便于編譯程序自動(dòng)進(jìn)行類型一致性檢查。便于產(chǎn)生高效的可執(zhí)行代碼。C++數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型C++語言預(yù)先定義好的數(shù)據(jù)類型，常常又稱為標(biāo)準(zhǔn)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)類型用戶利用語言提供的類型構(gòu)造機(jī)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（枚舉類型除外）。抽象數(shù)據(jù)類型用戶利用數(shù)據(jù)抽象機(jī)制把數(shù)據(jù)與相應(yīng)的操作作為一個(gè)整體來描述的數(shù)據(jù)類型。它們一般為復(fù)合數(shù)據(jù)類型。C++基本數(shù)據(jù)類型C++基本數(shù)據(jù)類型對應(yīng)著能由計(jì)算機(jī)直接表示和處理（機(jī)器指令能對它們直接進(jìn)行操作）的數(shù)據(jù)類型，包括： 整數(shù)類型實(shí)數(shù)類型字符類型邏輯類型空值類型整數(shù)類型整數(shù)類型用于描述通常的整數(shù)。根據(jù)精度分成：intshortint或shortlongint或long一般情況下，

“shortint”的范圍≤“int”的范圍≤“l(fā)ongint”的范圍具體大小由實(shí)現(xiàn)決定，例如shortint占2個(gè)字節(jié)（-32768～32767）longint占4個(gè)字節(jié)（-2147483648～2147483647）int占2個(gè)或4個(gè)字節(jié)，一般由計(jì)算機(jī)的字長決定。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，整數(shù)一般用2的補(bǔ)碼表示。無符號(hào)整數(shù)類型為了能對非負(fù)整數(shù)進(jìn)行單獨(dú)描述，C++提供了無符號(hào)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(hào)整數(shù)類型相同，但所表示的最大正整數(shù)比相應(yīng)的有符號(hào)整數(shù)類型所表示的最大正整數(shù)要大（大約一倍）。 實(shí)數(shù)類型實(shí)數(shù)類型又稱浮點(diǎn)型，它用于描述通常的實(shí)數(shù)。根據(jù)精度可分為：

float（單精度型）

double（雙精度型）

longdouble（長雙精度型）一般情況下

“float”的范圍＜“double”的范圍≤“l(fā)ongdouble”的范圍float占4個(gè)字節(jié)（-3.402823466×1038～3.402823466×1038）double占8個(gè)字節(jié)（-1.7976931348623158×10308～1.7976931348623158×10308）longdouble占8個(gè)或10個(gè)字節(jié)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，實(shí)數(shù)一般用IEEE754格式表示。字符類型字符類型用于描述文字類型數(shù)據(jù)中的一個(gè)字符。字符在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的是它的編碼。char：表示單子節(jié)編碼的字符。wchar_t：表示多字節(jié)編碼的字符。常用的字符集及其編碼ASCII字符集一個(gè)字節(jié)編碼，最多表示256個(gè)字符10個(gè)數(shù)字52個(gè)英文字母（包括大、小寫）其它一些常用符號(hào)（如標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、數(shù)學(xué)運(yùn)算符等）0~9十個(gè)數(shù)字、26個(gè)大寫英文字母以及26個(gè)小寫英文字母的編碼各自是連續(xù)的在C++中用char類型描述常用的字符集及其編碼（續(xù)）Unicode（國際通用字符集）2～4個(gè)字節(jié)可用于大部分語言中的字符C++用wchar_t描述

GB2312（簡體中文）2個(gè)字節(jié)C++用2個(gè)char描述

Big5（繁體中文）2個(gè)字節(jié)C++用2個(gè)char描述

Shift-JIS（日文）2個(gè)字節(jié)C++用2個(gè)char描述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(gè)：true和false，分別對應(yīng)“真”和“假”。在大多數(shù)的C++實(shí)現(xiàn)中，bool類型的值一般占用一個(gè)字節(jié)的空間，true存儲(chǔ)的是1，false存儲(chǔ)的是0。（空間浪費(fèi)？）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)的返回類型通用指針類型（void*）在C++中，常常把各種int型、各種char型以及bool型統(tǒng)稱為整型（integraltypes）把整型和實(shí)數(shù)類型統(tǒng)稱為算術(shù)型（arithmetictypes）整型（integraltypes）和

算術(shù)類型（arithmetictypes）sizeof可以通過“sizeof(類型名)”或“sizeof(變量名)”來計(jì)算各種數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)所占的內(nèi)存空間大?。ㄗ止?jié)數(shù)）。標(biāo)準(zhǔn)庫的頭文件climits（或limits.h）定義了所有整型的取值范圍，標(biāo)準(zhǔn)庫的頭文件cfloat（或float.h）定義了所有實(shí)數(shù)類型的取值范圍。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：typedefunsignedintUint;Uintx;

等價(jià)于：

unsignedintx;

typedef并沒有定義新類型。其作用是便于程序的閱讀和編寫，并使程序簡明、清晰和易于維護(hù)。數(shù)據(jù)在C++程序中的表示在程序中，數(shù)據(jù)以兩種形式出現(xiàn)：常量：用于表示在程序執(zhí)行過程中不變（或不能被改變）的數(shù)據(jù)。變量：用于表示在程序執(zhí)行過程中可變的數(shù)據(jù)。例如，在計(jì)算圓的周長表達(dá)式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(yùn)行時(shí)從用戶處得到，或由程序的其它部分計(jì)算得到。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）。符號(hào)常量（命名常量）：通過常量定義給常量取一個(gè)名字并指定一個(gè)類型，在程序中通過常量名來使用這些常量。字面常量（直接量）C++的字面常量有：整數(shù)類型常量實(shí)數(shù)類型常量字符類型常量邏輯類型常量字符串常量整數(shù)類型字面常量在C++程序中，整數(shù)類型常量可以用下面形式來書寫：十進(jìn)制：由0~9數(shù)字組成，第一個(gè)數(shù)字不能是0（整數(shù)0除外），如：59，128，-72八進(jìn)制：由數(shù)字0打頭，0~7數(shù)字組成，如：073，0200，-0110十六進(jìn)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(rèn)類型為int，可在整數(shù)類型常量的后面：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(shí)加上u（U）和l（L）表示unsignedlong類型的常量，如：41152UL，或，41152LU實(shí)數(shù)類型字面常量在C++程序中，實(shí)數(shù)類型常量采用十進(jìn)制形式書寫。實(shí)數(shù)類型常量有兩種表示法：小數(shù)表示法：由整數(shù)部分、小數(shù)點(diǎn)“.”和小數(shù)部分構(gòu)成，如：456.78,-0.0057，5.，.5科學(xué)表示法：在小數(shù)表示法或整數(shù)后加上一個(gè)指數(shù)部分，指數(shù)部分由E(或e)和一個(gè)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等。實(shí)數(shù)類型字面常量默認(rèn)為double型，可以在實(shí)數(shù)類型常量后面：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，字符常量是由兩個(gè)單引號(hào)（'）括起來的一個(gè)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(hào)字符的編碼八進(jìn)制：'\ddd'，如：'\101'十六進(jìn)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(hào)（'）應(yīng)寫成：'\''雙引號(hào)（"）可寫成：'\"'或'"'字符串類型字面常量在C++程序中，字符串常量是由兩個(gè)雙引號(hào)（"）括起來的字符序列構(gòu)成，其中的字符的寫法與字符類型常量基本相同，即可以是字符本身和轉(zhuǎn)義序列。如："Thisisastring.""I'mastudent.""Pleaseenter\"Y\"or\"N\":""Thisistwo-line\nmessage!"存儲(chǔ)字符串時(shí)，往往要在最后一個(gè)字符的后面存儲(chǔ)一個(gè)字符'\0'，表示字符串結(jié)束。字符串常量的類型為一維的常量字符數(shù)組（構(gòu)造數(shù)據(jù)類型）。符號(hào)常量符號(hào)常量是指先通過常量定義給常量取一個(gè)名字，并可指定一個(gè)類型；然后，在程序中通過常量名來使用這些常量。符號(hào)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(hào)常量的使用：2*PI*r使用符號(hào)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?.14、3.1416、3.1415926增強(qiáng)程序的易維護(hù)性constdoublePI=3.14;...2*PI*r......PI*r*r...

constdoublePI=3.1415;變量程序中可變的數(shù)據(jù)用變量來表示。例如：在計(jì)算圓周長的式子“2*PI*r”中，半徑r就是一個(gè)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(jì)算得到。變量的基本特性名字用于區(qū)別不同的變量，用標(biāo)識(shí)符表示。類型指定變量能取何種值以及對其能進(jìn)行何種運(yùn)算（操作）。值在所屬類型的值集范圍內(nèi)可變。內(nèi)存空間和地址存儲(chǔ)變量值的內(nèi)存空間以及該空間的地址。變量的定義C++語言規(guī)定：程序中使用到的每個(gè)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>=<初值>；例如：inta=0;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;變量值的輸入#include<iostream>//插入一些在標(biāo)準(zhǔn)庫中定義的輸入/輸出操作所需要的聲明usingnamespacestd;//C++標(biāo)準(zhǔn)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(gè)整數(shù)類型數(shù)給變量icin>>d;//從鍵盤輸入一個(gè)雙精度浮點(diǎn)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(shí)，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(gè)輸入數(shù)據(jù)的格式應(yīng)與相應(yīng)變量的類型相符。例如：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(yùn)算符）操作符用于描述對數(shù)據(jù)的運(yùn)算。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(yùn)算結(jié)果例如，在下面的計(jì)算式子中，a+b-4(-a)*(b+c)a/f(10)x=a+、-（減法）、-（取負(fù)）、*、/、f（函數(shù)調(diào)用）以及=（賦值）都是操作符而a、b、4、c、10、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)系與邏輯操作符位操作符賦值操作符其它操作符算術(shù)操作符算術(shù)操作符用于實(shí)現(xiàn)通常意義下的數(shù)值運(yùn)算。包括：取負(fù)“-”與取正“+”

，例如：-x

加“+”、減“-”、乘“*”、除“/”和取余數(shù)“%”

操作符“/”用于整型操作數(shù)時(shí)表示整除，小數(shù)點(diǎn)后面的數(shù)將舍去，并且一般不進(jìn)行四舍五入。例如：

3/2的結(jié)果為1；-10/3的結(jié)果為-3操作符“%”用于計(jì)算兩個(gè)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(fù)數(shù)a%b按a-(a/b)*b計(jì)算算術(shù)操作符（續(xù)）自減“--”和自增“++”

單目操作符，把操作數(shù)減（或加）1可以前置，也可以后置：++x和x++前置與后置的區(qū)別是：intx=1,y;y=(++x)//x的值是2，y的值為2（先加后用）y=(x++)//x的值是2，y的值為1（先用后加）操作數(shù)類型一般為算術(shù)類型，有時(shí)也可以是枚舉類型和指針類型。結(jié)果類型一般與操作數(shù)類型相同。算術(shù)操作可能會(huì)產(chǎn)生“溢出”等問題。關(guān)系操作符程序中經(jīng)常要根據(jù)某個(gè)條件來決定其后續(xù)的動(dòng)作，這里的條件往往體現(xiàn)為對數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。關(guān)系操作符用于對數(shù)據(jù)進(jìn)行大小比較，有：>(大于),<(小于),>=(不小于),<=(不大于),==(相等),!=(不等)操作數(shù)為算術(shù)類型和枚舉類型，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邏輯操作符邏輯操作符實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，用于復(fù)雜條件的表示。包括：!（邏輯非）&&（邏輯與）||（邏輯或）操作數(shù)為bool類型，例如：!(a>b)(age<10)&&(weight>30)(ch<'0')||(ch>'9')

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位操作在C++中提供了對整型和枚舉類型數(shù)據(jù)按操作數(shù)的各個(gè)二進(jìn)制位分別進(jìn)行運(yùn)算的操作，包括：邏輯位操作和移位操作。

邏輯位操作~（按位取反）,&（按位與）,|（按位或）,^（按位異或）~0→1~1→00|0→00|1→11|0→11|1→10^0→00^1→11^0→11^1→00&0→00&1→01&0→01&1→1例：

s&0x10//判s的第5位（從低位數(shù)）是0還是1（0x10：00010000）s=(s|0x40)//把第7位設(shè)置為1（0x40：01000000s=(s&0xF7)//表示把第4位設(shè)置為0（0xF7：11110111）位操作（續(xù)）移位操作

<<（左移）,>>（右移） 左移：把第一個(gè)操作數(shù)按二進(jìn)制位依次左移由第二個(gè)操作數(shù)所指定的位數(shù)。左移時(shí)，高位舍棄，低位補(bǔ)0。

右移：把第一個(gè)操作數(shù)按二進(jìn)制位依次右移由第二個(gè)操作數(shù)所指定的位數(shù)。右移時(shí)，低位舍棄，高位按下面規(guī)則處理：對于無符號(hào)數(shù)或有符號(hào)的非負(fù)數(shù)，高位補(bǔ)0對于有符號(hào)數(shù)的負(fù)數(shù)，高位與原來的最高位相同（適合于補(bǔ)碼表示的整數(shù)）移位操作常常用于實(shí)現(xiàn)特殊的乘法和除法運(yùn)算。例如，在某些情況下，把一個(gè)整型數(shù)按二進(jìn)位左移一位相當(dāng)于把該整型數(shù)乘以2，把一個(gè)整型數(shù)按二進(jìn)位右移一位相當(dāng)于把該整型數(shù)除以2，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(shí)現(xiàn)。例如：a=x+y*z簡單賦值操作符a=b復(fù)合賦值操作符+=，-=，*=，/=，%=，&=，|=，^=，<<=，>>=a#=b功能上等價(jià)于：a=a#(b)有時(shí)能提高效率第一個(gè)操作數(shù)通常為變量。賦值操作構(gòu)成了馮?諾依曼計(jì)算模型的一個(gè)重要特征（狀態(tài)轉(zhuǎn)換），同時(shí)，也構(gòu)成了馮?諾依曼計(jì)算的一個(gè)瓶頸。其它操作符

條件操作符（?:）d1?d2:d3如果d1的值為