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C++ 数据类型

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,当您创建一个变量时,就会在内存中保留一些空间。

您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++ 为程序员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

其实 wchar_t 是这样来的:

typedef short int wchar_t;

所以 wchar_t 实际上的空间是和 short int 一样。

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。

注意:不同系统会有所差异,一字节为 8 位。

注意:默认情况下,int、short、long都是带符号的,即 signed。

注意:long int 8 个字节,int 都是 4 个字节,早期的 c 编译器定义了 long int 占用 4 个字节,int 占用 2 个字节,新版的 c/c++ 标准兼容了早期的这一设定。

类型 范围
char 1 个字节 -128 到 127 或者 0 到 255
unsigned char 1 个字节 0 到 255
signed char 1 个字节 -128 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 8 个字节 -9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807
signed long int 8 个字节 -9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807
unsigned long int 8 个字节 0 到 18,446,744,073,709,551,615
float 4 个字节 精度型占4个字节(32位)内存空间,+/- 3.4e +/- 38 (~7 个数字)
double 8 个字节 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 个字节 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

注意,各种类型的存储大小与系统位数有关,但目前通用的以64位系统为主。

以下列出了32位系统与64位系统的存储大小的差别(windows 相同):

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。

下面实例会输出您电脑上各种数据类型的大小。

实例

#include<iostream> #include <limits> using namespace std; int main() { cout << "type: tt" << "************size**************"<< endl; cout << "bool: tt" << "所占字节数:" << sizeof(bool); cout << "t最大值:" << (numeric_limits<bool>::max)(); cout << "tt最小值:" << (numeric_limits<bool>::min)() << endl; cout << "char: tt" << "所占字节数:" << sizeof(char); cout << "t最大值:" << (numeric_limits<char>::max)(); cout << "tt最小值:" << (numeric_limits<char>::min)() << endl; cout << "signed char: t" << "所占字节数:" << sizeof(signed char); cout << "t最大值:" << (numeric_limits<signed char>::max)(); cout << "tt最小值:" << (numeric_limits<signed char>::min)() << endl; cout << "unsigned char: t" << "所占字节数:" << sizeof(unsigned char); cout << "t最大值:" << (numeric_limits<unsigned char>::max)(); cout << "tt最小值:" << (numeric_limits<unsigned char>::min)() << endl; cout << "wchar_t: t" << "所占字节数:" << sizeof(wchar_t); cout << "t最大值:" << (numeric_limits<wchar_t>::max)(); cout << "tt最小值:" << (numeric_limits<wchar_t>::min)() << endl; cout << "short: tt" << "所占字节数:" << sizeof(short); cout << "t最大值:" << (numeric_limits<short>::max)(); cout << "tt最小值:" << (numeric_limits<short>::min)() << endl; cout << "int: tt" << "所占字节数:" << sizeof(int); cout << "t最大值:" << (numeric_limits<int>::max)(); cout << "t最小值:" << (numeric_limits<int>::min)() << endl; cout << "unsigned: t" << "所占字节数:" << sizeof(unsigned); cout << "t最大值:" << (numeric_limits<unsigned>::max)(); cout << "t最小值:" << (numeric_limits<unsigned>::min)() << endl; cout << "long: tt" << "所占字节数:" << sizeof(long); cout << "t最大值:" << (numeric_limits<long>::max)(); cout << "t最小值:" << (numeric_limits<long>::min)() << endl; cout << "unsigned long: t" << "所占字节数:" << sizeof(unsigned long); cout << "t最大值:" << (numeric_limits<unsigned long>::max)(); cout << "t最小值:" << (numeric_limits<unsigned long>::min)() << endl; cout << "double: t" << "所占字节数:" << sizeof(double); cout << "t最大值:" << (numeric_limits<double>::max)(); cout << "t最小值:" << (numeric_limits<double>::min)() << endl; cout << "long double: t" << "所占字节数:" << sizeof(long double); cout << "t最大值:" << (numeric_limits<long double>::max)(); cout << "t最小值:" << (numeric_limits<long double>::min)() << endl; cout << "float: tt" << "所占字节数:" << sizeof(float); cout << "t最大值:" << (numeric_limits<float>::max)(); cout << "t最小值:" << (numeric_limits<float>::min)() << endl; cout << "size_t: t" << "所占字节数:" << sizeof(size_t); cout << "t最大值:" << (numeric_limits<size_t>::max)(); cout << "t最小值:" << (numeric_limits<size_t>::min)() << endl; cout << "string: t" << "所占字节数:" << sizeof(string) << endl; // << "t最大值:" << (numeric_limits<string>::max)() << "t最小值:" << (numeric_limits<string>::min)() << endl; cout << "type: tt" << "************size**************"<< 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,sizeof() 运算符用来获取各种数据类型的大小。

当上面的代码被编译和执行时,它会产生以下的结果,结果会根据所使用的计算机而有所不同:

type: 		************size**************
bool: 		所占字节数:1	最大值:1		最小值:0
char: 		所占字节数:1	最大值:		最小值:?
signed char: 	所占字节数:1	最大值:		最小值:?
unsigned char: 	所占字节数:1	最大值:?		最小值:
wchar_t: 	所占字节数:4	最大值:2147483647		最小值:-2147483648
short: 		所占字节数:2	最大值:32767		最小值:-32768
int: 		所占字节数:4	最大值:2147483647	最小值:-2147483648
unsigned: 	所占字节数:4	最大值:4294967295	最小值:0
long: 		所占字节数:8	最大值:9223372036854775807	最小值:-9223372036854775808
unsigned long: 	所占字节数:8	最大值:18446744073709551615	最小值:0
double: 	所占字节数:8	最大值:1.79769e+308	最小值:2.22507e-308
long double: 	所占字节数:16	最大值:1.18973e+4932	最小值:3.3621e-4932
float: 		所占字节数:4	最大值:3.40282e+38	最小值:1.17549e-38
size_t: 	所占字节数:8	最大值:18446744073709551615	最小值:0
string: 	所占字节数:24
type: 		************size**************

typedef 声明

您可以使用 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(enumeration)是c++中的一种派生数据类型,它是由用户定义的若干枚举常量的集合。

如果一个变量只有几种可能的值,可以定义为枚举(enumeration)类型。所谓"枚举"是指将变量的值一一列举出来,变量的值只能在列举出来的值的范围内。

创建枚举,需要使用关键字 enum。枚举类型的一般形式为:

enum 枚举名{ 
     标识符[=整型常数], 
     标识符[=整型常数], 
... 
    标识符[=整型常数]
} 枚举变量;
    

如果枚举没有初始化, 即省掉"=整型常数"时, 则从第一个标识符开始。

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,您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,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,但 red 的值依然为 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。

静态转换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<float>(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

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
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。

常量转换只能用于转换掉 const 属性,不能改变对象的类型。

实例

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

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