C++ Primer Plus 自学笔记2：函数及数据类型简介

函数简介

函数原型及函数头

#include 
using namespace std;

double square(double i);

int main(){
    cout<

main函数前面这行，就是square的函数原型。所谓的函数原型，就相当于变量声明之于变量，是对函数的一种声明。如果函数原型的这条语句没有末尾的分号，编译器就会把这一行识别为函数头（相当于上述代码中的第10行），并要求接下来提供实现该函数的函数体（11~12行）。

一般用户的自定义函数按以上写法来写，先在main函数前进行声明，再在main函数后对函数进行定义（多说一句，函数的定义不能嵌套在任意函数之中，每个函数的定义都是独立、平等的）。当然也可以省略函数的声明，直接在main函数前对函数进行完整定义，但格式上感觉不太美观……

函数原型可在代码中直接进行声明，也可以在代码include的头文件中进行声明。一般头文件中仅提供函数原型，函数的真正实现可能在其他文件中（例如头文件对应的库文件）。

 

整型

分类

C++中的整型有char、short、int、long、long long五种类型（全名分别为short int、long int、long long int，但一般都简写……），每种类型都有有符号版本和无符号版本，因此总共有10种整型。

char也有无符号型，也就是说char可以放一个负数。按之前的理解，char为字符型，实际上在陨石时char被作为整数进行处理，只有在输入输出时，通过cin、cout的处理，可与字符相转换。

为了适应日益繁多的字符类型，C++ 还推出wchar_t 类型，C++ 11 标准还加入了char16_t 和 char 32_t 类型。

范围

#include 

通过以上头文件可使用几个系统自带的常量，这些常量也清晰地界定了各数据类型的数据范围（Win10 64位环境下）：

//char类型占8位，无符号型为0~255
CHAR_MIN = -128
CHAR_MAX = 127

//short类型占16位，无符号型为0~65535
SHRT_MIN = -32768
SHRT_MAX = 32767

//int类型占32位，无符号型为0~2^32-1
INT_MIN = -2147483648
INT_MAX = 2147483647

//long类型占32位，无符号型为0~2^32-1
LONG_MIN = -2147483648
LONG_MAX = 2147483647

//long long类型占64位，无符号型为0~2^64-1
LONG_LONG_MIN = -9223372036854775808
LONG_LONG_MAX = 9223372036854775807

比较有意思的是，如果超过了数据范围上限，则变量值会为最小值，同理，低于下限会变成最大值，即INT_MAX + 1 = INT_MIN，INT_MIN -1 = INT_MAX，无符号型同样有该特性。

按ISO/IEC 14882:2011（即C++ 11标准），无符号类型的char、short、int、long、long long的数据范围都不得低于排在它前面的哪一种数据类型，且标准提到了，具体数据范围可根据环境制定。其中，int型应该为“自然长度”，也就是计算机处理起来效率最高的长度，例如在32位系统中，int就占32位，但在16位系统中，int一般只能占16位。当然也有例外，windows64位环境下，int仍然只占32位。

因此同样的数据类型，在不同系统内其数据范围可能不同，需要注意。

整型字面值

除了十进制，C++支持用八进制和十六进制表示整数。

八进制：第一位为0，第二位为0到7的数字，则从第二位开始到结束的一整串数字表示一个八进制整数，如012，表示的数字十进制下为11。

十六进制：第一位为0，第二位为“x”或“X”，则从第三位开始到结束的一整串数字表示一个十六进制整数（A~F大小写均可）。如0xF，表示十进制数15。

无论用何种表示方法，在cout的时候统一转换成十进制表示。当然也可用格式控制符指定显示以何种进制显示：

int a = 0xf;
cout<

常数后缀

数字常量后可用字母后缀定义其类型，其中，对于整数来说，“u”表示无符号，“l”表示long类型，“ll”表示ll类型。其中，这些后缀顺序随意，大小写不影响，举一些例子：

65536ull
65536llu
999l
999u

然而，常数后缀有什么用呢，目前据我所知有以下用途：

1. 使用auto进行类型推导时（相关知识以后会提到）

2. 隐式转换。C++中对于整数数字的处理，如果在int范围内就处理为int型，超出则根据平台情况处理为long或long long类型，在用整数数字进行运算时，一般int与int运算，结果默认也为int型，则就会有以下情况产生：

long long b = 2100000000 * 2;

系统会报错，虽然相乘的结果没有超出long long范围，但两个乘数默认处理为int型，相乘结果也默认为int型，则就超了。正确写法：

long long b = 2100000000ll * 2;

另外，这套后缀体系可以和八进制、十六进制混用：

long long a = 0x7D2B7500ll * 010;

 

浮点型

分类

分为float（单精度）、double（双精度）、long double三种类型，分别为32、64、128位。（和整型数据类型一样，这三种浮点型实际大小也不是全平台固定的，以上结果为Win10系统下所得）

范围及存储方式

浮点数的存储以2为底数的科学计数法表示，即 a × 2^k 这种形式，且a、2、k均以二进制形式存储。

以float为例，float 的32位按如下方式使用：1位存储符号，23位存储尾数（即a），8位存储指数（即k）。

指数存储：指数存储的值减去127，才是实际的指数值。举个例子，‭01011011‬转换成十进制为133，其对应的实际指数值就是133-127=6。此外，指数11111111用于表示特殊情况，指数全为1，尾数全为0，用于表示无穷，指数全为1，尾数不为0，用于表示NaN。因此，指数表示范围为-127到127。对应十进制，就是10^(-38) 到 10^38的范围。

尾数存储：实际上，23位的长度可以表示24位尾数，这是因为写成科学计数法后，a的第一位永远是1，例如1. 010011...因此尾数的第一位就被省略掉了。

因此，float所能表示的最大的数（除了符号位全为1）转换为十进制是：1.11111…（小数点后23个1） × 2^127

double类型为1位符号，11位指数，52位尾数。

有效位数

对于float，十进制下有效数字有7位，举个例子：

float a = 3.000001;
float b = 3;
cout<

前者输出9.53674e-007，后者输出0，这是由于float 的精度只能达到小数点后6位（也就是7位有效数字），因此有效数字的第八位会被四舍五入掉（区别：如果将小数赋值给整型，小数部分会被直接舍掉，而不是四舍五入）

double则可以达到15有效数字的精度。

浮点型常数表示

可以采用类似科学计数法的方式表示浮点型常数：例如，38.675，可表示为：3.8675e+1，e（E也可以，大小写不限）后面是10的指数，其中指数为正的话加号可以省略。

另外，可以指定浮点型常数的类型。默认情况下为double型，“f”后缀表示float型，“l”后缀为long double型，大小写不限，且可以和上述的科学计数表示法混用。

cout<< 3.0000001f - 3;
cout<< 3.0000001 - 3;

前者输出0，后者输出1e-007，这是因为3.0000001被指定为float型后，由于只能保证7位有效数字的精度，最后的1就被舍掉了。

 

对数据类型的操作

变量命名

变量名由下划线、字母、数字组合而成，其中不可用数字作为开头。单个下划线可作变量名。

下划线打头的变量是合法的，但不建议用户自定义变量采取这种命名方式。因为“_”、“__”开头的多为系统库函数和宏的名称。如果用户非要这么用，也是可以的，但不能保证运行的稳定性。

列表初始化（List-initialization）

函数内的变量创建而不初始化，其值一般为变量创建前对应内存空间中的值。

列表初始化方式：

int a = {5}

将a初始化为5，其中，“=”可以省略，如果初始化为0，大括号内可以什么都不填。

该初始化方法适用于几乎全部C++自带数据类型：

char c{};
string s{"123"};

此外，使用列表初始化，对于变量类型要求更为严格：不允许缩窄（narrowing），即变量的类型可能无法表示赋给它的值。如：

char a {99999};
char b = 99999;

对b的初始化只是warning，但对于a的初始化就是error了……

此外还有：

int a = 70;
char b {a};

运行的时候虽然只是警告，但也需要注意，在初始化b时，由于a是int型，因此很有可能a中的值会超过b的范围。但相反，给一个int型的变量初始化为一个short型变量的值是被允许的。

转义字符

在支持ASCII编码的环境中，“\”后面接应字符对应的八进制或十六进制ASCII码均可转义，以换行符为例，输入 '\xa' 和 '\012' 均可，十六进制前面的零要省去。

虽然以上方式均支持，但建议还是直接使用'\n'这种形式，简单方便不说，在字符串成串操作的时候不容易与后面的字符搞混。

类型转换

当表达式中含有多个不同的数据类型时，会进行整型提升（integral promotion），bool、char、short及其对应无符号型会被统一转换为int型（bool中的true被转换为1，false被转换为0）。但如果表达式中含有long long类型，则不会作进一步提升。（因此最后运算结果如果超出int范围，即使赋值给long long 型，也会出错）

但如果表达式中涉及到浮点型，则会进一步提升到浮点型，并以最大的类型为准进行提升。举个例子（a的赋值会出错而b不会）：

long long a = 2 * 2100000000;
long long b = 2.0 * 2100000000;

强制类型转换：(类型名)变量名或常量，类型名(变量名或常量)，举个例子：

float a = 1.8;
cout<<(int)9.8;
cout<

输出9，9，1，1。

auto声明

一种特殊数据类型，可以根据变量所赋初始值推断变量类型，如：

auto a = 0;
auto b = 0.0;

a被推断为int型，b被推断为double型。

可以通过sizeof(变量名)来获得变量所占用的内存空间，单位为字节。

cout<

输出为4和8。