【现代C++】自定义字面量-序：字面量（一）

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C++11引入了自定义字面量，由于这个语言特性的外延较大，为了系统介绍它，先把字面量的知识补全。在看语言规范的过程中，的确发现了好多知识点是以前没接触过的，这些没接触过的知识点主要来源两方面：

• C++11后修复。现代C++在越来越多的方面修复早期C++不合理的地，甚至C语言的一些不合理的规则，比如，本篇文章要介绍的整数字面量的整数提升规则。

• C++11后新增。增加了一些方便的语言特性，用于提升代码可读和生产力。比如，二进制整数字面量、数字分隔符等。

为了保持文章的轻量级，本篇主要介绍字面量的概念和整数字面量、浮点字面量的内容。

何为字面量

简单来说，字面量就是从字面上看，它的值等于其自身的常量。在C语言中，通常称之为常量，而在C++中，常量包含的内容要多于C，所以被称之为字面量。

注意上面标黑的文字，这是字面量最重要的特征，基本上所有的语言都遵循这个原则。由于C++没有提供REPL(Read-Eval-Print-Loop)，我们这里拿Python举例：

>>> 1
1

>>> 'abc'
'abc'

>>> 1.0
1.0

在Python中，字面量有整数、浮点数和字符串等几类，可以看到，对字面量求值之后，结果的值就是字面量本身，在C++中同样如此。

字面量的种类

在C++中，字面量包括7类。

整数字面量（integer literal）

前缀

前缀标识进制信息，没有前缀代表默认的10进制。

42;     //10进制，无前缀
052;    //8进制，前缀0
0x2a;   //16进制，前缀0x
0X2A;   //16进制，也可前缀0X
0b101010;//2进制，前缀0b
0B101010;//2进制，也可前缀0B

特别说明，

• 二进制的字面量是C++14引入的，在某些应用场景下非常有用，如，位运算。

• 0x和0X都可以接大写和小写的字母；只是通常0x后接小写字母，0X接大写字母。

• 如果数字太长，为便于阅读，可使用数字分隔符【C++14引入】将字面量分隔开，各种进制的表示都可以使用；分隔的位置可以灵活指定，符合自己的阅读习惯即可：

  18'446'744'073'709'550lu
  

后缀

后缀信息也是可选的，所有的情况在下表中进行了总结。下面的表信息量比较多，需要关注的几点有：

• 后缀不能唯一决定字面量的数据类型，这是最容易出现的错误。没有后缀的情况，很多人认为字面量的类型就是int，这是不准确的，这取决于它的大小，它的类型是相应表格单元里从上到下第一个能表示它的类型。但每种情况的第一个类型是跟后缀对应的。

• 十进制和其他进制（2、8、16）不同，不包含u或U的情况，其他进制多了相应的无符号版本。

• C++11开始支持long long int类型及其后缀，虽然在此之前很多编译器已经支持。

• 注意表格里唯一的until C++11，使得各类型行为统一，更容易记忆了。

• 编译器会尽可能地将字面量字面量表示出来，如果列表里的类型表示不了，编译器可能会使用扩展的整型类型（extended integer type）表示，如果还不能表示出来，则报错。扩展的整数类型属于编译器的扩展，每个编译器有所不同，所以一般不要依赖这种行为。

后缀	十进制	二进制, 八进制, 十六进制
no suffix	int long int long long int(since C++11)	int unsigned int long int unsigned long int long long int(since C++11) unsigned long long int(since C++11)
u or U	unsigned int unsigned long int unsigned long long int(since C++11).	unsigned int unsigned long int unsigned long long int(since C++11)
l or L	long int unsigned long int(until C++11) long long int(since C++11).	long int unsigned long int long long int(since C++11) unsigned long long int(since C++11)
both l/L and u/U	unsigned long int unsigned long long int(since C++11).	unsigned long int(since C++11) unsigned long long int(since C++11)
ll or LL	long long int(since C++11)	long long int(since C++11) unsigned long long int(since C++11)
both ll/LL and u/U	unsigned long long int(since C++11)	unsigned long long int(since C++11)

浮点字面量（floating-point literal）

浮点字面量也有后缀，要比整数字面量简单地多，只有两组，见下表：

后缀	类型
no suffix	double
f or F	float
l or L	long double

可以看到，后缀对应的第二列单元格内的类型只有一个，这是跟整型字面量不同：

• 浮点字面量的类型由其后缀决定，而整型字面量的类型实际上只是部分由后缀决定，它有一个提升的过程。

• 浮点字面量的值如果不能被相应的类型表示，则报错。

跟整型字面量相同，C++14引入的数字分隔符也可应用在浮点字面量中。

下面给出一些常见形式的字符串字面量例子：

1e5, 1e-5  // 指数可正可负   
1., 1.e-5  // 若为0，小数部分可省略
0.1 == .1  // 若为0，整数部分可省略
. // 错误，整数和小数部分不能同时省略
0.1, 0.1F, 0.1L // 不同后缀
1e5 == 1E5    // E和e不影响值

十六进制浮点字面量

上面介绍的浮点字面量基于十进制，我们平常接触到的基本上都是这一类。C++17引入了十六进制的浮点字面量，我们做下跟十进制浮点字面量的语法比较：

比较项	十进制浮点字面量	十六进制浮点字面量
前缀	无	0x或0X
指数	E或e后接十进制的小数	p或P后接二进制的小数

在某些情况下，使用二进制或十六进制能方便浮点数的表示，这是引入十六进制形式的主要目的。下面给出几例：

0.25 == 0x1.p-2       // 1.0 * 2^-2
49.625 == 0xC.68p+2   // 0xC.68p * 2^2

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