【C++】基本数据类型

znah321

已于 2023-02-14 23:46:22 修改

阅读量224

点赞数

分类专栏： C++ 文章标签： c++ 算法开发语言

于 2023-02-13 23:44:09 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/znah321/article/details/129019215

版权

C++ 专栏收录该内容

2 篇文章

订阅专栏

文章讨论了C++中整型变量未初始化时的输出行为，不同平台可能有不同的结果。Java语言对此有更严格的编译检查。文章还涵盖了整型溢出问题，数据类型的字节大小，以及浮点数精度问题。此外，提到了bool类型、浮点数比较的方法以及auto类型的使用和类型转换的规则。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

整型 Integer Number

变量的初始化

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int num1, num2;
    cout << "num1 = " << num1 << endl;
    cout << "num2 = " << num2 << endl;
}

这里定义了两个整型变量num1、num2，没有对其进行初始化就直接输出。但编译器并不会报错，因为没有语法错误。
程序的输出结果与编译器有关，比如x86平台的输出为

num1 = 4354254
num2 = 7208832

而ARM平台的结果为

num1 = 0
num2 = 0

对于Java语言，如果不初始化直接编译，编译器就会报错。

不同的初始化方式

int num = 10;

// New Standard
int num (10);

int num {10};

溢出 Overflow

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int a = 56789;
    int b = 56789;
    int c = a * b;
    cout << c << endl;
}

正确结果应该为3,224,990,521，但程序输出为-1069976775。
3,224,990,521对应16进制为0xC0397339，一共32位，最高位C大于8，那么对应二进制的最高位就是1。而对于int类型，其32位的最高位代表符号位（sign bit），若符号位为1，则代表这个变量是负数。要输出正确结果，可将int改为unsigned int。
在这里插入图片描述

int的范围： $2^{31},2^{31}-1]$ 。
unsigned int的范围： $0,2^{32}-1]$ 。

数据类型所占字节数

一般来说，int类型占4个字节，即32位（有少部分系统是16位）。
对于short类型，最低要求是2个字节（16位）；对于long类型，最低要求是4个字节（32位）；对于long long类型，最低要求是8个字节（64位）。C++语言没有强制规定这些类型必须占多少字节，有可能long类型和int类型均为4个字节，需要具体验证。
查看某一类型在当前系统所占的字节数：

cout << "sizeof(int) = " << sizeof(int) << endl;
cout << "sizeof(short) = " << sizeof(short) << endl;
cout << "sizeof(long) = " << sizeof(long) << endl;

字符型 Char

实际上是一个8位整数，可以用signed和unsigned修饰，但不同的平台是不一样的，C++没有具体规定。

char c1 = 'C';
char c2 = 80;
char c3 = 0x50;

// Chinese Character
char16_t c4 = u'啊'; // C++11
char32_t c5 = U'啊'; // C++11

char16_t和char32_t分别表示16位和32位的char。前面的u和U表示把后面的字符转换成对应的数据类型。
使用下面的语句打印结果：

cout << c1 << ":" << c2 << ":" << c3 << endl;
cout << +c1 << ":" << +c2 << ":" << +c3 << endl;
cout << c4 << endl;
cout << c5 << endl;

输出结果：

C:P:P
67:80:80
21834
21834

第一行为打印c1、c2和c3对应的字符，如果想要打印字符对应的整数，可以在前面加一个+，将其强制转换为整型。

布尔类型 bool

在C++中是一种数据类型，占1个字节（8位），但在C语言中不是一种数据类型。
只有两种取值true(1)、false(0)，可以当做具体的数值来计算。

与bool类型相关的类型转换

int a;
bool b = true;
a = b;
bool c = -123;

● 将b赋值给a，a的值为1。
● 将任意数赋值给bool类型的变量，只要这个数不是0，bool类型的变量就是1。

浮点数类型

在这里插入图片描述
double为双精度，long double为扩展精度（64位or128位）。
深度学习中涉及半精度（half precision），不是C++的标准。

浮点数的精度

执行以下代码

#include <iomanip>
using namespace std;
int main()
{
    float f1 = 1.2f;
    float f2 =  f1 * 1000000000000000;
    cout << std::fixed << std::setprecision(15) << f1 << endl;
    cout << std::fixed << std::setprecision(15) << f2 << endl;
    return 0;
}

输出结果为

1.200000047683716
1200000038076416.000000000000000

可以看到，f1的输出并不是1.2，f2的输出也和正确的结果有一定的差距，这与浮点数的表示方法有关，可以参考PAM信号里的量化来理解。
让一个极大的数（1.23E10+f）和一个极小的数（123）相加，如果这个极小的数没有超过量化间隔，那么结果仍然还是1.23E10。
在实际应用中，判断两个浮点数相等，通常采取下面的方式：

if (f1 == f2)  //bad
{
    // ...
}

if (fabs(f1 - f2) < FLT_EPSILON) // good
{
    // ...
}

fabs()为绝对值，FLT_EPSILON是float类型所能识别的最小精度。

auto类型

是一种自动的类型，根据赋值来确定变量类型。

auto a = 2; // type of a is int
auto b = 2.3; // type of b is double
auto c; // valid in C, error in C++
auto d = a * 1.2;

对于C++，使用auto初始化一个变量，必须赋值。而在赋值之后，变量的类型就被确定下来，不会发生改变。

auto a = 2;
a = 2.3;

这里a仍然是2，程序会将2.3的小数部分截去，只留下整数部分，赋值给a。

类型转换

int num_int1 = 'C';
int num_int2 = (int)'C'; // C style
int num_int3 = int('C'); // C++ style

上面三行都是类型转换。第一行属于隐式转换，后两种属于显式转换。其中，第二行为C语言的写法，第三行为C++的写法。

int num_int4 = 2.8;
float num_int5 = 2.3;
short num_int6 = 10000000;

第一行，属于double型转换为int型，直接截去小数部分，把整数部分赋给num_int4。
第二行，属于double类型转换为float类型，可能会损失精度。
第三行，10000000已经超过了short类型所能表示的最大值，编译器会发出warning