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C++查缺补漏之变量和基本类型

2024-10-30 01:28:01   213人阅读

基本内置类型

1.块处理存储
一般来说计算机以位序列存储数据，每一位存储0或1，一段内存可能存储着0001010010101010...但是这样的存储是没有任何意义的，让存储器具有结构的方法是块处理存储，那么什么是快处理存储呢，就是用2^n表示一个存储块的位数（一般以8位作为一个块），这样操作起来更加方便。
如下图：
12345601110001
12345710101001
12345810100100
要操作一个块，需要什么东西呢？那就是所谓的地址，上面的123456就是这个块的地址，也相当于它的标示符，但是要让地址为123456的这个字节具有意义，那么还需要存储在该地址的值的类型，一旦知道了该地址的类型，那么就知道表示该类型需要多少位和如何解释这些位。
比如123456这个块如果是整形类型的（当然int需要占用四个字节）那么表示的就是112，如果表示的是ISO-Latin-1的一个字符，那么就表示小写字母q
下面来看一个例子：
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <stdio.h>
using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])
{
	unsigned int number = 16843009;//二进制为<span style="font-family: 'Comic Sans MS';">00000001</span><span style="font-family: 'Comic Sans MS';">00000001</span><span style="font-family: 'Comic Sans MS';">00000001</span><span style="font-family: 'Comic Sans MS';">00000001</span><span style="font-family: 'Comic Sans MS';">
</span>	unsigned int * pNumber = &number;
	cout<<reinterpret_cast<int>(pNumber)<<endl;//打印指针地址
	cout<<*pNumber<<endl;//unsigned类型时的值
	unsigned char * ptrChar = reinterpret_cast<unsigned char *>(pNumber);//unsigned int * 转为 unsigned char *
	cout<<static_cast<int>(*ptrChar)<<endl;//unsigned char类型以int类型输出
	ptrChar++;
	cout<<static_cast<int>(*ptrChar)<<endl;
	ptrChar++;
	cout<<static_cast<int>(*ptrChar)<<endl;
	ptrChar++;
	cout<<static_cast<int>(*ptrChar)<<endl;
	while(1);
	return 0;
}
最后输出结果为：
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观察之前我们的那个整形number，不正是由四块值为00000001组成的么，只是解释为unsigned int 类型时为16843009，解释为unsigned char 类型时为1.

2.除了bool类型的整形才可以是unsigned 或者是signed ,如果在只写unsigned 不加上具体类型，那么就是unsigned int类型的 。

3.特殊的char类型
与其他整形不同，char类型有三种不同的类型：char , unsigned char , signed char。但是只有两种表示形式unsigned char 或者signed char。这句话是什么意思呢？我们知道(int,short,long)类型默认都是signed类型的，但是char类型时没有默认类型的，具体是signed还是unsigned类型，还要由编译器而定。要想确定编译器默认是signed还是unsigned，可以
char ch =-1;
printf("%d\n",ch);
如果打印的是-1,那么表明是signed类型的
若是255,那么表明是unsigned类型的
我在gcc上面测试以后发现是signed类型的，所以在编写char类型的时候最好还是加上signed或者unsigned吧，不然又会多了一些莫名奇妙的错误。

4.浮点型
都知道float表示的浮点型使用一个字来表示，且精度是单精度，只有6位有效数字
double类型占用两个字节，精度为双精度，至少保证了10位的精度
这里的精度到底是什么意思呢？我们来看一下float和double内部到底是如何存储的：

类型float大小为4字节，即32位，内存中的存储方式如下：


 符号位(1 bit)
指数（8 bit）
尾数（23 bit）


类型double大小为8字节，即64位，内存布局如下：


符号位(1bit)
指数（11 bit）
尾数（52 bit）

对于float类型来书8位的指数取值范围为：-2^7~2^7+1(-127~128)
double类型11位指数取值范围为-2^10~2^10+1(-1024~1025)
指数的含义是什么呢？
  • 负指数代表着浮点数能表示的绝对值最小的数
  • 正指数表示了浮点数能表示绝对值最大的数
float的范围为-2^128 ~ +2^128，也即-3.40E+38 ~ +3.40E+38；double的范围为-2^1024 ~ +2^1024，也即-1.79E+308 ~ +1.79E+308

接着我们来看一下尾数:
  • float类型的尾数为2^23(8388608)，长度为7为，但是又不满七位
  • double类型尾数为2^52(4503599627370496)，长度为16，但是又不满16
所以所谓的精度就是这里的尾数所能表示的数的长度
下面我们来看一个例子:
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <stdio.h>
using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])
{
	float f1 = 1.123456789123456789;
	double d1 = 1.123456789123456789;
	cout<<setprecision(20)<<"float:"<<f1<<endl;
	cout<<setprecision(20)<<"double:"<<d1<<endl;
	while(1);
	return 0;
}
可得到输出结果为：
技术分享
我们可以明显的看到float从第7位(为什么不是第六位呢？因为8388608)有效数字开始就开始不准确了
double类型也就只显示了前16位，后面的都被截断了。所以以后再具体应用中需要辨别他们之间的区别，float的精度损失是不可忽视的，使用double类型基本上是不会出错的，双精度的计算代价相对于单精度乐意忽略，在某些机器上double类型比float类型要快得多(可能是硬件上做了优化了吧)。但是long double一般来说是没有必要的。。。
最后说一点，上面我们看到了浮点类型的结构，里面有一位固定符号位，所以浮点类型是没有unsigned的！！！

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