《C++ Primer Plus 第六版中文版》的研读与学习（十一）

超、凢脫俗 2023-02-11 03:11 4阅读 0赞

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根据前面的学习，我们已经了解了C++的基本操作，接下来我们就详细讲一讲C++中变量相关的内容。  
在C++中，变量的存在大致有如下几个目的：

*  明确信息储存的位置
 *  明确存储的值(value)
 *  明确存储信息的类型

在[《C++ Primer Plus 第六版 中文版》的研读与学习（五）][C_ Primer Plus _ 6]中，我们提到了C++中变量的几种基本类型，本节我们首先来介绍整数在C++中的表示。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th></th> 
   <th>位数(bit)</th> 
   <th>字节数(byte)</th> 
   <th>最小值</th> 
   <th>最大值</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>int</td> 
   <td>整型</td> 
   <td>32</td> 
   <td>4</td> 
   <td>-32768</td> 
   <td>32767</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>short int</td> 
   <td>短整型</td> 
   <td>16</td> 
   <td>2</td> 
   <td>-2147483648</td> 
   <td>2147483647</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>long</td> 
   <td>长整型</td> 
   <td>32</td> 
   <td>4</td> 
   <td>-2147483648</td> 
   <td>2147483647</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>long long</td> 
   <td>双长整型</td> 
   <td>64</td> 
   <td>8</td> 
   <td>-9223372036854775808</td> 
   <td>9223372036854775807</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

这里简单介绍一下计算机原理的一些内容。众所周知，计算机以二进制储存数据，也就是说，我们无论以哪一种语言（高级语言和汇编语言），在计算机内都要转化为0-1编码（机器语言）才能够被计算机理解并执行。上表中的“位”（bit）就表示一位二进制数，有0、1两种可能的情况。那么，8bit就有2的8次幂即256种可能的值，也就是可以表示-128至127之间的整数，这样，我们称8bit为1byte（字节B）。

为了更好地理解整型变量在C++中的应用，我们来看这样的一段程序：

#include <iostream>
    #include <climits> // 旧版本中使用limits.h
    using namespace std;
    int main()
    { 
    	int n_int = INT_MAX;       // 初始化n_int使之为整型数据的最大值
    	short n_short = SHRT_MAX;  // 在climits文件中定义的量
    	long n_long = LONG_MAX;
    	long long n_llong = LLONG_MAX;
    	
    	// 变量类型声明符对应的类型或变量的大小
    	cout << "int is " << sizeof(int) << " bytes." << endl;
    	cout << "int is " << sizeof n_short << " bytes." << endl;
    	cout << "int is " << sizeof(long) << " bytes." << endl;
    	cout << "int is " << sizeof n_llong << " bytes." << endl; 
    	cout << endl;
    	
    	cout << "Maximum values:" << endl;
    	cout << "int: " << n_int << endl;
    	cout << "short: " << n_short << endl;
    	cout << "long: " << n_long << endl;
    	cout << "long long: " << n_llong << endl;
    	
    	cout << "Minimum int value = " << INT_MIN << endl;
    	cout << "Bits per byte = " << CHAR_BIT << endl;
    	return 0;
    }

该程序的运行结果如下：

int is 4 bytes.
    int is 2 bytes.
    int is 4 bytes.
    int is 8 bytes.
    
    Maximum values:
    int: 2147483647
    short: 32767
    long: 2147483647
    long long: 9223372036854775807
    Minimum int value = -2147483648
    Bits per byte = 8

有必要注意的是，`long long`型变量为C++11新增的数据类型，部分编译器可能不支持，如遇这种情况，请删除相关的代码语句。

上述程序中，使用了我们之前没有接触到的函数`sizeof()`，该函数的语法如下：

sizeof(operator);
    sizeof varible;

当参数为变量类型声明符（operator）时，需要外带圆括号，返回该类型变量的长度（字节数）；当参数为变量时，圆括号可有可无，返回该变量的长度（字节数）。

在上述程序中，使用到了`<climits>`头文件（老式版本中为`<limits.h>`），其中包含了关于整型数据的极限的有关信息。例如，其中定义了`INT_MAX`为int型数据的最大取值，`CHAR_BIT`为一个字符所占的位数（即字节与位的换算关系）等。  
`<climits>`头文件中的符号常量如下表所示：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>符号常量</th> 
   <th>含义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>CHAR_BIT</td> 
   <td>char的位数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>CHAR_MAX</td> 
   <td>char的最大值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>CHAR_MIN</td> 
   <td>char的最小值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SCHAR_MAX</td> 
   <td>signed char的最大值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SCHAR_MIN</td> 
   <td>signed char的最小值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UCHAR_MAX</td> 
   <td>unsigned char的最大值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SHRT_MAX</td> 
   <td>short的最大值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>SHRT_MIN</td> 
   <td>short的最小值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>USHRT_MAX</td> 
   <td>unsigned short的最大值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>INT_MAX</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>INT_MIN</td> 
   <td>int的最小值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UINT_MAX</td> 
   <td>unsigned int的最大值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>LONG_MAX</td> 
   <td>long的最大值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>LONG_MIN</td> 
   <td>long的最小值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ULONG_MAX</td> 
   <td>unsigned long的最大值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>LLONG_MAX</td> 
   <td>long long的最大值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>LLONG_MIN</td> 
   <td>long long的最小值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ULLONG_MAX</td> 
   <td>unsigned long long的最大值</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

为了达到这样的目的，`<climits>`头文件中使用了如下的宏定义的预处理器命令：

#define INT_MAX 32767

有关宏定义的预处理器命令，我们在以后的文章中会讲到。

变量的初始化过程中，可以将变量的声明与赋值合并或分开，即如下的两种写法都是正确的：

int n_int = INT_MAX;

int n_int;
    n_int = INT_MAX;

如果对同一个变量进行多次赋值，则之后的赋值会覆盖之前的赋值：

int a = 5;
    a = 10;
    cout << a << endl;
    // 该算法运行后输出结果为 10

当然，我们也可以利用`std::cin`对变量赋予键盘输入的值。

另外，C++11中提供了对变量进行赋值的特殊方式，即将被赋值的量放在花括号内：

int a = { 3};

如此以来，以后进行强制类型转换的操作中，可以避免许多错误。在本书中，明确提出了在支持C++11的编译器中可以省略`=`，但是笔者只用CFree5编译器，省略等号却出现了bug。

文章的最后，我们谈一谈C++变量的命名规范。  
首先，必须遵守的规则有：

*  在名称中只能出现字母、数字和下划线\_，不允许出现其他任何字符。
 *  名称的第一个字符不能是数字
 *  大写字母与小写字母区分
 *  以两个下划线开头的名称保留给实现（编译器及其资源）使用，以一个下划线开头的名称保留给实现用作全局变量。
 *  一般的编译器对名称长度没有限制。

一般地，我们对变量的命名本着便于阅读程序的原则进行，因此，应该避免使用原有函数名或变量名进行命名；变量的名称也应该尽可能体现变量的含义，如`my_carrots`、`myCarrots`等。

[C_ Primer Plus _]: https://blog.csdn.net/weixin_46695826/article/details/106237060
[C_ Primer Plus _ 1]: https://blog.csdn.net/weixin_46695826/article/details/106154429
[C_ Primer Plus _ 2]: https://blog.csdn.net/weixin_46695826/article/details/105977505
[C_ Primer Plus _ 3]: https://blog.csdn.net/weixin_46695826/article/details/105964438
[C_ Primer Plus _ 4]: https://blog.csdn.net/weixin_46695826/article/details/105959461
[C_ Primer Plus _ 5]: https://blog.csdn.net/weixin_46695826/article/details/105947430
[C_ Primer Plus _ 6]: https://blog.csdn.net/weixin_46695826/article/details/105900392
[C_ Primer Plus _ 7]: https://blog.csdn.net/weixin_46695826/article/details/105799462
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[C_ Primer Plus _ 10]: https://blog.csdn.net/weixin_46695826/article/details/105567105