字節(jié)與字符

計(jì)算機(jī)內(nèi)存的基本單位是位（bit），字節(jié)（byte）通常指的是8位的內(nèi)存單元，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，字節(jié)指的就是描述計(jì)算機(jī)內(nèi)存量的度量單位。

C++對(duì)字節(jié)的定義則有些不同，C++字節(jié)由至少能夠容納實(shí)現(xiàn)的基本字符集的相鄰位組成，也就是說(shuō)，可能取值的數(shù)目必須等于或超過(guò)字符數(shù)目。最開(kāi)始的基本字符集ASCII由于只支持拉丁字符，可以用8位來(lái)容納，因此ASCII編碼是1個(gè)字節(jié)表示一個(gè)字符。但是在國(guó)際編程可能需要使用更大的字符集，即Unicode，根據(jù)編碼方式可以分為UTF-8（變長(zhǎng)編碼，使用1-4個(gè)字節(jié)表示一個(gè)字符）、UTF-16（變長(zhǎng)編碼，使用2或4個(gè)字節(jié)表示一個(gè)字符）、UTF-32（定長(zhǎng)編碼，使用4個(gè)字節(jié)表示一個(gè)字符）。

英文字符和漢字字符在UTF-8編碼環(huán)境下，測(cè)試結(jié)果如下：

#include <iostream>
#include <cstring>using namespace std;int main()
{char a = 'a';cout << a << endl; // 輸出：a// 1、‘中’字符超出了char單個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)范圍char b = '中'; // 編譯告警: overflow in conversion from 'int' to 'char' changes value from '14989485' to ''\37777777655'' [-Woverflow]cout << b << endl; // 輸出：亂碼// 2、‘中’字符在UTF-8編碼中占用字節(jié)數(shù)為3，char數(shù)組定義為4是為了在末位存儲(chǔ)結(jié)束符‘\0’// char bs1[2] = "中"; //編譯報(bào)錯(cuò)：error: initializer-string for array of chars is too long [-fpermissive]char bs2[4] = "中";cout << bs2 << endl; // 輸出：中cout << strlen("中") << endl; // 輸出：3return 0;
}

整型

常用的整數(shù)類(lèi)型有char、short、int、long、long long，根據(jù)是否能存儲(chǔ)負(fù)值，又可以進(jìn)一步劃分為有符號(hào)整型和無(wú)符號(hào)整型。

由于系統(tǒng)環(huán)境或編譯器環(huán)境不同，每種整型所占的字節(jié)數(shù)可能會(huì)有差異，此處以64位編譯器為例，舉例說(shuō)明整型的取值范圍：

類(lèi)型	占用字節(jié)數(shù)	取值范圍
signed char	1	-2^7 ~ 2^7-1
unsigned char	1	0 ~ 2^8-1
short	2	-2^15 ~ 2^15-1
unsigned short	2	0 ~ 2^16-1
int	4	-2^31 ~ 2^31-1
unsigned int	4	0 ~ 2^32-1
long	4	-2^31 ~ 2^31-1
unsigned long	4	0 ~ 2^32-1
long long	8	-2^63 ~ 2^63-1
unsigned long long	8	0 ~ 2^64-1

擴(kuò)展1：為什么無(wú)符號(hào)類(lèi)型和有符號(hào)類(lèi)型的最大值相比會(huì)多一個(gè)2次方？

計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是使用二進(jìn)制來(lái)表示的。有符號(hào)類(lèi)型的最高位會(huì)被用為符號(hào)位，而無(wú)符號(hào)類(lèi)型則多了最高位用來(lái)表示數(shù)值。

擴(kuò)展2：為什么在有符號(hào)類(lèi)型中負(fù)數(shù)取值范圍會(huì)比正數(shù)多一位？

計(jì)算機(jī)內(nèi)是使用補(bǔ)碼來(lái)存儲(chǔ)整數(shù)的（正數(shù)補(bǔ)碼是它本身，負(fù)數(shù)補(bǔ)碼=對(duì)應(yīng)正數(shù)原碼取反+1）。以signed char類(lèi)型為例，從概念上來(lái)說(shuō)，0數(shù)值是可以分為+0（00000000）和-0（10000000）的，而這時(shí)候我們已經(jīng)選擇用+0來(lái)表示數(shù)字0了，-0就可以用于表示其他值，將-0采用補(bǔ)碼規(guī)則是映射到-128的（正數(shù)128原碼為010000000，取反為101111111，再+1為110000000，截掉前面的溢出位1結(jié)果為10000000），因此自然而然就用于表示-128了。

bool

bool類(lèi)型用于表示邏輯上的真和假，取值范圍為字面值true和false，其可以提升為int類(lèi)型——true轉(zhuǎn)為1，false轉(zhuǎn)為0。

另外值得注意的是，任何數(shù)字值或指針值都可以隱式轉(zhuǎn)換為bool值，任何非零值轉(zhuǎn)為true，而零值轉(zhuǎn)為false。

wchar_t

前面提到，程序需要處理的字符集可能無(wú)法用一個(gè)8位的字節(jié)表示，此時(shí)C++有兩種處理方式：一種是編譯廠商可以將char定義為一個(gè)16位的字節(jié)或更長(zhǎng)的字節(jié)（例如，在Java語(yǔ)言中char的長(zhǎng)度就是2個(gè)字節(jié)）；另一種是使用寬字符類(lèi)型wchar_t來(lái)表示擴(kuò)展字符集（wchar_t是整數(shù)類(lèi)型，具體類(lèi)型取決于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)），通常會(huì)將每個(gè)字符存儲(chǔ)在一個(gè)2字節(jié)的內(nèi)存單元中。

浮點(diǎn)類(lèi)型

常見(jiàn)的浮點(diǎn)類(lèi)型有float（單精度小數(shù)）、double（雙精度小數(shù)）、long double。float和double的區(qū)別點(diǎn)在于，通常double類(lèi)型能夠表示的范圍更大且精度更高。體現(xiàn)為double能夠保證準(zhǔn)確的有效位更多。

算術(shù)操作符

常見(jiàn)的5種基本算術(shù)操作符分為加(+)、減(-)、乘(*)、除(/)、取余(%)。

類(lèi)型轉(zhuǎn)換

在C++ 中，一個(gè) 數(shù)據(jù)類(lèi)型 的值可以被轉(zhuǎn)換成另一種數(shù)據(jù)類(lèi)型的值，這個(gè)轉(zhuǎn)換就叫做類(lèi)型轉(zhuǎn)換。在進(jìn)行類(lèi)型轉(zhuǎn)換時(shí)需要注意的是，如果是向上轉(zhuǎn)型的轉(zhuǎn)換（例如，float轉(zhuǎn)double，int轉(zhuǎn)long）通常是安全的，但如果是向下轉(zhuǎn)型的轉(zhuǎn)換（例如，long轉(zhuǎn)int，double轉(zhuǎn)float，浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)整數(shù)）就有可能會(huì)產(chǎn)生截?cái)嗷蚓葋G失問(wèn)題。

在C++ 中，按轉(zhuǎn)換方式也可以大致劃分為兩種類(lèi)型轉(zhuǎn)換——隱式轉(zhuǎn)換和顯式轉(zhuǎn)換。

隱式轉(zhuǎn)換

由編譯器自動(dòng)完成的類(lèi)型轉(zhuǎn)換稱(chēng)為隱式轉(zhuǎn)換，也稱(chēng)為自動(dòng)轉(zhuǎn)換。

例如，在計(jì)算表達(dá)式時(shí)，C++會(huì)將bool、char、unsigned char、signed char和short值轉(zhuǎn)換為int，這些轉(zhuǎn)換也被稱(chēng)為整型提升。

顯式轉(zhuǎn)換

當(dāng)用戶手動(dòng)將數(shù)據(jù)從一種類(lèi)型更改為另一種類(lèi)型時(shí)，這稱(chēng)為顯式轉(zhuǎn)換，主要有以下三種方式：

• C 樣式類(lèi)型轉(zhuǎn)換（也稱(chēng)為轉(zhuǎn)換符號(hào)）

• 函數(shù)符號(hào)（也稱(chēng)為舊的 C++ 樣式類(lèi)型轉(zhuǎn)換）

• 類(lèi)型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符（static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast）

#include <iostream>using namespace std;int main()
{int num1 = 10;short num2 = (short)num1; // 1、C風(fēng)格轉(zhuǎn)換int num3 = 10;long num4 = long(num3); // 2、舊的C++風(fēng)格轉(zhuǎn)換int num5 = 10;unsigned int num6 = static_cast<unsigned int>(num5); // 3、使用了C++的類(lèi)型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符return 0;
}