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C++基本内置类型

2016-03-16 14:10 211 查看
算术类型

算术类型分为两类:整型(integral type,包括字符和布尔类型在内)和浮点型。

算术类型的尺寸(也就是该类型数据所占的比特数)在不同机器上有所差别。下表列出了C++标准规定的尺寸的最小值,同时允许编译器赋予这些类型更大的尺寸。某一类型所占的比特数不同,它所能表示的数据范围也不一样。



C++提供了几种字符类型,其中多数支持国际化。基本的字符类型是char,一个char的空间应确保可以存放机器基本字符集中任意字符对应的数字值。也就是说,一个char的大小和一个机器字节一样。

其他字符类型用于扩展字符集,如wchar_t、char16_t、char32_t。wchar_t类型用于确保可以存放机器最大扩展字符集中的任意一个字符,类型char16_t和char32_t则为Unicode字符集服务(Unicode是用于表示所有自然语言中字符的标准)。

除字符和布尔类型之外,其他整型用于表示(可能)不同尺寸的整数。C++语言规定一个int至少和一个short一样大,一个long至少和一个int一样大,一个long long至少和一个long一样大。其中,数据类型long long是在C++11中新定义的。

内置类型机器代码的实现
计算机以比特序列存储数据,每个比特非0即1,例如:
00011011011100010110010000111011 ...

大多数计算机以2的整数次幂个比特作为块来处理内存,可寻址的最小内存块称为"字节(byte)",存储的基本单元称为"字(word)",它通常由几个字节组成。在C++语言中,一个字节要至少能容纳机器基本字符集中的字符。大多数机器的字节由8比特构成,字则由32或64比特构成,也就是4或8字节。

大多数计算机将内存中的每个字节与一个数字(被称为"地址(address)")关联起来,在一个字节为8比特、字为32比特的机器上,我们可能看到一个字的内存区域如下所示:
736424    0 0 1 1 1 0 1 1
736425    0 0 0 1 1 0 1 1
736426    0 1 1 1 0 0 0 1
736427    0 1 1 0 0 1 0 0

其中,左侧是字节的地址,右侧是字节中8比特的具体内容。


我们能够使用某个地址来表示从这个地址开始的大小不同的比特串,例如,我们可能会说地址736424的那个字或者地址736427的那个字节。为了赋予内存中某个地址明确的含义,必须首先知道存储在该地址的数据的类型。类型决定了数据所占的比特数以及该如何解释这些比特的内容。

如果位置736424处的对象类型是float,并且该机器中float以32比特存储,那么我们就能知道这个对象的内容占满了整个字。这个float数的实际值依赖于该机器是如何存储浮点数的。或者如果位置736424处的对象类型是unsigned char,并且该机器使用ISO-Latin-1字符集,则该位置处的字节表示一个分号。

浮点型可表示单精度、双精度和扩展精度值。C++标准指定了一个浮点数有效位数的最小值,然而大多数编译器都实现了更高的精度。通常,float以1个字(32比特)来表示,double以2个字(64比特)来表示,long double以3或4个字(96或128比特)来表示。一般来说,类型float和double分别有7和16个有效位;类型long double则常常被用于有特殊浮点需求的硬件,它的具体实现不同,精度也各不相同。

带符号类型和无符号类型

除去布尔型和扩展的字符型之外,其他整型可以划分为带符号的(signed)和无符号的(unsigned)两种。带符号类型可以表示正数、负数或0,无符号类型则仅能表示大于等于0的值。

类型int、short、long和long long都是带符号的,通过在这些类型名前添加unsigned就可以得到无符号类型,例如unsigned long。类型unsigned int可以缩写为unsigned。

与其他整型不同,字符型被分为了三种:char、signed char和unsigned char。特别需要注意的是:类型char和类型signed char并不一样。尽管字符型有三种,但是字符的表现形式却只有两种:带符号的和无符号的。类型char实际上会表现为上述两种形式中的一种,具体是哪种由编译器决定。

无符号类型中所有比特都用来存储值,例如,8比特的unsigned char可以表示0至255区间内的值。

C++标准并没有规定带符号类型应如何表示,但是约定了在表示范围内正值和负值的量应该平衡。因此,8比特的signed char理论上应该可以表示-127至127区间内的值,大多数现代计算机将实际的表示范围定为-128至127。

参考:C++primer 第五版
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