第2章數(shù)據(jù)類(lèi)型、運(yùn)算符和表達(dá)式
【考點(diǎn)一】 C+ +語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類(lèi)型
C+ +中的數(shù)據(jù)類(lèi)型大體可以分成三類(lèi)，它們是：基本類(lèi)型、導(dǎo)出類(lèi)型和用戶定義類(lèi)型�；�本類(lèi)型是由C+ +語(yǔ)言預(yù)先定義好的數(shù)據(jù)類(lèi)型，它包括：邏輯型、字符型、整型、浮點(diǎn)型和空值型。導(dǎo)出類(lèi)型是由某種已知類(lèi)型構(gòu)造出來(lái)的數(shù)據(jù)類(lèi)型，它包括：數(shù)組、指針和引用。用戶定義類(lèi)型是指必須由用戶給出具體定義后才能使用的數(shù)據(jù)類(lèi)型，它包括：枚舉類(lèi)型和類(lèi)類(lèi)型。
1.基本類(lèi)型
（1）邏輯型邏輯型用關(guān)鍵字bool表示，因此又稱為bool型(布爾型)。邏輯型的取值范圍只包含true和false，它們都是C+ +關(guān)鍵字。
（2）字符型〗字符型用關(guān)鍵字char表示，因此又稱為char型，即把字符作為一種數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。字符型的取值范圍是全部基本字符以及ASCII碼集或擴(kuò)充ASCII碼集對(duì)應(yīng)的全部符號(hào)。
（3）整型整型用關(guān)鍵字int表示，因此又稱為int型，它是C+ +中最常用的數(shù)據(jù)類(lèi)型，整型數(shù)據(jù)的取值范圍是計(jì)算機(jī)所能表示的所有整數(shù)。
（4）浮點(diǎn)型浮點(diǎn)型包括單精度型和雙精度型兩種，單精度型用關(guān)鍵字float表示，又稱float型；雙精度型用關(guān)鍵字double表示，又稱double型。它們對(duì)應(yīng)著數(shù)學(xué)中實(shí)數(shù)的概念，即帶有小數(shù)點(diǎn)的數(shù)。浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)的取值范圍原則上是任意大小和精度的小數(shù)，但實(shí)際上不可能是任意大小的，而是有一定范圍的。C+ +中的浮點(diǎn)數(shù)可以采用尾數(shù)加階碼的表示形式，表示的浮點(diǎn)數(shù)范圍是：?jiǎn)尉�度�?3.4E38~3.4E38，但不能超過(guò)7位有效數(shù)字；雙精度型-1.7977E308~1.7977E308 ，但不能超過(guò)15位有效數(shù)字。
（5）空值型空值型用關(guān)鍵字void表示，因此又稱為void型。空值型的取值為空。C+ +中不存在void型的常量或變量。C+ +語(yǔ)言規(guī)定，所有函數(shù)說(shuō)明都必須指明返回值類(lèi)型，沒(méi)有返回值的函數(shù)應(yīng)說(shuō)明為void類(lèi)型的函數(shù)；另外，void類(lèi)型還可以用來(lái)聲明一個(gè)指針變量。
2.基本類(lèi)型的派生類(lèi)型C+ +語(yǔ)言中，基本類(lèi)型的字長(zhǎng)及其取值范圍可以放大和縮小，改變后的類(lèi)型就叫做基本類(lèi)型的派生類(lèi)型。派生類(lèi)型聲明符是由基本類(lèi)型關(guān)鍵字char、int、float、double前面加上類(lèi)型修飾符組成的。類(lèi)型修飾符包括：short短類(lèi)型，縮短字長(zhǎng)；long長(zhǎng)類(lèi)型，加長(zhǎng)字長(zhǎng)；signed有符號(hào)類(lèi)型，取值范圍包括正負(fù)值；unsigned無(wú)符號(hào)類(lèi)型，取值范圍只包括正值； 【考點(diǎn)二】 常量常量是指在程序執(zhí)行過(guò)程中值不改變的量。常量有兩種表示形式，即字面常量和符號(hào)常量。字面常量的類(lèi)型是根據(jù)書(shū)寫(xiě)形式來(lái)區(qū)分的，它們的類(lèi)型分別為：整型、浮點(diǎn)型、字符型、字符串型，每個(gè)字面常量的字面本身就是它的值。符號(hào)常量是一個(gè)標(biāo)識(shí)符，在程序中必須遵循"先聲明，后使用"的原則。
1.邏輯常量邏輯常量主要用在邏輯運(yùn)算中，此外，由于邏輯值對(duì)應(yīng)著整數(shù)1或0，所以它也能夠像其他整數(shù)一樣出現(xiàn)在表達(dá)式中，參與各種整數(shù)運(yùn)算。
2.字符常量字符常量簡(jiǎn)稱字符，它以單引號(hào)作為起止符號(hào)，中間有一個(gè)或若干個(gè)字符。這是一般意義上的字符常量；除此之外還有一種特殊形式的字符常量，以"\"開(kāi)頭的包括多個(gè)字符的字符序列也是符合規(guī)定的字符常量。但是，無(wú)論字符常量包含一個(gè)還是多個(gè)字符，每個(gè)字符常量只能表示一個(gè)字符，當(dāng)字符常量的一對(duì)單引號(hào)內(nèi)多于一個(gè)字符時(shí)，則將按照一定的規(guī)則解釋為一個(gè)字符。計(jì)算機(jī)中常用的ASCII字符也是字符型的數(shù)據(jù)，因?yàn)锳SCII碼值在0~127之間，正好落在字符型數(shù)據(jù)的取值范圍之內(nèi)。ASCII字符集中的每一個(gè)顯示字符(個(gè)別字符除外)都可以作為一個(gè)字符常量。但是，對(duì)于一些特殊的字符，如回車(chē)、換行等具有控制功能的字符，或者像單引號(hào)、雙引號(hào)等作為特殊標(biāo)記使用的字符，就無(wú)法直接采用單引號(hào)作為起止符號(hào)來(lái)表示。C+ +中引入了"轉(zhuǎn)義"字符的概念，其含義是：用反斜線"\"引導(dǎo)的下一個(gè)字符失去了原來(lái)的含義，而轉(zhuǎn)義為具有某種控制功能的字符。另外，還允許用反斜線引導(dǎo)一個(gè)具有1至3位的八進(jìn)制整數(shù)或一個(gè)以字母x(大、小寫(xiě)均可)作為開(kāi)始標(biāo)記的具有1至2位的十六進(jìn)制整數(shù)，對(duì)應(yīng)的字符就是以這個(gè)整數(shù)作為ASCII碼的字符。
3.整型常量整型常量就是整型常數(shù)，簡(jiǎn)稱整數(shù)，它有十進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制3種表示。(1)十進(jìn)制整數(shù)十進(jìn)制整數(shù)以正號(hào)(+)或負(fù)號(hào)(-)開(kāi)頭，由首位非0的一串十進(jìn)制數(shù)字組成。若以正號(hào)開(kāi)頭則為正數(shù)，若以負(fù)號(hào)開(kāi)頭則為負(fù)數(shù)，若省略正負(fù)號(hào)，則默認(rèn)為正數(shù)。當(dāng)一個(gè)十進(jìn)制整數(shù)大于等于-2 147 483 648(即231)，同時(shí)小于等于2 147 483 647(即-231-1)時(shí)，則被系統(tǒng)看作是整型常量；當(dāng)在2 147 483 648~4 294 967 295即232-1范圍之內(nèi)時(shí)，則被看作是無(wú)符號(hào)整型常量；當(dāng)超過(guò)上述兩個(gè)范圍時(shí)，則無(wú)法用C+ +整數(shù)類(lèi)型表示，只有把它用實(shí)數(shù)(即帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù))表示才能夠被有效地存儲(chǔ)和處理。(2)八進(jìn)制整數(shù)八進(jìn)制整數(shù)以數(shù)字0開(kāi)頭，后面接若干個(gè)八進(jìn)制數(shù)字(借用十進(jìn)制數(shù)字中的0~7)。八進(jìn)制整數(shù)前面不帶正負(fù)號(hào)，全部默認(rèn)為正數(shù)。當(dāng)一個(gè)八進(jìn)制整數(shù)大于等于0同時(shí)小于等于017777777777時(shí)，則稱為整型常量，當(dāng)大于等于020000000000同時(shí)小于等于037777777777時(shí)，則稱為無(wú)符號(hào)整型數(shù)量。不要使用超過(guò)上述兩個(gè)范圍的八進(jìn)制整數(shù)，因?yàn)闆](méi)有與此相對(duì)應(yīng)的C+ +整數(shù)類(lèi)型。(3)十六進(jìn)制整數(shù)十六進(jìn)制整數(shù)以數(shù)字0和字母x(大、小寫(xiě)均可)開(kāi)頭，后面接若干個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字(借用十進(jìn)制數(shù)字0~9，字母A~F或a~f)。當(dāng)一個(gè)十六進(jìn)制整數(shù)大于等于0同時(shí)小于等于0x7FFFFFFF時(shí)，則稱為整型常量，當(dāng)大于等于0x80000000同時(shí)小于等于0xFFFFFFFF時(shí)，則稱為無(wú)符號(hào)整型常量，與八進(jìn)制整數(shù)類(lèi)似，超過(guò)上述兩個(gè)范圍的十六進(jìn)制整數(shù)也沒(méi)有與之相對(duì)應(yīng)的C+ +整數(shù)類(lèi)型，所以也不能使用它們。C+ +中的整型數(shù)據(jù)除了一般表示方法之外，還允許給它們添加后綴u或l。對(duì)于任一種進(jìn)制的整數(shù)，若后綴為字母u(大、小寫(xiě)均可)，則規(guī)定它為一個(gè)無(wú)符號(hào)整型(unsigned int)數(shù)，若后綴為字母l(大、小寫(xiě)均可)，則規(guī)定它為一個(gè)長(zhǎng)整型(long int)數(shù)。在一個(gè)整數(shù)的末尾，可以同時(shí)使用u和l，并且對(duì)排列無(wú)要求。
4.實(shí)型常量實(shí)型常量有十進(jìn)制的定點(diǎn)和浮點(diǎn)兩種表示方法，但并不存在其他進(jìn)制的表示，下面分別介紹這兩種表示方法。(1)定點(diǎn)表示定點(diǎn)表示的實(shí)數(shù)簡(jiǎn)稱定點(diǎn)數(shù)，實(shí)際上是以小數(shù)形式表示實(shí)數(shù)。定點(diǎn)表示的實(shí)數(shù)是由一個(gè)正號(hào)或負(fù)號(hào)(正號(hào)可以省略)后接若干個(gè)十進(jìn)制數(shù)字和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)所組成，這個(gè)小數(shù)點(diǎn)可以處在任何一個(gè)數(shù)字位的前面或后面。(2)浮點(diǎn)表示浮點(diǎn)表示的實(shí)數(shù)簡(jiǎn)稱浮點(diǎn)數(shù)，實(shí)際上是以指數(shù)形式表示實(shí)數(shù)。浮點(diǎn)表示的實(shí)數(shù)是由一個(gè)十進(jìn)制整數(shù)或定點(diǎn)數(shù)后接一個(gè)字母E(大、小寫(xiě)均可)和一個(gè)1至3位的十進(jìn)制整數(shù)所組成，字母E之前的部分稱為該浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)，之后的部分成為該浮點(diǎn)數(shù)的指數(shù)，該浮點(diǎn)數(shù)的值就是它的尾數(shù)乘以10的指數(shù)冪。對(duì)于一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)，若將它尾數(shù)中的小數(shù)點(diǎn)調(diào)整到最左邊第一個(gè)非零數(shù)字的后面，則稱它為規(guī)格化(或標(biāo)準(zhǔn)化)浮點(diǎn)數(shù)。實(shí)型常量分為單精度(float)、雙精度(double)和長(zhǎng)雙精度(long double)三類(lèi)。一般float型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中占4個(gè)字節(jié)，提供7位有效數(shù)字；double型數(shù)據(jù)占8個(gè)字節(jié)，提供15位有效數(shù)字；long double型數(shù)據(jù)占10個(gè)字節(jié)，提供19位有效數(shù)字。對(duì)于一個(gè)定點(diǎn)數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)，C+ +自動(dòng)按一個(gè)雙精度數(shù)(double型)來(lái)存儲(chǔ)。若在一個(gè)定點(diǎn)數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)之后加上字母F(大、小寫(xiě)均可)，則自動(dòng)按一個(gè)單精度數(shù)來(lái)存儲(chǔ)。
5.枚舉常量枚舉常量是枚舉類(lèi)型中定義的值，即枚舉植。枚舉類(lèi)型屬于用戶定義類(lèi)型，用關(guān)鍵字enum表示，因此又稱為enum類(lèi)型。用戶通常利用枚舉類(lèi)型定義程序中需要使用的一組相關(guān)符號(hào)常量。聲明枚舉類(lèi)型的語(yǔ)法格式為：enum＜類(lèi)型名＞｛＜枚舉值表＞｝；
其中，enum是關(guān)鍵字，指出要定義的是枚舉類(lèi)型。＜類(lèi)型名＞是標(biāo)識(shí)符，即由用戶給出的具體枚舉類(lèi)型名。＜枚舉值表＞包含多個(gè)枚舉值，它們用逗號(hào)分隔開(kāi)，每個(gè)枚舉值就是一個(gè)枚舉常量。枚舉值有兩種定義形式：一是＜值名＞；二是＜值名＞=＜整型常量＞。
關(guān)于enum類(lèi)型有四點(diǎn)說(shuō)明：(1)一個(gè)enum類(lèi)型實(shí)際上是int類(lèi)型的一個(gè)子集，其每一個(gè)枚舉值代表一個(gè)整數(shù)。(2)n個(gè)枚舉值全部未賦常量值時(shí)，它們自左至右分別與整數(shù)0，1…n-1對(duì)應(yīng)。(3)若第i個(gè)枚舉值賦常量值為m，則其未賦常量值的后續(xù)枚舉值分別與整數(shù)m+1，m+2…對(duì)應(yīng)，直到下一個(gè)賦了值的枚舉值或結(jié)束。因此，為枚舉值所賦的整型常量值應(yīng)從左至右遞增。(4)枚舉類(lèi)型的聲明也可作為成組聲明若干整型符號(hào)常量的方法。也就是說(shuō)，把每個(gè)要聲明的符號(hào)常量作為一個(gè)枚舉值，將各個(gè)枚舉值合在一起定義成一個(gè)枚舉類(lèi)型。由于枚舉類(lèi)型屬于用戶定義數(shù)據(jù)類(lèi)型，一旦枚舉類(lèi)型被定義后就可以使用它來(lái)定義變量。 【考點(diǎn)三】 變量
1.變量的定義變量的定義是通過(guò)變量聲明語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)的，變量聲明語(yǔ)句的一般格式為：［＜存儲(chǔ)類(lèi)＞］＜類(lèi)型名＞＜變量名＞［=＜初值表達(dá)式＞］，...；＜存儲(chǔ)類(lèi)＞有四種，它們分別是auto、register、static、extern。＜類(lèi)型名＞為已存在的一種數(shù)據(jù)類(lèi)型名稱，如char，short，int，long，float，double等基本數(shù)據(jù)類(lèi)型名，或者用戶定義的數(shù)據(jù)類(lèi)型名。＜變量名＞是用戶定義的一個(gè)標(biāo)識(shí)符，用來(lái)表示一個(gè)變量，該變量可以通過(guò)后面的可選項(xiàng)賦予一個(gè)值，稱為給變量賦初值，也叫做對(duì)變量進(jìn)行初始化。C+ +中標(biāo)識(shí)符是區(qū)分大小寫(xiě)的，也就是說(shuō)，大寫(xiě)字母和小寫(xiě)字母被認(rèn)為是不同的字母。變量名的命名遵循如下規(guī)則：(1) 不能是C+ +關(guān)鍵字；(2)第一個(gè)字符必須是字母或下劃線；(3)中間不能有空格；(4)變量名中不能包括��；，′″+-之類(lèi)的特殊符號(hào)。實(shí)際上變量名中除了能使用26個(gè)英文大小寫(xiě)字母和數(shù)字外，只能使用下劃線"_"。
2.變量的使用方式（1）全局變量和局部變量全局變量是在所有函數(shù)定義、類(lèi)定義和程序塊之外聲明的變量。聲明全局變量時(shí)如果在程序中不對(duì)它進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的初始化，該變量會(huì)被系統(tǒng)自動(dòng)初始化為0。在程序的任何一個(gè)函數(shù)、類(lèi)或程序塊之內(nèi)均可以訪問(wèn)全局變量。局部變量是在某個(gè)函數(shù)定義、類(lèi)定義或程序塊之內(nèi)聲明的變量。局部變量只能在聲明它的函數(shù)、類(lèi)或程序塊中被訪問(wèn)。 （2）生存期與作用域生存期是指從一個(gè)變量被聲明且分配了內(nèi)存開(kāi)始，直到該變量聲明語(yǔ)句失效，它占用的內(nèi)存空間被釋放為止。一個(gè)全局變量的生存期從它被聲明開(kāi)始，直到程序結(jié)束；一個(gè)局部變量的生存期從它被聲明開(kāi)始，直到包含它的最近的一個(gè)程序塊結(jié)束。作用域是指變量名可以代表該變量存儲(chǔ)空間的使用范圍。一般情況下，變量的作用域與其生存期一致，但由于C+ +語(yǔ)言允許在程序的不同部分為不同變量取同一名字，因此一個(gè)變量名的作用域可能小于其生存期。（3）變量的存儲(chǔ)類(lèi)屬性在C+ +中變量還可以按存儲(chǔ)分配方式的不同被劃分為4種不同的存儲(chǔ)類(lèi)別，它們分別是：①auto變量：用關(guān)鍵字auto聲明的局部變量稱為自動(dòng)變量。auto為變量聲明時(shí)的默認(rèn)存儲(chǔ)類(lèi)別，即在變量定義時(shí)，如果不顯式標(biāo)明存儲(chǔ)類(lèi)別，則系統(tǒng)自動(dòng)按auto變量處理。auto變量所占用存儲(chǔ)空間的分配和釋放工作將由系統(tǒng)自動(dòng)完成。②register變量：用關(guān)鍵字register聲明的局部變量稱為寄存器變量。register變量可能以寄存器作為其存儲(chǔ)空間。聲明寄存器變量時(shí)，關(guān)鍵字register的作用只能是建議（而不是強(qiáng)制）系統(tǒng)使用寄存器，原因是寄存器雖然存取速度快，但空間有限，當(dāng)寄存器不夠用時(shí)，該變量仍然按自動(dòng)變量處理。③static變量：用關(guān)鍵字static聲明的變量稱為靜態(tài)變量。任何靜態(tài)變量的生存期將延續(xù)到整個(gè)程序的終止。與全局變量一樣，為靜態(tài)變量分配的存儲(chǔ)空間在整個(gè)程序運(yùn)行過(guò)程中不再被釋放；如果靜態(tài)變量未被賦初值，系統(tǒng)將自動(dòng)為其賦初值為0。④extern變量：用關(guān)鍵字extern聲明的變量稱為外部變量。變量一旦被聲明為外部變量，系統(tǒng)就不必像一般變量那樣為其分配內(nèi)存，因?yàn)樵撟兞恳言谶@一局部的外面被定義。外部變量一般用于多個(gè)文件組成的程序中，有些變量在多個(gè)文件中被聲明，但卻是指同一變量。標(biāo)明某一變量為外部變量可以避免為其重復(fù)分配內(nèi)存。(4)typedef類(lèi)型說(shuō)明使用關(guān)鍵字typedef可以為已有類(lèi)型名定義一個(gè)新類(lèi)型名。其語(yǔ)法格式為：typedef＜已有類(lèi)型名＞＜新類(lèi)型名＞typedef類(lèi)型說(shuō)明并沒(méi)有真正地定義新的數(shù)據(jù)類(lèi)型，它只是相當(dāng)于給某個(gè)已有的數(shù)據(jù)類(lèi)型起了一個(gè)別名。在規(guī)模較大的程序中為了提高代碼可讀性常采用這種形式