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第二章 變數和基本型別

資料型別決定著變數所佔記憶體空間大小、該空間所能儲存的值的範圍，以及變數能參與的運算。

文章目錄

• 第二章 變數和基本型別
• • 算術型別
  • 定義和宣告
  • 引用和指標
  • Const
  • • Constexpr
  • 處理型別
  • • typedef
    • auto
    • decltype
  • 自定義資料結構

算術型別

1. 基本內建型別使用法則：

   • 數值確定不為負，用unsigned；
   • 使用int進行整數運算。如果大於int（2¹⁶=65536, 2⁸=32768），使用long long型（字面值末尾加LL）；
   • 在算術表示式中不要用char或bool（char是否有符號視機器而定，而bool
     無論賦值為多少，轉換為整型都是0或1）；
   • 執行浮點數運算用double（單精度6位，雙精度10位）。

2. 賦給無符號型別一個超出它表示範圍的初始值時，結果是初始值模表示數值總數後的值（如unsigned char型別的-1相當於模256後的255）.而賦給有符號型別一個超範圍的值時，結果是未定義的。一個算術表示式中既有無符號數又有int時，後者會自動轉換為無符號數。切勿混用帶符號型別和無符號型別！

3. 20 //20十進位制
   024 //20八進位制
   0x14 //20十六進位制
   

4. 轉義序列：反斜線、問號、雙引號、單引號前面都要加\。

   泛化的轉義序列：\x後面跟一個十六進位制數字，或者\後面跟一個不超過三位的八進位制數字。

定義和宣告

1. 使用列表初始化時，如果初始值存在丟失資訊的風險，編譯器會報錯。

   double val = 3.141592653;
   int a = {val}; //報錯
   int b = val; //不報錯
   

2. **定義於任何函式體之外的變數被初始化為0（包括main函式），而定義在函式體內部的內建型別變數不被初始化。**不被初始化的變數，值是未定義的（Codeblocks裡是隨機數）。建議初始化每一個內建型別變數。

3. 如果要在多個檔案中使用同一個變數，就必須把宣告和定義分離：在一個檔案中定義變數（不一定要加extern），而在其他檔案中對其進行宣告。

   extern int i; //不能初始化，否則則為定義
    
   

4. **當你第一次使用變數時，再去定義它！**在內層作用域中，可以重新定義外層作用域已有的名字。這樣，前者會覆蓋後者。再次訪問後者需要使用::操作符。如果函式可能用到一個全域性變數，則不應再定義一個同名的區域性變數。

引用和指標

1. 複合型別：引用和指標。**引用只是為一個已有物件起的別名，本身並不是物件（而指標本身是一個物件）。引用無法解綁，必須初始化（和指標不同）。引用、指標型別必須和物件型別嚴格匹配。**定義方式如下：

   int *p1, p2, &r3;
   //p1是指標，p2是int型物件，p3是引用
   

2. 只有有效指標才能解引用。void*型指標可以存放任意型別物件的地址，但不能解引用，只能用作函式輸入輸出、和其他指標比較，或者賦值給另一個void*指標。

3. 空指標：

   int *p1 = nullptr; 
   int *p2 = 0;
   

4. 等定義物件後再定義指向它的指標。若實在不知道指標指向何處，就初始化為nullptr。

5. 賦值改變的是永遠是等號左側的物件！

6. 不存在指向引用的指標（因為引用不是物件），但是存在對指標的引用：

   int val = 32;
   int *p = &val;
   int *&r = p; //r是一個對指標p的引用
   

Const

1. 凡是定義後不能更改的變數必須初始化。如const型變數、引用變數。

2. const物件預設情況下只在檔案內有效。如果要多個檔案共用，定義和宣告時都要加extern。

3. 允許一個對const的引用（常量引用）繫結非常量物件、字面值、表示式。而普通引用無法繫結到常量物件或常量引用身上。雖然不能修改常量引用的值，但仍能通過其他途徑修改被引用的物件。

   int i = 42;
   const int &r = i;
   i = 0;
   r = 1; //錯誤！
   

4. 指向常量的指標與常量引用類似（底層const）：只是不能通過解引用修改指向的物件而已，通過其他途徑修改還是可以的。但是這種指標可以不用初始化，也可以改變它的指向。

5. 常量指標本身是一個常量，所以必須初始化，且不能修改其值（地址）。還是可以通過從右往左原則記憶（最右邊的代表其屬性）。

   int i;
   const int *i1; //指向常量的指標
   int *const i2 = &i; //常量指標
   

6. 對頂層const（普通、常量指標）的拷貝沒有限制。而對於底層const（常量引用和指向常量的指標），只能常量之間拷貝，或者非常量轉換為常量。

Constexpr

1. 只有包含const修飾符、初始值為字面值型別（或為用常量表達式初始化的const物件）的表示式才是常量表達式（注：字面值型別包括整型（包括布林型和字元型）、浮點型、引用和指標）。

   const int max = 100; //max是常量表達式
   const int limit = max + 1; //limit是常量表達式
   int is = 27; //is不是常量表達式
   const int s = getSize(); //s不是常量表達式
   

2. 宣告為constexpr的變數（頂層const）一定是一個常量。如果認定一個變數是常量表達式，就把它宣告為constexpr。

3. constexpr指標只能初始化為nullptr或常量的地址。不過，由於定義於所有函式之外的變數的地址固定不變，它們是可以用來初始化constexpr指標的。注意寫法：

   constexpr int *p = 0; //和指向常量的指標是完全不同的！
   

處理型別

typedef

1. 類型別名的宣告方法：

   typedef double wages; //傳統方法
   typedef wages base, *p; //p是double*型別
   // using wages = double; //C++11的新方法
   

   注意：

   typedef char *p;
   const p cspr = 0; //cspr是一個常量指標，而不是指向常量的指標
   

auto

1. auto型別說明符能讓編譯器自主判斷型別。顯然，auto定義的變數必須初始化。一條宣告語句中所有變數的初始基本資料型別必須相同。

   double val1, val2;
   auto val = val1 +val2; //由右側的表示式推出val是double型
   auto sz = 0, pi = 3.14; //錯誤！
   

2. auto預設會忽略掉引用和頂層const特性：

   int i = 0, &r = i;
   auto a = r; //a是整型變數，而非對整型的引用
   const int ci = i, &cr = ci;
   auto b = ci; //b是整型變數（頂層const）
   auto c = &cr; //c是指向整型常量的指標（底層const）
   

3. 如果想要推出頂層const型，要在auto前面加上const。

4. 設定一個型別為auto的引用時，初始值中的頂層屬性仍然保留，且原來的初始化規則仍然適用。

   auto &g = ci; //g是一個整型常量引用
   auto &h = 42; //錯誤！不能為非常量引用繫結字面值
   const auto &j = 42; //正確！
   

decltype

1. decltype()返回運算元的資料型別（當你想知道這個表示式的資料型別，而又不想用這個表示式的值作為初始值的時候，用decltype而不用auto）。

2. decltype返回的型別包括引用和頂層const在內（引用從來都只作為其引用物件的同義詞（代名詞）出現，只有在decltype是個例外）。

3. 一些使用法則：

   int i = 32, *p = &i, &r = i;
   decltype(r+0) b; //正確！使用加法後變為整型，而非整型引用
   decltype(*p) c; //錯誤！指標解引用後返回引用型別，要初始化
   decltype((i)) d; //錯誤！兩個括號得到引用型別
   

自定義資料結構

1. 建議定義分開寫，不要合在一起：

   struct Data{...};
   Data d1, d2;
   

2. 標頭檔案通常包含類、const變數、constexpr變數等。

3. 標頭檔案保護符：為了防止重複定義某一標頭檔案。

   #ifndef SALES_DATA_H //如果還沒被定義過
   #define SALES_DATA_H //定義
   #include <string> 
   //string標頭檔案裡也寫了標頭檔案保護符，就不會被重複定義
   struct SalesData {
   	std::string bookName;
   	double revenue = 0.0;
   };
   #endif