C++面向对象程序设计谭浩强第2章数据类型与表达式.docx

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C++面向对象程序设计谭浩强第2章数据类型与表达式

第2章数据类型与表达式

2.1C++的数据类型

2.2常量

2.3变量

2.4C++的运算符

2.5算术运算符与算术表达式

2.6赋值运算符与赋值表达式

2.7逗号运算符与逗号表达式

2.1C++的数据类型

计算机处理的对象是数据,而数据是以某种特定的形式存在的（例如整数､浮点数､字符等形式）｡不同的数据之间往往还存在某些联系（例如由若干个整数组成一个整数数组）｡数据结构指的是数据的组织形式｡例如,数组就是一种数据结构｡不同的计算机语言所允许使用的数据结构是不同的｡处理同一类问题,如果数据结构不同,算法也会不同｡例如,对10个整数排序和对包含10个元素的整型数组排序的算法是不同的｡

C++可以使用的数据类型如下:

C++的数据包括常量与变量,常量与变量都具有类型｡由以上这些数据类型还可以构成更复杂的数据结构｡例如利用指针和结构体类型可以构成表､树､栈等复杂的数据结构｡

C++并没有统一规定各类数据的精度､数值范围和在内存中所占的字节数,各C++编译系统根据自己的情况作出安排｡书中表2.1列出了VisualC++数值型和字符型数据的情况｡

说明:

（1）整型数据分为长整型（longint）､一般整型（int）和短整型（shortint）｡在int前面加long和short分别表示长整型和短整型｡

（2）整型数据的存储方式为按二进制数形式存储,例如十进制整数85的二进制形式为1010101,则在内存中的存储形式如图2.1所示｡

图2.1

（3）在整型符号int和字符型符号char的前面,可以加修饰符signed（表示“有符号”）或unsigned（表示“无符号”）｡如果指定为signed,则数值以补码形式存放,存储单元中的最高位（bit）用来表示数值的符号｡如果指定为unsigned,则数值没有符号,全部二进制位都用来表示数值本身｡例如短整型数据占两个字节,见图2.2｡

图2.2

有符号时,能存储的最大值为215-1,即32767,最小值为-32768｡无符号时,能存储的最大值为216-1,即65535,最小值为0｡有些数据是没有负值的,可以使用unsigned,它存储正数的范围比用signed时要大一倍｡

（4）浮点型（又称实型）数据分为单精度（float）､双精度（double）和长双精度（longdouble）3种,在VisualC++6.0中,对float提供6位有效数字,对double提供15位有效数字,并且float和double的数值范围不同｡对float分配4个字节,对double和longdouble分配8个字节｡

（5）表中类型标识符一栏中,方括号[]包含的部分可以省写,如short和shortint等效,unsignedint和unsigned等效｡

常量的值是不能改变的,一般从其字面形式即可判别是否为常量｡常量包括两大类,即数值型常量（即常数）和字符型常量｡如12,0,-3为整型常量,4.6,-1.23为实型常量,包含在两个单撇号之间的字符为字符常量,如′a′,′x′｡这种从字面形式即可识别的常量称为“字面常量”或“直接常量”｡

2.2常量

2.2.1什么是常量

2.2.2数值常量

数值常量就是通常所说的常数｡在C++中,数值常量是区分类型的,从字面形式即可识别其类型｡

1.整型常量（整数）的类型

在上一节中已知道:

整型数据可分为int,shortint,longint以及unsignedint,unsignedshort,unsignedlong等类别｡整型常量也分为以上类别｡为什么将数值常量区分为不同的类别呢?

因为在进行赋值或函数的参数虚实结合时要求数据类型匹配｡

那么,一个整型常量怎样从字面上区分为以上的类别呢?

（1）一个整数,如果其值在-32768~+32767范围内,认为它是shortint型,它可以赋值给shortint型､int型和longint型变量｡

（2）一个整数,如果其值超过了上述范围,而在-2147483648~+2147483647范围内,则认为它是longint型,可以将它赋值给一个int或longint型变量｡

（3）如果某一计算机系统的C++版本（例如VisualC++）确定int与longint型数据在内存中占据的长度相同,则它们能够表示的数值的范围相同｡因此,一个int型的常量也同时是一个longint型常量,可以赋给int型或longint型变量｡

（4）常量无unsigned型｡但一个非负值的整数可以赋值给unsigned整型变量,只要它的范围不超过变量的取值范围即可｡

一个整型常量可以用3种不同的方式表示:

（1）十进制整数｡如1357,-432,0等｡在一个整型常量后面加一个字母l或L,则认为是longint型常量｡例如123L,421L,0L等,这往往用于函数调用中｡如果函数的形参为longint,则要求实参也为longint型,此时用123作实参不行,而要用123L作实参｡

（2）八进制整数｡在常数的开头加一个数字0,就表示这是以八进制数形式表示的常数｡如020表示这是八进制数20,即（20）8,它相当于十进制数16｡

（3）十六进制整数｡在常数的开头加一个数字0和一个英文字母X（或x）,就表示这是以十六进制数形式表示的常数｡如0X20表示这是十六进制数20,即（20）16,它相当于十进制数32｡

2.浮点数的表示方法

一个浮点数可以用两种不同的方式表示:

（1）十进制小数形式｡如21.456,-7.98等｡它一般由整数部分和小数部分组成,可以省略其中之一（如78.或.06,.0）,但不能二者皆省略｡C++编译系统把用这种形式表示的浮点数一律按双精度常量处理,在内存中占8个字节｡如果在实数的数字之后加字母F或f,表示此数为单精度浮点数,如1234F,-43f,占4个字节｡如果加字母L或l,表示此数为长双精度数（longdouble）,在GCC中占12个字节,在VisualC++6.0中占8个字节｡

（2）指数形式（即浮点形式）

一个浮点数可以写成指数形式,如3.14159可以表示为0.314159×101,3.14159×100,31.4159×10-1,

314.159×10-2等形式｡在程序中应表示为:

0.314159e1,3.14159e0,31.4159e-1,314.159e-2,用字母e表示其后的数是以10为底的幂,如e12表示1012｡

其一般形式为

数符数字部分指数部分

上面各数据中的0.314159,3.14159,31.4159,314.159等就是其中的数字部分｡可以看到:

由于指数部分的存在,使得同一个浮点数可以用不同的指数形式来表示,数字部分中小数点的位置是浮动的｡例如:

a=0.314159e1;

a=3.14159e0;

a=31.4159e-1;

a=314.159e-2;

以上4个赋值语句中,用了不同形式的浮点数,但其作用是相同的｡

在程序中不论把浮点数写成小数形式还是指数形式,在内存中都是以指数形式（即浮点形式）存储的｡例如不论在程序中写成314.159或314.159e0,31.4159e1,3.14159e2,0.314159e3等形式,在内存中都是以规范化的指数形式存放,如图2.3所示｡

图2.3

数字部分必须小于1,同时,小数点后面第一个数字必须是一个非0数字,例如不能是0.0314159｡因此314.159和314.159e0,31.4159e1,3.14159e2,0.314159e3在内存中表示成0.314159×103｡存储单元分为两部分,一部分用来存放数字部分,一部分用来存放指数部分｡为便于理解,在图2.3中是用十进制表示的,实际上在存储单元中是用二进制数来表示小数部分,用2的幂次来表示指数部分的｡

对于以指数形式表示的数值常量,也都作为双精度常量处理｡

2.2.3字符常量

1.普通的字符常量

用单撇号括起来的一个字符就是字符型常量｡如′a′,′#′,′%′,′D′都是合法的字符常量,在内存中占一个字节｡

注意:

①字符常量只能包括一个字符,如′AB′是不合法的｡

②字符常量区分大小写字母,如′A′和′a′是两个不同的字符常量｡

③撇号（′）是定界符,而不属于字符常量的一部分｡如cout<<′a′;输出的是一个字母“a”,而不是3个字符“′a′”｡

2.转义字符常量

除了以上形式的字符常量外,C++还允许用一种特殊形式的字符常量,就是以“\”开头的字符序列｡例如,′\n′代表一个“换行”符｡“cout<<′\n′;”将输出一个换行,其作用与“cout<

常用的以“\”开头的特殊字符见书中表2.2｡

3.字符数据在内存中的存储形式及其使用方法

将一个字符常量存放到内存单元时,实际上并不是把该字符本身放到内存单元中去,而是将该字符相应的ASCII代码放到存储单元中｡如果字符变量c1的值为′a′,c2的值为′b′,则在变量中存放的是′a′的ASCII码97,′b′的ASCII码98,如图2.4（a）所示,实际上在内存中是以二进制形式存放的,如图2.4（b）所示｡

图2.4

既然字符数据是以ASCII码存储的,它的存储形式就与整数的存储形式类似｡这样,在C++中字符型数据和整型数据之间就可以通用｡一个字符数据可以赋给一个整型变量,反之,一个整型数据也可以赋给一个字符变量｡也可以对字符数据进行算术运算,此时相当于对它们的ASCII码进行算术运算｡

例2.1将字符赋给整型变量｡

#include

usingnamespacestd;

intmain（）

{inti,j;//i和j是整型变量

i=′A′;//将一个字符常量赋给整型变量i

j=′B′;//将一个字符常量赋给整型变量j

cout<

return0;

}

执行时输出

6566

i和j被指定为整型变量｡但在第5和第6行中,将字符′A′和′B′分别赋给i和j,它的作用相当于以下两个赋值语句:

i=65;j=66;

因为′A′和′B′的ASCII码为65和66｡在程序的第5和第6行是把65和66直接存放到i和j的内存单元中｡因此输出65和66｡

可以看到:

在一定条件下,字符型数据和整型数据是可以通用的｡但是应注意字符数据只占一个字节,它只能存放0~255范围内的整数｡

例2.2字符数据与整数进行算术运算｡下面程序的作用是将小写字母转换为大写字母｡

#include

usingnamespacestd;

intmain（）

{charc1,c2;

c1=′a′;

c2=′b′;

c1=c1-32;

c2=c2-32;

cout<

return0;

}

运行结果为

AB

′a′的ASCII码为97,而′A′的ASCII码为65,′b′为98,′B′为66｡从ASCII代码表中可以看到每一个小写字母比它相应的大写字母的ASCII代码大32｡C++符数据与数值直接进行算术运算,′a′-32得到整数65,′b′-32得到整数66｡将65和66存放在c1,c2中,由于c1,c2是字符变量,因此用cout输出c1,c2时,得到字符A和B（A的ASCII码为65,B的ASCII码为66）｡