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01. 泛操作

LincZero大约 8 分钟

01. 泛操作

常量泛操作

使用

内置常量 - 头文件climits查看符号常量

需要先引入头文件#include<climits>，然后就可以使用里面的符号常量

符号常量包括最小值和最大值，如需知道宽度，可使用函数sizeof()

符号常量表示对象表示含义
CHAR_BITchar位数
CHAT_MAXchar最大值
CHAR_MINchar最小值
SCHAR_MAXsigned char最大值
SCHAR_MINsigned char最小值
UCHAR_MAXunsigned char最大值
SHRT_MAXshort最大值
SHRT_MINshort最小值
USHRT_MAXunsigned short最大值
INT_MAXint最大值
INT_MINint最小值
UINT_MAXunsigned int最大值
LONG_MAXlong最大值
LONG_MINlong最小值
ULONG_MAXunsigned long最大值
LLONG_MAXlong long最大值
LLONG_MINlong long最小值
ULLONG_MAXunsigned long long最大值

定义常量 - 预处理器方式和const限定符（与C不同）

  • 使用
    • #define，预处理方式。使用举例#define INT_MAX 32767
    • const，限定符方式。通用格式const type name = value，使用举例：const int Months = 12
      • 注意！const必须在声明时提供常量值，否则无法通过后期赋（修改）值
      • const是C++的新方法，更好用：能指定类型、能定义更复杂的类型、可以指定作用域
    • typedef，类型别名方式
    • enum，可以通过枚举类型来定义一些字符常量名
  • 预处理方式：#define和#include一样，使用预处理器编译指令
    • #define，是在程序中查找常量名（完全匹配才算），并全部替换为常量名所表示的值
    • #include，是在头部插入头文件
  • 补充：头文件climits所定义的符号常量也是使用该方法
  • const与指针
    • 有两种用法，如下：
    • const int * pn = &n，禁止修改指向的值，允许修改指向另一变量（即作用对象为*pn，*pn不能改变但pn可以）
    • int * const pn = &n，禁止修改指向另一变量，允许修改指向的值（即作用对象未pn，pn不能改变但*pn可以）

变量泛操作（内置）

简概

类型（与C不同）

C++的类型

  • 基本类型 / 基本数据类型
    • 算术（arithmetic）类型（可以进行运算）
      • 整型（无小数点数）
        • 符号整型：signed char、short、int、long
        • 无符号整型：上面的无符号版本
        • （C++新增：long long、bool、char、wchar_t、char16_t、char32_t）
      • 浮点型（有小数点数）
        • float、double、long double
    • （string类的）字符串
  • 复合类型 / 对象数据类型 / 引用类型
    • 直接使用类（不需要提前定义类型模板）
      • 字符数组
      • （字符数组的）字符串
    • 类型模板类（需要提前定义类型模板）
      • 结构体 struct（类似于类）
      • 共用体 union（每次只能使用其中一种类型，用于节约空间）
      • 枚举 enum（可以用来定义常量）

使用

初始化和声明（与C不同）

C++初始化方式

  • 经典C语言方式
    • int n_int = 1，可以定义多个int a,b,c
  • 大括号初始化器，如int n_int = {1}
    • C语言只能通过大括号初始器（列表初始化）初始化类变量，C++将其作为一种通用初始化方式，并且其新增了一些功能：
      • 可省略等号，如int n_int {1}
      • 可省略大括号里的值（初始化为0），如int n_int {}（优点：能更好防范类型转换错误）
      • 禁止缩窄转换，如不能int n_int {1.0}
  • auto类型（C++新增，类似于TypeScript中的any类型），用法和经典C语言方式相同
    • 编译器会根据初始值的类型判断变量的类型并设置，例如auto lf_bar = 1.5L
    • 适用用处：C++11让程序员将主要精力放在设计而不是细节上
      • 比如用auto pc = &pa;代替const double *(*(*pd)[3])(const double *, int) = &pa（一个函数指针）

变量名选择

  • 合法规则

    • 由字母数字下划线组成
    • 非数字开头
    • 区分大小写
    • 不能使用关键字
    • 两个下划线打头，或下划线+大写字母打头的名称被保留给实现使用，一个下划线打头的名称被保留给实现，用作全局标识符

  • C语言只保证名称前63个字符有意义，C++对于名称长度没有限制

  • 变量名建议规范

    • 小驼峰/下划线/大驼峰都行，C风格建议下划线

    • 常用的前缀

      如：nint、str或sstring、bbyte、cchar、ppoint（一般组合使用，如pn)、arr或aarray（一般组合使用）

    • 大写字母开头留给定义常量

    • 一致性和精度是最重要的

表达式的定义

  • 表达式的广义性（C/C++中表达式的定义）
    • 任何值或有效的值和运算符的组合都是表达式，例如可x = (y = 1) + 1、a=b=c=1
    • 但注意变量声明不是表达式，for循环这类也不是表达式
    • （题外话：C++曾新增了只能在for中出现的声明语句表达式，后来又取消了这种特性，修改了for）

类型查看

  • 类型长度查看：sizeof()，里面可以是具体变量，也可以是变量类型

    其中字符串常用strlen()

类型转换（显式和隐式）（与C不同）

类型转换方式

  1. 初始化和赋值进行的转换：可缩小可放大，相当于强制类型转换

  2. 以{}方式初始化：大括号初始化也称列表初始化

    与普通初始化和赋值相比，其不允许缩窄，例如不允许将浮点型转换为整型

  3. 表达式中的转换：同一个表达式中包括两种不同的算术类型时，包含两种转换

    • 自动转换（整型提升）：在出现时便会自动转换

      会被提升为下列类型中第一个宽度足以存储其取值范围的类型：int、unsigned int、long、unsigned long

      如：（int是计算机最自然的类型）

      • bool、char、unsigned char、signed char、short换转换成int
      • 若范围(short)<范围(int)，unsigned short转换为int
      • 若范围(short)=范围(int)，unsigned short转换为unsigned int

    • 不同类型进行运算时：较小的类型被转换为较大的类型，简单来说：

      有符号整型long long>long>int>short>signed char，无符号相同，char=signed char=unsigned char，bool最低

  4. 传递参数时的转换：由函数原型控制

  5. 强制类型转换（显式）：有两种方法

    • C语言通用方法：不修改变量本身，而是创建一个新的值
      • C语言：通用格式(typeName) value，例如(float) 1
      • C++：通用格式typeName (value)，例如float (1)
    • C++新增方法：引入了4个强制类型转换运算符（Stroustrup认为C语言的转换有危险，static_cast<>的转换更严格）
      • 通用格式static_cast<typeName> (value)，例如static_cast<long> (n_int)
      • （15章才讲）
      • （15章才讲）
      • （15章才讲）

bool补充

  • 所有数字值或指针值都可以被隐式转换（不用显式强制转换）为bool值
  • 任何非零值转换为true，零转换为false

类型别名

有两种方法

  • 常量定义方式：如#define BYTE char（不建议）
  • typedef方式：如typedef char byte（建议）
  • 比较
    • 后者能处理更复杂的类型别名，不会出现以下情况：
    • 比如#define FP float *; FP pa, pb;会变成float *pa, pb而非float *pa, *pb

符号

  • 算术运算符：从左到右，乘除>加减，()提升优先级

  • 递增运算符和递减运算符：++、--

    • 这里注意一下两种变体：前缀格式和后缀格式

      • i++/i--后缀格式：先运算当前值表达式，再运算自增自减

        例：a=0; b=(a++)+1，等同a=0; b=a+1; a++，结果a=1; b=1

      • ++i/--i前缀格式：先运算自增自减，再运算当前值表达式

        例：a=0; b=(++a)+1，等同a=0; a++; b=a+1，结果a=1; b=2

    • 可以用副作用和顺序点的概念来理解

      • 程序只保证程序执行到下个语句之前对所有副作用进行评估，而不保证计算完子表达式还是整个表达式计算完后才评估副作用
      • 故应避免这样的写法：y = (4+x++) + (6+x++)

    • 细微的性能区别

      • 如果表达式的值未被使用，而只有副作用，则使用两种版本效果一样，但性能有细微区别
      • 对数来说差距很少，但允许对类使用前缀函数和后缀函数，差距会变大
      • 后缀版本首先复制一个副本，将其加1，再返回复制的副本。即前缀版本的效率更高

  • 关系运算符：>、>=、==、<=、<、!=

  • 组合赋值运算符：+=、-=、*=、/=、%=

  • 逗号运算符：,

    语句块允许把多条语句放到按C++句法只能放一条语句的地方，逗号运算符同样可以做到相同的工作。最常用的用途是讲多个表达式放到一个for循环表达式中

  • 逻辑运算符：&&、||、!，C++提供了另一种表示方式：and、or、not（同python）