Типы данных
Каждая переменная имеет определенный тип. И этот тип определяет, какие значения может иметь переменная, какие операции с ней можно производить и сколько байт в памяти она будет занимать. В языке C++ определены следующие базовые типы данных:
bool: логический тип. Может принимать одну из двух значений true (истина) и false (ложь). Размер занимаемой памяти для этого типа точно не определен.
char: представляет один символ в кодировке ASCII. Занимает в памяти 1 байт (8 бит). Может хранить любое значение из диапазона от -128 до 127, либо от 0 до 255
signed char: представляет один символ. Занимает в памяти 1 байт (8 бит). Может хранить любой значение из диапазона от -128 до 127
unsigned char: представляет один символ. Занимает в памяти 1 байт (8 бит). Может хранить любой значение из диапазона от 0 до 255
wchar_t: представляет расширенный символ. На Windows занимает в памяти 2 байта (16 бит), на Linux - 4 байта (32 бита). Может хранить любой значение из диапазона от 0 до 65 535 (при 2 байтах), либо от 0 до 4 294 967 295 (для 4 байт)
char16_t: представляет один символ в кодировке Unicode. Занимает в памяти 2 байта (16 бит). Может хранить любой значение из диапазона от 0 до 65 535
char32_t: представляет один символ в кодировке Unicode. Занимает в памяти 4 байта (32 бита). Может хранить любой значение из диапазона от 0 до 4 294 967 295
short: представляет целое число в диапазоне от –32768 до 32767. Занимает в памяти 2 байта (16 бит).
Данный тип также имеет синонимы short int, signed short int, signed short.
unsigned short: представляет целое число в диапазоне от 0 до 65535. Занимает в памяти 2 байта (16 бит).
Данный тип также имеет синоним unsigned short int.
int: представляет целое число. В зависимости от архитектуры процессора может занимать 2 байта (16 бит) или 4 байта (32 бита). Диапазон предельных значений соответственно также может варьироваться от –32768 до 32767 (при 2 байтах) или от −2 147 483 648 до 2 147 483 647 (при 4 байтах). Но в любом случае размер должен быть больше или равен размеру типа short и меньше или равен размеру типа long
Данный тип имеет синонимы signed int и signed.
unsigned int: представляет положительное целое число. В зависимости от архитектуры процессора может занимать 2 байта (16 бит) или 4 байта (32 бита), и из-за этого диапазон предельных значений может меняться: от 0 до 65535 (для 2 байт), либо от 0 до 4 294 967 295 (для 4 байт).
В качестве синонима этого типа может использоваться unsigned
long: представляет целое число в диапазоне от −2 147 483 648 до 2 147 483 647. Занимает в памяти 4 байта (32 бита).
У данного типа также есть синонимы long int, signed long int и signed long
unsigned long: представляет целое число в диапазоне от 0 до 4 294 967 295. Занимает в памяти 4 байта (32 бита).
Имеет синоним unsigned long int.
long long: представляет целое число в диапазоне от −9 223 372 036 854 775 808 до +9 223 372 036 854 775 807. Занимает в памяти, как правило, 8 байт (64 бита).
Имеет синонимы long long int, signed long long int и signed long long.
unsigned long long: представляет целое число в диапазоне от 0 до 18 446 744 073 709 551 615. Занимает в памяти, как правило, 8 байт (64 бита).
Имеет синоним unsigned long long int.
float: представляет вещественное число ординарной точности с плавающей точкой в диапазоне +/- 3.4E-38 до 3.4E+38. В памяти занимает 4 байта (32 бита)
double: представляет вещественное число двойной точности с плавающей точкой в диапазоне +/- 1.7E-308 до 1.7E+308. В памяти занимает 8 байт (64 бита)
long double: представляет вещественное число двойной точности с плавающей точкой не менее 8 байт (64 бит). В зависимости от размера занимаемой памяти может отличаться диапазон допустимых значений.
void: тип без значения
Таким образом, все типы данных за исключением void могут быть разделены на три группы: символьные (char, wchar_t, char16_t, char32_t), целочисленные (short, int, long, long long) и типы чисел с плавающей точкой (float, double, long double).
Символьные типы
Для представления символов в приложении используются типы char, wchar_t, char16_t и char32_t.
Определим несколько переменных:
char c ='d';
wchar_t d ='c';
Переменная типа char в качестве значения принимает один символ в одинарных кавычках: char c ='d'. Также можно присвоить число из указанного выше в списке диапазона: char c = 120. В этом случае значением переменной c будет тот символ, который имеет код 120 в таблице символов ASCII.
Стоит учитывать, что для вывода на консоль символов wchar_t следует использовать не std::cout, а поток std::wcout:
#include <iostream>
int main()
{
char a = 'H';
wchar_t b = 'e';
std::wcout << a << b << '\n';
return 0;
}
При этом поток std::wcout может работать как с char, так и с wchar_t. А поток std::cout для переменной wchar_t вместо символа будет выводить его числовой код.
В стандарте С++11 были добавлены типы char16_t и char32_t, которые ориентированы на использование Unicode. Однако на уровне ОС пока не реализованы потоки для работы с этими типами. Поэтому если потребуется вывести на консоль значения переменных этих типов, то необходимо преобразовать переменные к типам char или wchar_t:
#include <iostream>
int main()
{
char a = 'H';
wchar_t b = 'e';
char16_t c = 'l';
char32_t d = 'o';
std::cout << a << (char)b << (char)c << (char)d << "\n";
return 0;
}
В данном случае при выводе перед переменными указывается операция приведения к типу char - (char), благодаря чему значения переменных b, c и d преобразуются в тип char и могут быть выведены на консоль с помощью потока std::cout.
Целочисленные типы
Целочисленные типы представлены следующими типами: short, unsigned short, int, unsigned int, long, unsigned long, long long и unsigned long long:
short a = -10;
unsigned short b= 10;
int c = -30;
unsigned int d = 60;
long e = -170;
unsigned long f = 45;
long long g = 89;
Типы чисел с плавающей точкой
Типы чисел с плавающей точкой иили дробные числа представлены такими типами как float, double и long double:
float a = -10.45;
double b = 0.00105;
long double c = 30.890045;
Размеры типов данных
В выше приведенном списке для каждого типа указан размер, который он занимает в памяти. Однако стоит отметить, что предельные размеры для типов разработчики компиляторов могут выбирать самостоятельно, исходя из аппаратных возможностей компьютера. Стандарт устанавливает лишь минимальные значения, которые должны быть. Например, для типов int и short минимальное значение - 16 бит, для типа long - 32 бита, для типа long double. При этом размер типа long должен быть не меньше размера типа int, а размер типа int - не меньше размера типа short, а размер типа long double должен быть больше double. К примеру, компилятор g++ под Windows для long double использует 12 байт, а компилятор, встроенный в Visual Studio и также работающий под Windows, для long double использует 8 байт. То есть даже в рамках одной платформы разные компиляторы могут по разному подходить к размерам некоторых типов данных. Но в целом используются те размеры, которые указаны выше при описании типов данных.
Однако бывают ситуации, когда необходимо точно знать размер определенного типа. И для этого в С++ есть оператор sizeof(), который возвращает размер памяти в байтах, которую занимает переменная:
#include <iostream>
int main()
{
long double number = 2;
std::cout << "sizeof(number) =" << sizeof(number);
return 0;
}
Консольный вывод при компиляции в g++:
sizeof(number) = 12
При этом при определении переменных важно понимать, что значение переменной не должно выходить за те пределы, которые очерчены для ее типа. Например:
unsigned short number = -65535;
Компиляция такого кода может пройти без ошибок, хотя некоторые компиляторы, как G++ могут выдавать предупреждения о том, что значение будет усечено. Однако при комиляции переменная number получит значение 1 - результат преобразования числа -65535 к типу unsigned short. То есть опять же результат будет не совсем тот, который ожидается. Значение переменной - это всего лишь набор битов в памяти, которые интерпретируются в соответствии с определенным типом. И для разных типов один и тот же набор битов может интерпретироваться по разному. Поэтому важно учитывать диапазоны значений для того или иного типа при присвоении переменной значения.
Спецификатор auto
Иногда бывает трудно определить тип выражения. И согласно последним стандартам можно предоставить компилятору самому выводить тип объекта. И для этого применяется спецификатор auto. При этом если мы определяем переменную со спецификатором auto, эта переменная должна быть обязательно инициализирована каким-либо значением:
auto number = 5;
На основании присвоенного значения компилятор выведет тип переменной. Неинициализированные переменные со спецификатором auto не допускаются:
auto number;
