字節(jié)與字符

計算機內存的基本單位是位（bit），字節(jié)（byte）通常指的是8位的內存單元，從這個意義上來說，字節(jié)指的就是描述計算機內存量的度量單位。

C++對字節(jié)的定義則有些不同，C++字節(jié)由至少能夠容納實現(xiàn)的基本字符集的相鄰位組成，也就是說，可能取值的數(shù)目必須等于或超過字符數(shù)目。最開始的基本字符集ASCII由于只支持拉丁字符，可以用8位來容納，因此ASCII編碼是1個字節(jié)表示一個字符。但是在國際編程可能需要使用更大的字符集，即Unicode，根據(jù)編碼方式可以分為UTF-8（變長編碼，使用1-4個字節(jié)表示一個字符）、UTF-16（變長編碼，使用2或4個字節(jié)表示一個字符）、UTF-32（定長編碼，使用4個字節(jié)表示一個字符）。

英文字符和漢字字符在UTF-8編碼環(huán)境下，測試結果如下：

#include <iostream>
#include <cstring>using namespace std;int main()
{char a = 'a';cout << a << endl; // 輸出：a// 1、‘中’字符超出了char單個字節(jié)的存儲范圍char b = '中'; // 編譯告警: overflow in conversion from 'int' to 'char' changes value from '14989485' to ''\37777777655'' [-Woverflow]cout << b << endl; // 輸出：亂碼// 2、‘中’字符在UTF-8編碼中占用字節(jié)數(shù)為3，char數(shù)組定義為4是為了在末位存儲結束符‘\0’// char bs1[2] = "中"; //編譯報錯：error: initializer-string for array of chars is too long [-fpermissive]char bs2[4] = "中";cout << bs2 << endl; // 輸出：中cout << strlen("中") << endl; // 輸出：3return 0;
}

整型

常用的整數(shù)類型有char、short、int、long、long long，根據(jù)是否能存儲負值，又可以進一步劃分為有符號整型和無符號整型。

由于系統(tǒng)環(huán)境或編譯器環(huán)境不同，每種整型所占的字節(jié)數(shù)可能會有差異，此處以64位編譯器為例，舉例說明整型的取值范圍：

類型	占用字節(jié)數(shù)	取值范圍
signed char	1	-2^7 ~ 2^7-1
unsigned char	1	0 ~ 2^8-1
short	2	-2^15 ~ 2^15-1
unsigned short	2	0 ~ 2^16-1
int	4	-2^31 ~ 2^31-1
unsigned int	4	0 ~ 2^32-1
long	4	-2^31 ~ 2^31-1
unsigned long	4	0 ~ 2^32-1
long long	8	-2^63 ~ 2^63-1
unsigned long long	8	0 ~ 2^64-1

擴展1：為什么無符號類型和有符號類型的最大值相比會多一個2次方？

計算機內存儲數(shù)據(jù)是使用二進制來表示的。有符號類型的最高位會被用為符號位，而無符號類型則多了最高位用來表示數(shù)值。

擴展2：為什么在有符號類型中負數(shù)取值范圍會比正數(shù)多一位？

計算機內是使用補碼來存儲整數(shù)的（正數(shù)補碼是它本身，負數(shù)補碼=對應正數(shù)原碼取反+1）。以signed char類型為例，從概念上來說，0數(shù)值是可以分為+0（00000000）和-0（10000000）的，而這時候我們已經選擇用+0來表示數(shù)字0了，-0就可以用于表示其他值，將-0采用補碼規(guī)則是映射到-128的（正數(shù)128原碼為010000000，取反為101111111，再+1為110000000，截掉前面的溢出位1結果為10000000），因此自然而然就用于表示-128了。

bool

bool類型用于表示邏輯上的真和假，取值范圍為字面值true和false，其可以提升為int類型——true轉為1，false轉為0。

另外值得注意的是，任何數(shù)字值或指針值都可以隱式轉換為bool值，任何非零值轉為true，而零值轉為false。

wchar_t

前面提到，程序需要處理的字符集可能無法用一個8位的字節(jié)表示，此時C++有兩種處理方式：一種是編譯廠商可以將char定義為一個16位的字節(jié)或更長的字節(jié)（例如，在Java語言中char的長度就是2個字節(jié)）；另一種是使用寬字符類型wchar_t來表示擴展字符集（wchar_t是整數(shù)類型，具體類型取決于系統(tǒng)實現(xiàn)），通常會將每個字符存儲在一個2字節(jié)的內存單元中。

浮點類型

常見的浮點類型有float（單精度小數(shù)）、double（雙精度小數(shù)）、long double。float和double的區(qū)別點在于，通常double類型能夠表示的范圍更大且精度更高。體現(xiàn)為double能夠保證準確的有效位更多。

算術操作符

常見的5種基本算術操作符分為加(+)、減(-)、乘(*)、除(/)、取余(%)。

類型轉換

在C++ 中，一個 數(shù)據(jù)類型 的值可以被轉換成另一種數(shù)據(jù)類型的值，這個轉換就叫做類型轉換。在進行類型轉換時需要注意的是，如果是向上轉型的轉換（例如，float轉double，int轉long）通常是安全的，但如果是向下轉型的轉換（例如，long轉int，double轉float，浮點數(shù)轉整數(shù)）就有可能會產生截斷或精度丟失問題。

在C++ 中，按轉換方式也可以大致劃分為兩種類型轉換——隱式轉換和顯式轉換。

隱式轉換

由編譯器自動完成的類型轉換稱為隱式轉換，也稱為自動轉換。

例如，在計算表達式時，C++會將bool、char、unsigned char、signed char和short值轉換為int，這些轉換也被稱為整型提升。

顯式轉換

當用戶手動將數(shù)據(jù)從一種類型更改為另一種類型時，這稱為顯式轉換，主要有以下三種方式：

• C 樣式類型轉換（也稱為轉換符號）

• 函數(shù)符號（也稱為舊的 C++ 樣式類型轉換）

• 類型轉換運算符（static_cast、dynamic_cast、const_cast、reinterpret_cast）

#include <iostream>using namespace std;int main()
{int num1 = 10;short num2 = (short)num1; // 1、C風格轉換int num3 = 10;long num4 = long(num3); // 2、舊的C++風格轉換int num5 = 10;unsigned int num6 = static_cast<unsigned int>(num5); // 3、使用了C++的類型轉換運算符return 0;
}