数据类型、类型转换、输入输出

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接着上篇文章继续介绍 C++ 基础，本文主要介绍 标准数据类型、数据类型转换、数据输入与输出

    C++ 基础

标准数据类型

标准数据类型即 C++ 中的基本数据类型，系统定义的简单数据类型，也称为算术类型，存储空间 bit）依机器而定， C++ 只规定了最小存储空间，一共分为 4 种数据类型

整型 

整型数据从字面即可理解，为整数数据。整型值可以用十进制，十六进制或八进制符号指定，前面可以加上可选的符号（ - 或者  +）。如果用八进制符号，数字前必须加上  0（零），用十六进制符号数字前必须加上 0x。在 C++ 语言中，整型类型标识符为 int，根据整型变量的取值范围又可将整型变量定义为以下 8 种整型类型

短整型

   short [int]，占2字节（16位），-2^15 ~ 2^15-1

无符号短整型

   unsigned short [int]，占2字节（16位），0 ~ 2^16-1

整型

   [long] int，占4字节（32位），-2^31 ~ 2^31-1

无符号整型

   unsigned [int]，占2字节（16位），0 ~ 2^16-1

长整型

   long [int]，占4字节（32位），-2^31 ~ 2^31-1

无符号长整型

   unsigned long [int]，占4字节（32位），0 ~ 2^32-1

超长整型

   long long [int]，占8字节（64位），-2^63 ~ 2^63-1

无符号超长整型

   unsigned long long，占8字节（64位），0 ~ 2^64-1

注：

通常将8位的块作为一个字节，32位或4个字节作为一个字（word）

实型

实型又称实数或浮点数，可分为 3 种类型：单精度浮点数、双精度浮点数 和 长双精度浮点数。一般的表示方法有 小数形式 和 指数形式

单精度实型

   float，占4字节（32位），有效位6~7位，-3.4E-38 ~ 3.4E+38

双精度实型

   double，占8字节（64位），有效位15~16位，-1.7E+308 ~ 1.7E+308

长双精度实型

   long double，占16字节（128位），有效位18~19位，-3.4E+4932 ~ 1.1E+4932

字符型

字符型即单个字符，用单引号括起来表示，如 'a'（数字也可以，如 '1'），字符型使用标识符 char 来表示

注：

字符只能是一个而且区分大小（'A' 与 'a' 是不同的），只能用单引号括起来，不能用双引号（用双引号括起来的是字符串，字符串可以单个，也可多个）

字符在运算的时候采用 ASCII 编码（字符其实可以看成是单字节整型，取值范围 0~255）

转义字符

转义字符是一种特殊的字符常量，以反斜线 \ 开头，后跟一个或几个字符。转义字符具有特定的含义，不同于字符原有的意义，故称转义字符，转义字符有三种用法：表示控制字符、表示特殊字符、表示所有字符

常用的转义字符

   '\n' 换行    '\t' 水平制表    '\b' 退格    '\r' 回车（不换行）    '\0' 空字符    '\'' 单引号    '\'' 双引号    '\\' 一个反斜杠字符    '\ddd'  1~3位八进制数所代表的字符    '\xhh'  1~2位十六进制数所代表的字符

布尔型

布尔型也称为逻辑型，用标识符 bool 来表示，其取值为true（逻辑真）和false（逻辑假），存储字节数在不同编译系统中可能有所不同，可以当作整数用（true一般为1，false为0），把其它类型的值转换为布尔值时，非零值转换为true，零值转换为false

注：

C++中的布尔变量存储的就是 0 和 非0，0 为 false，非0 为 true，在输出的时候，只会输出 0 和 1，如果要输出 true 或 false 只能自己判断布尔变量的真假，真则输出 true，假则输出 false，需要写判断语句，最简单的方法就是利用自带的 boolalpha 来输出 true 或 false

   cout < boolalpha="">< 布尔变量=""><>

数据类型转换

C++ 中不同的数据类型的对象进行运算时候，或者需要将结果转换成期望的数据类型时，这时就要根据数据类型的转换规则进行转换

混合运算时的类型转换规则

整型、实型、字符型 数据间可以进行混合运算，这种情况下，需要将 不一致 的数据类型转换成 一致 的数据类型，然后进行运算。为了保证运算精度，系统在运算时的转换规则是将 存储长度较短 的运算对象转换成 存储长度较长 的类型，然后再进行处理，这种转换是系统 自动 进行的，默认如下

   // 以下表示当运算对象为不同类型数据时，需转换为同一数据类型然后进行运算    int -> unsigned int -> long int -> double    // 以下两种在运算时，必定会先转换为 int / double 然后与其他数据进行运算    char、short int -> intfloat -> double

赋值时的类型转换规则

当进行赋值运算时，如果两侧的数据类型不同，需进行类型转换，这种转换是系统 自动 进行的，规则如下

float、double 型赋值给 int 型

直接截断小数（不四舍五入，直接舍去）

int、char 型赋值给 float、double 型

补足有效位（后面添 0）

char 型（单字节）赋值给 int 型（4字节）

数值赋给 int 型的低 8 位（存入的是字符的 ASCII 码），其他位补 0

long int 型赋值给 int 型

long int 型截断低字节给 int 型

int 型赋值给 long int 型

赋给 long int 型的低 16 位，如果 int 型的最高位是 0，则 long int 的高 16 位全为 0；如果 int 型的最高位为 1，则 long int 型的高 16 位全为 1（称为 符号扩展）

unsigned int 型赋值给 int 型

直接传送数值

非 unsigned int 型赋值给位数相同的 unsigned int 型

直接传送数值

强制类型转换

强制类型转换只是 临时 转换，强制转换运算符组成的运算表达式的一般形式为：

   类型名(表达式)    a + int( b/3 );

注：

不管被转换的是表达式或者单个变量都需要用括号括起来

数据输入输出

C++ 中没有提供专门的输入输出语句，所有的输入输出都是调用标准库函数中的输入输出函数来实现的，在使用时，在开头添加如下语句

   #include    #include    using namespace std;

字符输入 -- getchar

getchar 函数是一个无参函数，接收从键盘输入的 单个 字符数据，通常把输入的字符赋予一个字符变量，构成赋值语句

   char a;    a = getchar();

注：

getchar 函数只能接受单个字符，输入的数字也按字符处理，如果输入多余一个字符时，只接受第一个字符

getchar 函数会等待用户输入，直到按回车键才结束，这个特性可用于暂停程序的运行，直接按回车结束

如果在程序中有连续两个以上的 getchar 函数，应该一次性输入所需要的字符，最后按回车键，否则会把回车作为一个字符传给后面的 getchar 函数

字符输出 -- putchar

putchar 函数是字符输出函数，向标准输出设备输出 单个 字符数据

   putchar(a);

标准输入 -- scanf

scanf 函数用于格式化输入任意数据列表

   scanf(格式空字符, 地址列表);    // 地址列表中给出个变量的地址，可以为变量的地址，也可以为字符串的首地址    // 格式控制符由 % 和格式符组成，作用是将要输入的字符按指定的格式输入，如 %d, %c 等    // d、i：用于输入十进制整数    // u：用于无符号十进制形式输入十进制整数
   // o：用于输入八进制整数    // x：用于输入十六进制整数    // c：用于输入单个字符    // s：用于输入字符串（非空格开始，空格结束，字符串变量以 '\0' 结尾）    // f：用于输入实数（小数或指数均可）
   // e：与 f 相同    // l：用于长整型数（%ld、%lo、%lx）或 double 型实数（%lf、%le）    // h：用于短整型数（%hd、%ho、%hx）    // *：表示对应输入量不赋给一个变量    scanf('%d*d%d', &a, &b);    // 输入 1 2 3，输出 a=1，b=3    // 域宽：指定输入所占列宽（一个整数）    scanf('%4d%4d', &a, &b);    // 输入 1234567，输出 a=1234， b=567

如果 scanf 中有非格式符加入作为分隔符，则在输入的时候也应添加指定分隔符

   // 注意 %d 之间的 逗号（作为了指定的分隔符）    scanf('%d, %d', &a, &b);    // 输入 5,6，输出 a=5，b=6

注：

上面说过了地址列表中可以是变量的地址，也可以是字符串的首地址，& 就是取址符，如果输入的是字符数组变量的话，此处变量名就代表了首地址，不需要取址符

   char a[20];    scanf('%s', a);

标准输出 -- printf

printf 函数用于格式化输出任意数据列表

    print(格式控制符, 输出列表);    // 格式控制符由输入格式说明和普通字符组成，必须用双引号包裹起来    // 格式说明由 % 和格式字符组成，比如 %d，%c 等，普通字符即在输出时原样输出的字符，一般在显示时起提示作用    // 输出列表则是需要输出的数据，各参数间用逗号分开，格式说明和输出项需一一对应    // d、i：以带符号的十进制形式输出整数，正数的(+)号省略不输出    // u：以无符号十进制形式输出整数    // x、X：以十六进制无符号形式输出整数（不输出前导符 0x）    // o：以八进制无符号形式输出整数（不输出前导符 0）    // c：输出一个字符    // s：输出字符串    // f：以小数形式输出单、双精度，隐含输出 6 位小数    // e、E：以指数形式输出单、双精度，隐含输出 6 位小数    // g、G：自动选用 %f、%e、%E 格式中输出宽度最小的一种使用    // %d：输出数字长度为变量数值的实际长度    // %md：输出 m 位（不足补空位，大于 m 位时按实际长度输出）    // %-md：输出 m 位，左对齐输出    // %ld：表示输出长整型数据    // %mld：指定长整型输出宽度 m 位，左边补空格，否则按实际位数输出    // %0md，%0mld：数字 0 表示位数不足 m 时补 0    // %f：按实际格式输出，整数部分按实际位数输出，小数部分输出 6 位    // %m.nf：总位数 m（含小数点），其中 n 位小数    // %-m.nf：总位数 m（含小数点），其中 n 位小数，左对齐    // %s：按实际宽度输出一个字符串    // %ms：输出 m 位（不足补空位，大于 m 位时按实际长度输出）    // %-ms：左对齐，不足右补空格    // %m.ns：总位数 m，其中字符数最多 n 个，左补空格    // %-m.ns：同上，右补空格

流输入 -- cin

cin 和 流读取运算符 >> 一起使用，接收输入的数据，多个 >> 连续使用可以对多个变量输入数据，从外部输入的数据的个数、类型必须和变量一致，从键盘读取数据时，各数据之间要有分隔符，分隔符可以是一个或多个空格、回车等

   cin >> a >> b;    // 键盘输入    2 3

流输出 -- cout

cout 和 流插入运算符  一起使用，向标准输出设备输出数据，多个  连续使用可以输出多个数据

   cout < a=""><>

注：

输出字符串常量时，需用双引号将字符串常量包裹起来，以区别变量名

   cout < 'aa';=""  =""  cout=""><>

cout 不会在输出内容的末尾加 换行符，所以在需要换行的地方，必须插入换行符 \n 或者 endl

   cout < 'aa\n';=""  =""  cout="">< aa=""><>

数据输入输出方式比较

Dev C++ 在使用 cin、cout 时必须调用 iostream 库，使用其他输入输出时，必须调用 cstdio 库，在时效上和格式化方面，scanf、printf 都优于 cin 和 cout，但是就简便而言，后者更优

习题

结合上一篇文章一共学习了 常量、变量、运算符、数据类型、类型转换、输入输出，运用这些知识可以尝试做一些习题。下面推荐一个在线OJ，其中 1.1、1.2、1.3 共 40 题可以练习

   http://noi.openjudge.cn/

注：

运算中常用的库函数（习题中可能出现）

绝对值函数

abs(x)：求一个数 x 的绝对值

自然数指数函数

exp(x)：求实数 x 的自然指数 e^x

向下取整

floor(x)：求不大于实数 x 的最大整数

向上取整

ceil(x)：求不小于实数 x 的最小整数

自然对数函数

log(x)：求实数 x 的自然数对数

指数函数

pow(x, y)：计算 x^y，结果为双精度实数

随机函数

rand()：产生 0 到 RAND-MAX 之间的随机整数

平方根函数

sqrt(x)：求实数 x 的平方根