?? 教學(xué)--第四章 數(shù)據(jù)類型.htm
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<HTML><HEAD><TITLE>教學(xué)--第四章 數(shù)據(jù)類型</TITLE>
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<H2><BR>第四章 數(shù)據(jù)類型</H2>
<P><A href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.1">4.1
這是個(gè)有類型的世界</A></P>
<P><A href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.2">4.2
數(shù)據(jù)類型基本概念</A></P>
<P> <A
href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.2.1">4.2.1
理解數(shù)據(jù)類型</A></P>
<P> <A
href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.2.2">4.2.2
理解整型和實(shí)型</A></P>
<P> <A
href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.2.3">4.2.3
理解數(shù)值的范圍</A></P>
<P> <A
href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.2.4">4.2.4
理解有符號數(shù)和無符號數(shù)</A></P>
<P><A href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.3">4.3
字符集和保留字</A></P>
<P> <A
href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.3.1">4.3.1
字符集</A></P>
<P> <A
href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.3.2">4.3.2
保留字</A></P>
<P><A href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.4">4.4
基本數(shù)據(jù)類型</A></P>
<P> <A
href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.4.1">4.4.1
字符型和各種整型、實(shí)型</A></P>
<P> <A
href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.4.2">4.4.2
布爾型(bool)和無類型(void)</A></P>
<P> <A
href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.4.3">4.4.3
為數(shù)據(jù)類型起別名：typedef</A></P>
<P><A href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.5">4.5 sizeof
的使用</A></P>
<P> <A
href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.5.1">4.5.1 sizeof
例程</A><BR></P>
<H3><A name=4.1>4.1</A> 這是個(gè)有類型的世界</H3>
<P>問大家一個(gè)問題：</P>
<P>現(xiàn)實(shí)生活，有哪些信息可以用計(jì)算機(jī)可以管理呢？</P>
<P>職工、學(xué)員、客戶、工資、原材料、產(chǎn)品、商品……現(xiàn)實(shí)中實(shí)現(xiàn)用計(jì)算機(jī)管理的信息已是無數(shù)。</P>
<P>職工又有什么信息呢？</P>
<P>職工有姓名、性別、出生年月、家庭住址、電話，婚否、工齡、工種、工資、等等。</P>
<P> </P>
<P>這兩個(gè)問題你可能回答得不錯(cuò)，現(xiàn)在，考驗(yàn)?zāi)闱皫渍掠袥]有認(rèn)真學(xué)習(xí)的時(shí)刻到了，請看下面這個(gè)問題：</P>
<P>所有的這些信息，在計(jì)算機(jī)里都是以什么樣的數(shù)據(jù)形式來表達(dá)呢？請自覺閉上眼睛，想一想。再看以下的各種回答。</P>
<P> </P>
<P>“二進(jìn)數(shù)”，正確。</P>
<P>“已數(shù)字化的數(shù)據(jù)”，也算正確。</P>
<P>“0和1”，正確。</P>
<P>“機(jī)器語言”，正確，你還記得第一章的內(nèi)容啊，不錯(cuò)。</P>
<P> </P>
<P>本章需要繼續(xù)的一個(gè)問題就由此開始。所有的信息都用機(jī)器語言——那些0和1——表達(dá)，那你我編寫程序豈不很難？</P>
<P>這是第一章的問題，你還記得在第一章關(guān)于本問題回答嗎？那就是：機(jī)器語言不好記，那就用高級語言。高級語言高級在哪里呢？第一章也有答案：就高級在它盡量向“高級動物”的思維習(xí)慣做了一些接近。當(dāng)然，只能說盡量，它必須仍然保持符合機(jī)器的絕大部分特點(diǎn)，否則，大家就不要學(xué)<B>計(jì)算機(jī)</B>語言了。</P>
<P>數(shù)據(jù)類型，就是計(jì)算機(jī)語言向人類語言靠近時(shí)，走出的第一步，很重要的一步。（機(jī)器語言或匯編語里，沒有數(shù)據(jù)類型一說。）</P>
<P>人類的世界，是有類型的世界。</P>
<P>樹木花草，歸一類：植物；</P>
<P>豬狗貓羊，動物；</P>
<P>金銀銅鐵，金屬；</P>
<P>你我他她，人類。（不要告訴我你不是人類，在這虛擬的網(wǎng)絡(luò)的世界……）</P>
<P>上一章筆者“鼓吹”過一個(gè)觀點(diǎn)：<B>整個(gè)世界都可以用數(shù)據(jù)和處理來表達(dá)。</B>基于此，整個(gè)世界就是一個(gè)程序；而萬物是世界的數(shù)據(jù)。如果你找一個(gè)人，對他說：“你等于一只豬”，他一定暴跳如雷。為什么呢？嘻嘻，學(xué)了這一章，我們就可以從程序的角度來解釋了：人和豬不是一類型，不適于做賦值操作。待以后我們學(xué)了C++的“類”，則又有更好回答：上帝創(chuàng)造世界是，沒有為人“類”實(shí)現(xiàn)參數(shù)為豬“類”的拷貝構(gòu)造函數(shù)，或等號重載函數(shù)。</P>
<P>（想和上帝做同行？快做個(gè)程序員。）</P>
<H3><A name=4.2>4.2</A> 數(shù)據(jù)類型基本概念</H3>
<H4><A name=4.2.1>4.2.1</A> 理解數(shù)據(jù)類型</H4>
<P>“數(shù)據(jù)類型”就是這么一個(gè)很好理解的概念。我們的重點(diǎn)是了解在計(jì)算機(jī)編程世界中，有哪些基本的數(shù)據(jù)類型？在人類世界里，數(shù)據(jù)類型那就多了，把人類的對萬物劃分類型的方法照搬入計(jì)算機(jī)世界，顯然不可能。怎么辦呢？方法就是：抽象。</P>
<P>計(jì)算機(jī)先哲們?yōu)槲覀冏隽诉@一切。其中，最重要類型，也稱為C/C++語言的<B>基本數(shù)據(jù)類型</B>，只有兩個(gè)：“數(shù)值”和“字符”。</P>
<P>第一是“數(shù)值類型”。這樣，在職工的信息中，譬如年紀(jì)，工齡、工資就有了歸屬。你現(xiàn)在需要暫時(shí)不將目光從屏幕前移開，想一想“數(shù)值類型”是一個(gè)多好的抽象結(jié)果！無論進(jìn)行任何信息管理，離開了“數(shù)”，還能管理什么？</P>
<P> </P>
<P>第二是“字符類型”。像職工姓名或家庭住址，這些由字符類型的數(shù)據(jù)組成。你可能想不到的還有，職工的電話號碼
010-1234567，這也是由字符類型數(shù)據(jù)組成。0、1、2、3不是數(shù)字嗎？應(yīng)該屬于上面的“數(shù)值”類型吧？嗯，你聽我說：現(xiàn)實(shí)生活中，數(shù)字被廣泛地應(yīng)用在兩種不同范疇：其一是那些典型的，需要進(jìn)行計(jì)算的場合。比如雞蛋1斤2.3元；其二則那些只用來表示符號的范疇。比如電話號碼，比如車牌號。把兩個(gè)電話號碼進(jìn)行相加或相減的操作是沒有意義的。基于數(shù)字的兩種完全不一樣的使用范疇，所以在被抽象到計(jì)算機(jī)程序語言時(shí)，數(shù)字被分到“數(shù)值”和“字符”兩種類型中。但字符類型并不只有阿拉伯?dāng)?shù)字，鍵盤上的<B>字</B>母<B>符</B>號，都屬于<B>字符</B>類型。</P>
<P> </P>
<P>在C/C++中，“字符類型”其實(shí)也可歸入數(shù)值類型。在某些情況下，它仍然會被用來參與計(jì)算。比如在計(jì)算機(jī)中，字符‘A’加1后，會得到下一個(gè)字符‘B’，這種操作符合我們的習(xí)慣。</P>
<H4><A name=4.2.2>4.2.2</A> 理解整型和實(shí)型</H4>
<P>數(shù)值類型又被分為“整型”和“實(shí)型”。整型就是不帶小數(shù)位的數(shù)，而實(shí)型則是指帶小數(shù)位的數(shù)，也稱為“浮點(diǎn)數(shù)”。我們在生活中一般并不做如此區(qū)分。譬如說雞蛋的價(jià)格罷，今兒便宜了，一斤2塊整，但這不防礙明兒價(jià)漲了，我們說成：漲了，2.30元一斤。在編程時(shí)可不能這樣，你必須事先考慮到雞蛋的價(jià)格是必須帶小數(shù)的，就算現(xiàn)在是2塊整，也得將價(jià)格定為實(shí)型，否則，漲成2塊3時(shí)，計(jì)算機(jī)會把那0.3元給丟了，還是變成2元整。</P>
<P>你會問為什么不直接就定一個(gè)實(shí)型就好呢？實(shí)型不就包含了整型的值嗎（如2.0等于2元）？好！問得好，我不喜歡書上說什么就記什么，一個(gè)“為什么”也不去想的學(xué)習(xí)方法。由于能力的限制，大多數(shù)人如你我，都不能為這個(gè)世界發(fā)明奉獻(xiàn)什么新技術(shù)，我們只能作為技術(shù)的“接受者”而活在這個(gè)世上。然而正因?yàn)橹荒茏鳛榻邮苷撸覀兙透鼞?yīng)該在學(xué)習(xí)任何技術(shù)前，先學(xué)會從一定的高度來詢問：為什么會有這個(gè)技術(shù)（這個(gè)技術(shù)為什么會出現(xiàn)）？我現(xiàn)在需要這個(gè)技術(shù)嗎（必竟學(xué)習(xí)需要占用時(shí)間）？這么做并非是一種消極態(tài)度，相反，它的積極意議在于：經(jīng)過這種思考，你不僅可以把有限的時(shí)間花在值的學(xué)習(xí)上，而且只有弄明白了一樣技術(shù)（或技術(shù)的概念）產(chǎn)生的需要，我們才有可能真正理解它，從而比別人學(xué)得更深刻更本質(zhì)。</P>
<P>一個(gè)問題牽出一堆廢話，回答卻很簡單：因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)里，對整數(shù)的運(yùn)算要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于對浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算，所以，在人類的思維習(xí)慣與計(jì)算機(jī)特點(diǎn)之間，必須做一個(gè)折衷。</P>
<P>折衷的結(jié)果就是雖然都是數(shù)值類型，但程序員在程序時(shí)，必須事先想好，哪些數(shù)據(jù)是必須帶小數(shù)計(jì)算的，那些數(shù)據(jù)定為實(shí)型，比如工資，沒有哪個(gè)員工會認(rèn)為老板可以將自已工資中的小數(shù)位忽略不計(jì)；而那些可以不用，或者可以不計(jì)較小數(shù)的數(shù)值，則被建議設(shè)計(jì)成整型，比如人的年紀(jì)，雖然可以，但我們很少需要有類似1.6歲這種說法。想想，假如一位女士說自已28歲，而你卻立刻糾正她：“不，準(zhǔn)確地說，您已經(jīng)28.7歲了”……結(jié)局會怎樣呢？為了那0.7歲，不僅你的程序會跑得慢，而且會倍受女人的白眼殺傷。</P>
<P>想想其實(shí)也很自然：工資必須設(shè)計(jì)成實(shí)型，而年齡雖然不是必須，但建議設(shè)計(jì)成整型。</P>
<H4><A name=4.2.3>4.2.3</A> 理解數(shù)值的范圍</H4>
<P>然而事情并未就此結(jié)束。</P>
<P>顧及計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度，人（程序員）做出了妥協(xié)，必須面對“整型”或“實(shí)型”的考慮。另一方面，和速度同樣重要的是計(jì)算機(jī)的空間的考慮。它讓程序員必須再做一步妥協(xié)。</P>
<P>小時(shí)候你一定有過這樣的經(jīng)歷：你說100，另一個(gè)小伙伴就說101。你說1000，他就說1001，你說10000，他就說：那我10001。總之他就是要比你大1。這種游戲不會有分出勝負(fù)的結(jié)局，只會讓你郁悶為什么就不能有個(gè)最大數(shù)讓你說了以后，那家伙就再了無法往上加1了！現(xiàn)在你學(xué)編程，兒時(shí)的“妄想”終于在計(jì)算機(jī)的世界中實(shí)現(xiàn)了。在計(jì)算機(jī)世界中，你可以說一個(gè)數(shù)，當(dāng)別人再住這個(gè)數(shù)加1時(shí)，真不幸，計(jì)算機(jī)會告訴他說：加1是加1了，可是結(jié)果變成0，甚至是負(fù)數(shù)。</P>
<P>這就是計(jì)算機(jī)的空間問題：任何一個(gè)量，都有一個(gè)大的上限，和小的下限，出了這個(gè)范圍（比上限還大，比下限還小），就會稱為<B>溢出</B>。這是一種物理的現(xiàn)實(shí)，也是一種人為的規(guī)定。為什么要這樣規(guī)定？原因是計(jì)算機(jī)的存儲器，特別是其中很重要的內(nèi)存（見上章），其可存儲的數(shù)據(jù)多少總是有限度。（而且，同樣大小數(shù)，2進(jìn)制的表達(dá)形式比10進(jìn)制長得多），如果允許編程像生活中一樣任何一個(gè)數(shù)都可以很大很大，也就是這個(gè)量表達(dá)起來將很長很長，那么存儲器的空間就會很快用完！（無窮大就不用說了，因?yàn)椴豢赡苡袩o窮大的存儲器）。</P>
<P>就是這樣，數(shù)值類型在被劃分為整型和實(shí)型后，將根據(jù)所<B>占用的空間</B>而被繼續(xù)劃分為幾種不同類型。而我們，在考慮工資必須設(shè)計(jì)成帶小數(shù)的實(shí)型后，必須再面對一個(gè)設(shè)計(jì)上的考慮，工資這個(gè)量在程序里要占多大空間？依據(jù)其實(shí)很簡單，就看你的單位最高月薪是多少，憑此找到一個(gè)合適的類型。比如月薪不超過1萬元，那我們選擇一個(gè)剛剛可以包含10000的數(shù)據(jù)類型。</P>
<P>兩種基礎(chǔ)類型：數(shù)值類型和字符類型，前者說了很多，現(xiàn)在我們也來對字符類型做一些附加說明。字符類型要比數(shù)值類型簡單得多：它不能帶小數(shù)，所以沒有整型實(shí)型之說。它占用1個(gè)字節(jié)，已經(jīng)是計(jì)算機(jī)能單獨(dú)處理的最小空間單位，所以也不存在繼續(xù)分為不同空間長度的問題。因此，我們將以它為例，詳細(xì)說明有關(guān)數(shù)據(jù)類型的一些基本而重要的概念。</P>
<P>第1、由于計(jì)算機(jī)和編程都是老外的發(fā)明，而老外生活中常用的的字符并不多——主要是阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母、標(biāo)點(diǎn)符號等——所以字符的寬度被定為1個(gè)<B>字節(jié)</B>（如果忘了什么叫字節(jié)，請看上章）。</P>
<P>1字節(jié) =
8位，所以它能表示的最大數(shù)當(dāng)然是8位都是1（既然2進(jìn)制的數(shù)只能是0或1,如果是我們常見的10進(jìn)制，那就8位都為9，這樣說，你該懂了？）。</P>1字節(jié)的二進(jìn)制數(shù)中，最大的數(shù)：11111111。
<P>這個(gè)數(shù)的大小是多少呢？讓我們來把它轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。</P>
<P>無論是什么進(jìn)制，都是左邊是高位，右邊是低位。第一章中我們說過，10進(jìn)制數(shù)的最低位（個(gè)）位的權(quán)值是10<SUP>0</SUP>，第二位是10<SUP>1</SUP>，第三位是10<SUP>2</SUP>……，用小學(xué)課本上的說法就是：個(gè)位上的數(shù)表示幾個(gè)1，十位上的數(shù)表示向個(gè)10，百位上的數(shù)表示幾個(gè)100……</P>
<P>二進(jìn)制數(shù)則是：第1位數(shù)表示幾個(gè)1
（2<SUP>0</SUP>），第2位數(shù)表示幾個(gè)2（2<SUP>1</SUP>），第3位數(shù)表示幾個(gè)4（2<SUP>2</SUP>），第4位數(shù)表示向個(gè)8(2<SUP>3</SUP>)……</P>
<P><B>在C/C++中，很多計(jì)數(shù)的習(xí)慣都是從0開始</B>，所以，在你看明白上面那行內(nèi)容后，讓我們立刻改口換成下面的說法，以后我們只用這種說法：</P>
<P>二進(jìn)制數(shù)：第<B>0</B>位數(shù)表示幾個(gè)1
（2<SUP>0</SUP>），第<B>1</B>位數(shù)表示幾個(gè)2（2<SUP>1</SUP>），第<B>3</B>位數(shù)表示幾個(gè)4（2<SUP>2</SUP>），第<B>4</B>位數(shù)表示向個(gè)8(2<SUP>3</SUP>)……</P>
<P>按照這種說法，我們可以發(fā)現(xiàn)，從右向左數(shù)，第n位數(shù)的權(quán)值 = 2的n次方。</P>
<P><B>二進(jìn)制各位權(quán)值的計(jì)算方法： 第n位權(quán)值 = 2<SUP>n</SUP></B></P>
<P> </P>
<P>下表詳細(xì)地表示 2進(jìn)制數(shù)：11111111 是如何逐位計(jì)算，累加得到10進(jìn)制的值：</P>
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<TBODY>
<TR>
<TD
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width="15%">第幾位</TD>
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align=middle width="9%">6</TD>
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align=middle width="9%">5</TD>
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align=middle width="9%">4</TD>
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