?? 教學--第四章 數據類型.htm
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<HTML><HEAD><TITLE>教學--第四章 數據類型</TITLE>
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<H2><BR>第四章 數據類型</H2>
<P><A href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.1">4.1
這是個有類型的世界</A></P>
<P><A href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.2">4.2
數據類型基本概念</A></P>
<P> <A
href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.2.1">4.2.1
理解數據類型</A></P>
<P> <A
href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.2.2">4.2.2
理解整型和實型</A></P>
<P> <A
href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.2.3">4.2.3
理解數值的范圍</A></P>
<P> <A
href="http://d2school.com/bcyl/bhcpp/newls/ls04.htm#4.2.4">4.2.4
理解有符號數和無符號數</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
基本數據類型</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
為數據類型起別名：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> 這是個有類型的世界</H3>
<P>問大家一個問題：</P>
<P>現實生活，有哪些信息可以用計算機可以管理呢？</P>
<P>職工、學員、客戶、工資、原材料、產品、商品……現實中實現用計算機管理的信息已是無數。</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>這兩個問題你可能回答得不錯，現在，考驗你前幾章有沒有認真學習的時刻到了，請看下面這個問題：</P>
<P>所有的這些信息，在計算機里都是以什么樣的數據形式來表達呢？請自覺閉上眼睛，想一想。再看以下的各種回答。</P>
<P> </P>
<P>“二進數”，正確。</P>
<P>“已數字化的數據”，也算正確。</P>
<P>“0和1”，正確。</P>
<P>“機器語言”，正確，你還記得第一章的內容啊，不錯。</P>
<P> </P>
<P>本章需要繼續的一個問題就由此開始。所有的信息都用機器語言——那些0和1——表達，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于本問題回答嗎？那就是：機器語言不好記，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”的思維習慣做了一些接近。當然，只能說盡量，它必須仍然保持符合機器的絕大部分特點，否則，大家就不要學<B>計算機</B>語言了。</P>
<P>數據類型，就是計算機語言向人類語言靠近時，走出的第一步，很重要的一步。（機器語言或匯編語里，沒有數據類型一說。）</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，在這虛擬的網絡的世界……）</P>
<P>上一章筆者“鼓吹”過一個觀點：<B>整個世界都可以用數據和處理來表達。</B>基于此，整個世界就是一個程序；而萬物是世界的數據。如果你找一個人，對他說：“你等于一只豬”，他一定暴跳如雷。為什么呢？嘻嘻，學了這一章，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。待以后我們學了C++的“類”，則又有更好回答：上帝創造世界是，沒有為人“類”實現參數為豬“類”的拷貝構造函數，或等號重載函數。</P>
<P>（想和上帝做同行？快做個程序員。）</P>
<H3><A name=4.2>4.2</A> 數據類型基本概念</H3>
<H4><A name=4.2.1>4.2.1</A> 理解數據類型</H4>
<P>“數據類型”就是這么一個很好理解的概念。我們的重點是了解在計算機編程世界中，有哪些基本的數據類型？在人類世界里，數據類型那就多了，把人類的對萬物劃分類型的方法照搬入計算機世界，顯然不可能。怎么辦呢？方法就是：抽象。</P>
<P>計算機先哲們為我們做了這一切。其中，最重要類型，也稱為C/C++語言的<B>基本數據類型</B>，只有兩個：“數值”和“字符”。</P>
<P>第一是“數值類型”。這樣，在職工的信息中，譬如年紀，工齡、工資就有了歸屬。你現在需要暫時不將目光從屏幕前移開，想一想“數值類型”是一個多好的抽象結果！無論進行任何信息管理，離開了“數”，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據組成。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據組成。0、1、2、3不是數字嗎？應該屬于上面的“數值”類型吧？嗯，你聽我說：現實生活中，數字被廣泛地應用在兩種不同范疇：其一是那些典型的，需要進行計算的場合。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。把兩個電話號碼進行相加或相減的操作是沒有意義的。基于數字的兩種完全不一樣的使用范疇，所以在被抽象到計算機程序語言時，數字被分到“數值”和“字符”兩種類型中。但字符類型并不只有阿拉伯數字，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”其實也可歸入數值類型。在某些情況下，它仍然會被用來參與計算。比如在計算機中，字符‘A’加1后，會得到下一個字符‘B’，這種操作符合我們的習慣。</P>
<H4><A name=4.2.2>4.2.2</A> 理解整型和實型</H4>
<P>數值類型又被分為“整型”和“實型”。整型就是不帶小數位的數，而實型則是指帶小數位的數，也稱為“浮點數”。我們在生活中一般并不做如此區分。譬如說雞蛋的價格罷，今兒便宜了，一斤2塊整，但這不防礙明兒價漲了，我們說成：漲了，2.30元一斤。在編程時可不能這樣，你必須事先考慮到雞蛋的價格是必須帶小數的，就算現在是2塊整，也得將價格定為實型，否則，漲成2塊3時，計算機會把那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實型就好呢？實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“為什么”也不去想的學習方法。由于能力的限制，大多數人如你我，都不能為這個世界發明奉獻什么新技術，我們只能作為技術的“接受者”而活在這個世上。然而正因為只能作為接受者，我們就更應該在學習任何技術前，先學會從一定的高度來詢問：為什么會有這個技術（這個技術為什么會出現）？我現在需要這個技術嗎（必竟學習需要占用時間）？這么做并非是一種消極態度，相反，它的積極意議在于：經過這種思考，你不僅可以把有限的時間花在值的學習上，而且只有弄明白了一樣技術（或技術的概念）產生的需要，我們才有可能真正理解它，從而比別人學得更深刻更本質。</P>
<P>一個問題牽出一堆廢話，回答卻很簡單：因為在計算機里，對整數的運算要遠遠快于對浮點數的運算，所以，在人類的思維習慣與計算機特點之間，必須做一個折衷。</P>
<P>折衷的結果就是雖然都是數值類型，但程序員在程序時，必須事先想好，哪些數據是必須帶小數計算的，那些數據定為實型，比如工資，沒有哪個員工會認為老板可以將自已工資中的小數位忽略不計；而那些可以不用，或者可以不計較小數的數值，則被建議設計成整型，比如人的年紀，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，準確地說，您已經28.7歲了”……結局會怎樣呢？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>想想其實也很自然：工資必須設計成實型，而年齡雖然不是必須，但建議設計成整型。</P>
<H4><A name=4.2.3>4.2.3</A> 理解數值的范圍</H4>
<P>然而事情并未就此結束。</P>
<P>顧及計算機的運行速度，人（程序員）做出了妥協，必須面對“整型”或“實型”的考慮。另一方面，和速度同樣重要的是計算機的空間的考慮。它讓程序員必須再做一步妥協。</P>
<P>小時候你一定有過這樣的經歷：你說100，另一個小伙伴就說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的結局，只會讓你郁悶為什么就不能有個最大數讓你說了以后，那家伙就再了無法往上加1了！現在你學編程，兒時的“妄想”終于在計算機的世界中實現了。在計算機世界中，你可以說一個數，當別人再住這個數加1時，真不幸，計算機會告訴他說：加1是加1了，可是結果變成0，甚至是負數。</P>
<P>這就是計算機的空間問題：任何一個量，都有一個大的上限，和小的下限，出了這個范圍（比上限還大，比下限還小），就會稱為<B>溢出</B>。這是一種物理的現實，也是一種人為的規定。為什么要這樣規定？原因是計算機的存儲器，特別是其中很重要的內存（見上章），其可存儲的數據多少總是有限度。（而且，同樣大小數，2進制的表達形式比10進制長得多），如果允許編程像生活中一樣任何一個數都可以很大很大，也就是這個量表達起來將很長很長，那么存儲器的空間就會很快用完！（無窮大就不用說了，因為不可能有無窮大的存儲器）。</P>
<P>就是這樣，數值類型在被劃分為整型和實型后，將根據所<B>占用的空間</B>而被繼續劃分為幾種不同類型。而我們，在考慮工資必須設計成帶小數的實型后，必須再面對一個設計上的考慮，工資這個量在程序里要占多大空間？依據其實很簡單，就看你的單位最高月薪是多少，憑此找到一個合適的類型。比如月薪不超過1萬元，那我們選擇一個剛剛可以包含10000的數據類型。</P>
<P>兩種基礎類型：數值類型和字符類型，前者說了很多，現在我們也來對字符類型做一些附加說明。字符類型要比數值類型簡單得多：它不能帶小數，所以沒有整型實型之說。它占用1個字節，已經是計算機能單獨處理的最小空間單位，所以也不存在繼續分為不同空間長度的問題。因此，我們將以它為例，詳細說明有關數據類型的一些基本而重要的概念。</P>
<P>第1、由于計算機和編程都是老外的發明，而老外生活中常用的的字符并不多——主要是阿拉伯數字、英文字母、標點符號等——所以字符的寬度被定為1個<B>字節</B>（如果忘了什么叫字節，請看上章）。</P>
<P>1字節 =
8位，所以它能表示的最大數當然是8位都是1（既然2進制的數只能是0或1,如果是我們常見的10進制，那就8位都為9，這樣說，你該懂了？）。</P>1字節的二進制數中，最大的數：11111111。
<P>這個數的大小是多少呢？讓我們來把它轉換為十進制數。</P>
<P>無論是什么進制，都是左邊是高位，右邊是低位。第一章中我們說過，10進制數的最低位（個）位的權值是10<SUP>0</SUP>，第二位是10<SUP>1</SUP>，第三位是10<SUP>2</SUP>……，用小學課本上的說法就是：個位上的數表示幾個1，十位上的數表示向個10，百位上的數表示幾個100……</P>
<P>二進制數則是：第1位數表示幾個1
（2<SUP>0</SUP>），第2位數表示幾個2（2<SUP>1</SUP>），第3位數表示幾個4（2<SUP>2</SUP>），第4位數表示向個8(2<SUP>3</SUP>)……</P>
<P><B>在C/C++中，很多計數的習慣都是從0開始</B>，所以，在你看明白上面那行內容后，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>二進制數：第<B>0</B>位數表示幾個1
（2<SUP>0</SUP>），第<B>1</B>位數表示幾個2（2<SUP>1</SUP>），第<B>3</B>位數表示幾個4（2<SUP>2</SUP>），第<B>4</B>位數表示向個8(2<SUP>3</SUP>)……</P>
<P>按照這種說法，我們可以發現，從右向左數，第n位數的權值 = 2的n次方。</P>
<P><B>二進制各位權值的計算方法： 第n位權值 = 2<SUP>n</SUP></B></P>
<P> </P>
<P>下表詳細地表示 2進制數：11111111 是如何逐位計算，累加得到10進制的值：</P>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%" border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD
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width="15%">第幾位</TD>
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align=middle width="9%">4</TD>
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