繁书简读之CPrimerDay2变量和基本类型

　　2.1 基本内置类型
　　基本内置类型包含算术类型和空类型。算术类型有包括字符/整数/浮点数/bool类型2.1.1 算术类型
　　类型
　　含义
　　最小位宽
　　bool
　　布尔类型
　　未定义
　　char
　　字符类型
　　8bit
　　wchar_t
　　宽字符
　　16bit
　　char16_t
　　Unicode字符
　　16bit
　　char32_t
　　Unicode字符
　　32bit
　　short
　　短整型
　　16bit
　　int
　　整形
　　16bit(在32/64位机器上是32bit)
　　long
　　长整型
　　32bit
　　long long
　　长整型
　　64bit
　　float
　　单精度浮点型
　　6位有效数字
　　double
　　双精度浮点型
　　10位有效数字
　　long double
　　扩展精度浮点型
　　10位有效数字
　　1. bool类型的取值是true或false
　　2. int/short/long都带有符号，char是否带符号与编译器有关，建议使用signed char或unsigned char
　　3. 无符号类型只能表达非负数
　　4. Cpp提供了多种字符类型：
　　a) char：一个char空间应确保可以存放机器基本字符集中任意字符对应的数值，即1个char=1个机器字节
　　b) wchar_t：宽字符，用于扩展字符集，wchar_t确保可以存放机器最大扩展字符集中的任意一个字符
　　c) char16_t & char32_t：为Unicode字符集服务
　　5. 类型选择建议：
　　a) 确定数据为非负数时，选用unsigned类型
　　b) 整数运算用int，数值太大时用long long
　　c) 算术表达式不要使用char和bool类型
　　d) 浮点运算用double，因为在计算机上float和double的计算代价相差不多2.1.2 类型转换
　　1. 原则：
　　a) 把非bool型的算术值赋给bool型，初始值为0则结果为false，否则结果为true
　　b) 把bool型赋给非bool型时，初始值为false则结果为0，否则结果为1
　　c) 把浮点数赋给整数类型时，结果值仅保留浮点数中的整数部分
　　d) 把整数值赋给浮点类型时，小数部分记为0。如果整数所占空间超过了浮点型的容量，可能带来精度损失
　　e) 赋给无符号类型一个超出它表示范围的值时，结果是初始值对无符号类型表示数值总数（例如8bit能表示的数值是0-255，即总数是256）取模后的余数
　　f) 赋给有符号类型一个超出范围的值，属于undefined behavior
　　g) 程序尽量避免依赖于实现环境的行为，例如int的尺寸在不同环境可能不同
　　2. 表达式中既有无符号数又有有符号数时，有符号数会被转换成无符号数
　　3. 无符号数不会小于0这一事实关系到循环的写法for (unsigned u = 10; u >= 0; --u) std::cout << u << std::endl; //此处for循环条件将永远成立2.1.3 字面值常量
　　1. 整形和浮点型字面值
　　a) 整形字面值中以0开头的代表八进制数，以0x或0X开头的代表十六进制数，以0b或者0B开头的为二进制数。C++14新增了单引号＂形式的数字分隔符。数字分隔符不会影响数字的值，但可以通过分隔符将数字分组，使数值读写更容易。std::cout << 0B1＂101;   // 输出＂13＂ std::cout << 1＂100＂000; // 输出＂1100000＂
　　b) 默认情况十进制字面值为有符号型
　　c) 浮点型字面值默认时double型，可以用小数或者科学计数法表示，科学计数法中的指数部分用E或e标识1.2 .003 1.23E2 0e0
　　2. 字符和字符串字面值
　　a) 由单引号括起来的一个字符称为char型字面值，双引号括起来的零个或多个字符称为字符串字面值
　　b) 字符串字面值的类型是由常量字符构成的数组（array）。编译器在每个字符串的结尾处添加一个空字符＂＂，因此字符串字面值的实际长度要比它的内容多一位，这里需要注意常用函数strlen和运算符sizeof的区别，对于字符数组，strlen计算的是不包含‘‘的长度，而sizeof计算的是包含’‘的长度
　　3. 转义序列
　　含义
　　转义字符
　　newline
　　horizontal tab
　　alert (bell)
　　a
　　vertical tab
　　v
　　backspace
　　b
　　double quote
　　＂
　　backslash
　　question mark
　　?
　　single quote
　　＂
　　carriage return
　　r
　　formfeed
　　f
　　4. 泛化转义序列：形式是x后紧跟1个或多个十六进制数字，或者后紧跟1个、2个或3个八进制数字，其中数字部分表示字符对应的数值。如果后面跟着的八进制数字超过3个，则只有前3个数字与构成转义序列；相反，x要用到后面跟着的所有数字。  12 40 M 115
　　5. bool字面值和指针字面值true false nullptr2.2 变量
　　变量提供一个具名的、可供程序操作的存储空间。 C++中变量和对象一般可以互换使用，对象通常指一块能存储数据并具有某种类型的内存2.2.1 变量定义
　　1. 形式：类型说明符（type specifier） + 一个或多个变量名组成的列表。如int a = 0, b;
　　2. 初始化：对象在创建时获得了一个特定的值。
　　a) 初始化不等于赋值，而是创建变量并赋予一个初值
　　b) 用花括号初始化变量成为列表初始化（list initialization）,当用于内置类型的变量时，使用列表初始化且初始值存在信息丢失风险时，编译器会报错
　　3. 默认初始化：
　　a) 对于内置类型，定义于任何函数体之外的变量被初始化为0，函数体内部的变量将不被初始化（uninitialized）
　　b) 定义于函数体内的内置类型对象如果没有初始化，则其值未定义，使用该类值是一种错误的编程行为且很难调试。类的对象如果没有显式初始化，则其值由类确定
　　c) 建议初始化每一个内置类型的变量2.2.2 变量声明和定义的关系
　　1. 为了支持分离式编译，C++将声明和定义分开，声明（declaration）使得名字为程序所知，定义（definition）负责创建与名字相关联的实体；还有一种说法，声明并没有分配内存，而定义则是为变量分配了内存
　　2. 只声明而不定义：在变量名前添加关键字 extern，如extern int a; 但如果包含了初始值，就变成了定义：extern int b = 3;
　　3. 变量只能被定义一次，但是可以多次声明。定义只出现在一个文件中，其他文件使用该变量时需要对其声明2.2.3 标识符：
　　字母数字下划线开头，大小写敏感，具体命名规范：
　　1. 标识符尽量体现实际含义
　　2. 变量名一般小写
　　3. 用户自定义的类类型一般以大写字母开头
　　4. 包含多个单词的标识符，使用驼峰命名法2.2.4 名字的作用域
　　1. 定义在函数体之外的名字拥有全局作用域（global scope）。声明之后，该名字在整个程序范围内都可使用
　　2. 变量最好第一次使用变量时再定义它
　　3. 嵌套的作用域
　　a) 同时存在全局和局部变量时，已定义局部变量的作用域中可用::var显式访问全局变量var。
　　b) 但是用到全局变量时，尽量不使用重名的局部变量2.3 复合类型
　　复合类型就是基于其他类型定义的类型，引用和指针是其中两种2.3.1 引用
　　1. 引用为对象起了另外一个名字，引用类型引用（refers to）另外一种类型，通过将声明符写成&d的形式来定义引用类型，其中d是变量名称。初始化引用时，是将引用和对象绑在一起。
　　2. 特点：
　　a) 引用不是对象，只是对象的别名
　　b) 引用的类型要与之绑定的对象严格匹配
　　c) 引用无法重定向
　　d) 引用必须初始化
　　e) 引用只能绑定对象，不能是字面值或者表达式2.3.2 指针
　　1. 指针本身就是一个对象，允许对指针赋值和拷贝，而且在生命周期内它可以先后指向不同的对象
　　2. 通过将声明符写成*var的形式来定义指针类型，其中var是变量名称。如果在一条语句中定义了多个指针变量，则每个量前都必须有符号*int *p1, *p2
　　3. 特点：
　　a) 是实实在在的对象
　　b) 不必要初始化，但建议初始化所有指针
　　c) 可以重定向
　　d) 可以有二级指针，即指向指针的指针，而不能有引用的引用
　　4. 不能定义指向引用的指针，因为引用不是对象，没有实际地址，可以定义指向指针的引用
　　5. 复杂写法int *p; int *&r = p; //r是对指针p的引用
　　面对上述复杂写法，从右向左读更容易理解，首先r是一个引用，它引用的类型是一个int *的类型
　　6. 空指针int *p = nullptr; int *p = 0; int *p = NULL; //以上三种写法都可以用来定义空指针
　　7. void *指针：注意void *指针和空指针是两回事，void *代表可以存放任意对象的地址，实际工程应用中一般仅在形参中用void *传导，到具体函数执行时需要把void *指针强制转换为特定类型
　　8. 两个指针相减类型是ptrdiff_t2.3.3 理解复合类型的声明
　　1. 指向指针的指针int ival = 1024; int *pi = &ival;	 // pi 指向int类型 int **ppi = &pi // ppi 指向一个指向int类型的指针
　　2. 指向指针的引用（References to Pointers）int i = 42; int *p; 					// p 是一个指向int类型的指针 int *&r = p;  // r是一个int型指针的引用2.4 const限定符
　　1. const对象必须初始化，一旦定义就不能再改变值
　　2. 默认情况下，const对象仅在当前文件内有效，类似于C语言用static关键字定义的变量或函数，当多个文件定义了多个同名const变量时，各自在各自文件中有效
　　3. 在多个文件间共享const对象
　　a) 编译期确定的const对象，应该定义在头文件中，其他源文件包含该头文件，不会造成重复定义
　　b) 运行时才能确定的const对象，应该在头文件中声明，源文件中定义，此时const对象的声明和定义前都该加上extern关键字//in file1.cpp extern const int var = func(); //in file1.hpp extern const int var;2.4.1 const引用
　　1. const引用也叫常量引用，是对常量的引用，引用必须初始化，所以const引用也必须初始化
　　2. 笔者觉得有必要强调一下，引用不是对象，因此const引用不是说引用是常量，而是说const引用不能改变其绑定的对象了cont int a = 1； const int &ra = a; ra = 2; 									//编译器会报错，因为ra是对常量的引用 int &rb = a; 					//编译器也会报错
　　3. 笔者在前文已经介绍过引用的类型要和绑定的对象严格匹配，但是在const引用这里有两个例外：
　　a) 初始化常量引用时允许用任意表达式作为初始值，只要该表达式的结果能转换成引用的类型即可int a = 10; const int &r1 = a; 							//ok const int &r2 = 20; 					//ok const int &r3 = r1 * 2; 		//ok int &r4 = r1 * 2; 							//error
　　b) 允许为一个const引用绑定非常量的对象/字面值或一般表达式double var = 1.23； const int &rvar = val; 		//ok
　　4. 可以把非常量对象绑定到常量引用上，但是不能把常量绑定到普通非常量引用上2.4.2 指针和const
　　这里有两个经常容易混淆的概念，即指针常量和常量指针。这里笔者的观点跟<>第五版中相关章节的描述正好相反。
　　1. 常量指针：即指向常量的指针（*放在const右边），它代表指针所指向的对象是个常量，其值不能被改变const int a = 1; int *pa = &a; 						//error const int *q = &a; *q = 2; 										//error int b = 2; q = &b; 										//ok，但这里如果尝试通过q改变b的值是非法的
　　2. 指针常量：又叫常指针（*放在const左边），首先它是个常量，即指针本身是个常量，所以指针本身不能改变指向，但其指向的值却可以改变int b = 0; int *const pb = &b; //pb指向了b的地址，且不能再改变指向
　　3. 指向常量的常指针const double a = 3; const double *const pa = &a;
　　4. 这里综合笔者读书时所学以及网上查到的相关资料总结，可以确认笔者的上述表述是对的，而原书中的表述可能会造成误解，请读者予以重点关注2.4.3 顶层const
　　1. 顶层const表示对象本身是个常量，底层const表示指针或引用所指向的对象是一个常量。
　　2. 注意：顶层const对任何数据类型都通用，但是底层const只用于引用和指针，再进一步，引用只有底层const
　　3. 区分顶层const和底层const：按照表达式的定义从右向左读，顶层const再右边，底层const在左边const int &const ra = a; //error，这里出现了顶层const的引用
　　4. 执行拷贝操作时，顶层const会被忽略，然而底层const却可不可以忽略2.4.4 constexpr和常量表达式
　　1. 常量表达式（constant expressions）指值不会改变并且在编译过程就能得到计算结果的表达式， C++11允许将变量声明为constexpr类型以便由编译器来验证变量的值是否是一个常量表达式
　　2. 指针和引用都能定义成constexpr，但是初始值受到严格限制。constexpr指针的初始值必须是0、nullptr或者是存储在某个固定地址中的对象
　　3. 字面值属于常量表达式，由常量表达式初始化的const对象也是常量表达式
　　4. 注意：如果用constexptr定义指针，则限定符仅对指针有效，与指针所指对象无关，即constexpr定义的对象具有顶层const属性
　　5. const和constexpr异同：
　　a) 二者限定的都是常量
　　b) constexpr对象的值必须在编译期间确定，而const对象的值可以在编译器也可以在运行时确定
　　c) constexpr变量是真正的＂常量＂，而const现在更多表示＂只读＂
　　6. 建议：
　　a) 如果认定一个变量是常量表达式，就把它声明为constexpr类型2.5 处理类型2.5.1 类型别名
　　1. 传统类型别名（尤其在C语言开发中）常用typedef来定义typedef double wages; // wages是double的别名 typedef wages base, *p; // base是double的别名, p是double *的别名
　　2. C++11使用关键字using进行别名声明using wages = double;
　　3. 指针/常量和类型别名typedef char *pstring; const pstring cstr = 0; //注意：此处cstr是一个指向char类型的指针常量（即指针本身是常量，不能改变其指向），不能直接将其按替换的方式理解为const char* cstr = 0（错误）,错误的理解方式cstr就变成了常量指针2.5.2 auto类型说明符（C++11开始）
　　1. auto说明符让编译器自动分析表达式所属的类型，auto定义的变量必须有初始值
　　2. 一条声明语句只能有一个数据类型，所以当一个auto声明多个变量时，多个变量必须是同一个数据类型
　　3. 复合类型，常量和auto：
　　a) 编译器推断的auto类型有时和初始值并不一样，编译器会做调整
　　b) auto根据引用来推断类型时会以引用对象的类型作为auto的类型
　　c) auto一般会忽略顶层const，因此对于非指针类型的常量对象，auto推断的结果不含const；若希望auto推断出是顶层const，需要明确指出
　　d) auto会保留底层const
　　e) 一言以蔽之：auto会忽略引用与顶层constconst int ci = 10， cr = ci； auto b = ci; //b是普通int auto c = cr; //c是普通int const auto d = ci; //d是const int auto &e = ci; //e是常量引用（常量引用是底层const） auto f = &ci; //f是const int *（因为ci只读，指向它的指针是常量指针，具有底层const属性）
　　f) int与int */int &是一个基本数据类型，而const int与int不是一种类型
　　g) 用auto定义引用时，必须要用&明确标识，否则会被忽略2.5.3 decltype类型指示符（C++11新增）
　　1. 从表达式的类型推断出要定义的变量类型，注意此过程编译器不会计算表达式的值
　　2. 与auto不同，如果decltype使用的表达式是一个变量，则它返回该变量的类型（包括顶层const和引用）const int ci = 0, &cj = ci; decltype(ci) x = 0; 			// x 是const int decltype(cj) y = x; 			// y 是const int &类型 decltype(cj) z;						 // error: ，z是const int &类型，但未初始化
　　3. decltype和引用：
　　a) 若decltype使用的表达式不是变量，则返回表达式结果对应的类型，可以用这种方式来确保不获取到引用类型
　　b) 注意，解引用指针的结果是一个引用类型，给变量加括号的结果也是引用类型（因为变量是一种可以作为赋值语句左值的特殊表达式），赋值操作的结果也是引用类型int a = 10, &r=a, *p; decltype(r + 0) b; 						//b类型是int decltype(*p) c = a; 				//c类型是int & decltype((a)) d = a; 				//d类型是int &2.6 自定义数据结构2.6.1 定义sales_data类型
　　1. 格式：struct/class + 类名 + 类实体 + 分号，类实体可以为空
　　2. C++11规定可以为类的数据成员提供一个类内初始值，创建对象时，类内初始值将用于初始化数据成员，没有初始值的成员将被默认初始化
　　a) 类内初始值可以使用花括号或放在等号右边，不能使用圆括号
　　b) 类定义最后要加分号2.6.2 使用sales_data类型2.6.3 编写自己的头文件
　　1. 头文件通常定义只能被定义一次的实体，比如类，const和constexpr对象
　　2. 确保头文件多次包含但不报重复定义的技术叫预处理器
　　3. 头文件保护符（header guard）依赖于预处理变量，预处理变量一般大写， 预处理变量有两种形态：已定义和未定义
　　4. C++包含3个头文件保护符：
　　a) #ifndef，一旦为真，则执行后续操作到#endif为止
　　b) #define，把一个名字设定为预处理变量
　　c) #endif #ifndef __SALES_DATA_H__ #define __SALES_DATA_H__ … … … #endif
　　也可以使用#pragma once来防止头文件重复包含