【C++Primer笔记】第二章变量和基本类型

深碍√TFBOYSˉ_ 2022-10-27 00:27 124阅读 0赞

**从本章节开始进入第一部分：C++基础！**

> 数据类型决定着变量所占内存空间大小、该空间所能存储的值的范围，以及变量能参与的运算。

### 文章目录 ###

*   *  算术类型
     *  定义和声明
     *  引用和指针
     *  Const
     *   *  Constexpr
     *  处理类型
     *   *  typedef
         *  auto
         *  decltype
     *  自定义数据结构
     *  我的问题

## 算术类型 ##

1.  **基本内置类型使用法则**：
    
     *  数值确定不为负，用`unsigned`；
     *  使用`int`进行整数运算。如果大于`int`（216=65536, 28=32768），使用`long long`型（字面值末尾加LL）；
     *  在算术表达式中不要用`char`或`bool`（`char`是否有符号视机器而定，而`bool`无论赋值为多少，转换为整型都是0或1）；
     *  执行浮点数运算用`double`（单精度6位，双精度10位）。
2.  赋给无符号类型一个超出它表示范围的初始值时，结果是初始值模表示数值总数后的值（如`unsigned char`类型的-1相当于模256后的255）.而赋给有符号类型一个超范围的值时，结果是未定义的。一个算术表达式中既有无符号数又有`int`时，后者会自动转换为无符号数。**切勿混用带符号类型和无符号类型！**
3.      20 //20十进制
        024 //20八进制
        0x14 //20十六进制
4.  转义序列：反斜线、问号、双引号、单引号前面都要加\\。
    
    泛化的转义序列：\\x后面跟一个十六进制数字，或者\\后面跟一个不超过三位的八进制数字。

## 定义和声明 ##

1.  使用列表初始化时，如果初始值存在丢失信息的风险，编译器会报错。
    
        double val = 3.141592653;
        int a = {val}; //报错
        int b = val; //不报错
2.  \*\*定义于任何函数体之外的变量被初始化为0（包括`main`函数），而定义在函数体内部的内置类型变量不被初始化。\*\*不被初始化的变量，值是未定义的（`Codeblocks`里是随机数）。**建议初始化每一个内置类型变量。**
3.  如果要在多个文件中使用同一个变量，就必须把声明和定义分离：在一个文件中定义变量（不一定要加`extern`），而在其他文件中对其进行声明。
    
        extern int i; //不能初始化，否则则为定义
4.  \*\*当你第一次使用变量时，再去定义它！\*\*在内层作用域中，可以重新定义外层作用域已有的名字。这样，前者会覆盖后者。再次访问后者需要使用`::`操作符。**如果函数可能用到一个全局变量，则不应再定义一个同名的局部变量。**

## 引用和指针 ##

1.  复合类型：引用和指针。\*\*引用只是为一个已有对象起的别名，本身并不是对象（而指针本身是一个对象）。引用无法解绑，必须初始化（和指针不同）。引用、指针类型必须和对象类型严格匹配。\*\*定义方式如下：
    
        int *p1, p2, &r3;
        //p1是指针，p2是int型对象，p3是引用
2.  只有有效指针才能解引用。`void*`型指针可以存放任意类型对象的地址，但不能解引用，只能用作函数输入输出、和其他指针比较，或者赋值给另一个`void*`指针。
3.  空指针：
    
        int *p1 = nullptr; 
        int *p2 = 0;
4.  **等定义对象后再定义指向它的指针。若实在不知道指针指向何处，就初始化为`nullptr`。**
5.  **赋值改变的是永远是等号左侧的对象！**
6.  不存在指向引用的指针（因为引用不是对象），但是存在对指针的引用：
    
        int val = 32;
        int *p = &val;
        int *&r = p; //r是一个对指针p的引用

## Const ##

1.  凡是定义后不能更改的变量必须初始化。如`const`型变量、引用变量。
2.  `const`对象默认情况下只在文件内有效。如果要多个文件共用，定义和声明时都要加`extern`。
3.  允许一个对`const`的引用（常量引用）绑定非常量对象、字面值、表达式。而普通引用无法绑定到常量对象或常量引用身上。虽然不能修改常量引用的值，但仍能通过其他途径修改被引用的对象。
    
        int i = 42;
        const int &r = i;
        i = 0;
        r = 1; //错误！
4.  指向常量的指针与常量引用类似（底层`const`）：只是不能通过解引用修改指向的对象而已，通过其他途径修改还是可以的。但是这种指针可以不用初始化，也可以改变它的指向。
5.  常量指针本身是一个常量，所以必须初始化，且不能修改其值（地址）。还是可以通过从右往左原则记忆（最右边的代表其属性）。
    
        int i;
        const int *i1; //指向常量的指针
        int *const i2 = &i; //常量指针
6.  对顶层`const`（普通、常量指针）的拷贝没有限制。而对于底层`const`（常量引用和指向常量的指针），只能常量之间拷贝，或者非常量转换为常量。

### Constexpr ###

1.  只有包含`const`修饰符、初始值为字面值类型（或为用常量表达式初始化的`const`对象）的表达式才是**常量表达式**（注：字面值类型包括整型（包括布尔型和字符型）、浮点型、引用和指针）。
    
        const int max = 100; //max是常量表达式
        const int limit = max + 1; //limit是常量表达式
        int is = 27; //is不是常量表达式
        const int s = getSize(); //s不是常量表达式
2.  声明为`constexpr`的变量（顶层`const`）一定是一个常量。如果认定一个变量是常量表达式，就把它声明为`constexpr`。
3.  `constexpr`指针只能初始化为`nullptr`或常量的地址。不过，由于定义于所有函数之外的变量的地址固定不变，它们是可以用来初始化`constexpr`指针的。注意写法：
    
        constexpr int *p = 0; //和指向常量的指针是完全不同的！

## 处理类型 ##

### typedef ###

1.  类型别名的声明方法：
    
        typedef double wages; //传统方法
        typedef wages base, *p; //p是double*类型
        // using wages = double; //C++11的新方法
    
    注意：
    
        typedef char *p;
        const p cspr = 0; //cspr是一个常量指针，而不是指向常量的指针

### auto ###

1.  `auto`类型说明符能让编译器自主判断类型。显然，`auto`定义的变量必须初始化。一条声明语句中所有变量的初始基本数据类型必须相同。
    
        double val1, val2;
        auto val = val1 + val2; //由右侧的表达式推出val是double型
        auto sz = 0, pi = 3.14; //错误！
2.  `auto`默认会忽略掉引用和顶层`const`特性：
    
        int i = 0, &r = i;
        auto a = r; //a是整型变量，而非对整型的引用
        const int ci = i, &cr = ci;
        auto b = ci; //b是整型变量（顶层const）
        auto c = &cr; //c是指向整型常量的指针（底层const）
3.  如果想要推出顶层`const`型，要在`auto`前面加上`const`。
4.  设置一个类型为`auto`的引用时，初始值中的顶层属性仍然保留，且原来的初始化规则仍然适用。
    
        auto &g = ci; //g是一个整型常量引用
        auto &h = 42; //错误！不能为非常量引用绑定字面值
        const auto &j = 42; //正确！

### decltype ###

1.  `decltype()`返回操作数的数据类型（当你想知道这个表达式的数据类型，而又不想用这个表达式的值作为初始值的时候，用`decltype`而不用`auto`）。
2.  `decltype`返回的类型包括引用和顶层`const`在内（引用从来都只作为其引用对象的同义词（代名词）出现，只有在`decltype`是个例外）。
3.  一些使用法则：
    
        int i = 32, *p = &i, &r = i;
        decltype(r+0) b; //正确！使用加法后变为整型，而非整型引用
        decltype(*p) c; //错误！指针解引用后返回引用类型，要初始化
        decltype((i)) d; //错误！两个括号得到引用类型

## 自定义数据结构 ##

1.  建议定义分开写，不要合在一起：
    
        struct Data{...};
        Data d1, d2;
2.  头文件通常包含类、`const`变量、`constexpr`变量等。
3.  头文件保护符：为了防止重复定义某一头文件。
    
        #ifndef SALES_DATA_H //如果还没被定义过
        #define SALES_DATA_H //定义
        #include <string> 
        //string头文件里也写了头文件保护符，就不会被重复定义
        struct SalesData {
        	std::string bookName;
        	double revenue = 0.0;
        };
        #endif

## 我的问题 ##

auto &s1 = "demo";
    auto s2 = "demo";
    for (char s : s1) {...} //可以运行
    for (char s : s2) {...} //不能运行。为什么？