C++学习之路(三)：变量
前言
变量基本上是所有编程语言的基础，是构建项目的基础。
下面的代码就是声明了一个变量：
int num = 0;
为了便于记忆和理解，将类型和变量名类比一下：
- 可以设想成一个木箱，木箱里面装着物品。木箱就是变量名，而这个物品就是数据。
- 木箱装着什么品种的物品，比如苹果，梨子，香蕉，对应的就是变量的类型，int，short，long类型。
一.变量名
对于C++变量名有以下的命名规则(这里直接搬运C++ Primer Plus 第6版 中文版 3.1.1的内容)
- 在名称中只能使用字母字符，数字，下划线(_)
- 名称中的第一个字符不能是数字
- 区分大写字符和小写字符(例如：int A和int a是两个不同的变量名)
- 不能将C++关键字用作名称
- 以两个下划线或下划线和大写字母打头的名称被保留给实现(编译器及其使用的资源)使用。以一个下划线开头的名称被保留给实现，用作全局标识符。(说人话就是最好不要使用类似于_time_stop，_Donut的组合做为变量名)
- C++对于名称的长度没有限制，名称中所有的字符都有意义。但是有些平台有长度限制
一般的变量名可以写成类似"my_name"或者"myName"这样的，我个人习惯写成myName的形式。
二.变量类型
C++的变量类型有哪些呢？
基本数据类型
int,short,long,long long
float,double,long double
char
bool
还有枚举、指针、数组、引用、类等等类型，这些类型会在后续逐步介绍的。
(1).整型
整型有short，int，long，long long四种类型
#include<iostream>
int main() {
short var_short = 22;
int var_int = 123;
long var_long = 1234l;
long long var_long_long = 12345ll;
return 0;
}
0x00.初始化
#include<iostream>
int main() {
int var;
int var = 22;
return 0;
}
变量声明有两种方式，第一种只声明，不去初始化；第二种声明并且初始化。不要使用第一种方式，因为对于C++而言，如果你不去手动初始化，那么变量的值是一个随机的内存数据，对于Visual Studio会直接报错。
error C4700: 使用了未初始化的局部变量“var”
所以不同于Java的自动初始化，对于C++你申明了一个变量，一定要记得对于变量一定要手动初始化。
0x01.取值范围
对于int，short，long，long long类型在32为操作系统上，最大的值是多少，最小的值是多少呢？它们占用的内存大小是多少呢？
整型占用的大小，参考C++ Primer Plus 第6版 中文版 3.1.3的内容：
- short至少16位
- int至少与short一样长
- long至少32位，且至少与int一样长
- long long至少64位，且至少与long一样长
不同的系统占用的内存大小是不一样的，那么我们该如何得知当前系统类型占用的内存大小呢？可以使用sizeof()来获取占用的内存大小。
#include<iostream>
int main() {
std::cout << sizeof(int) << std::endl;
std::cout << sizeof(short) << std::endl;
std::cout << sizeof(long) << std::endl;
std::cout << sizeof(long long) << std::endl;
return 0;
}
输出结果：
4
2
4
8
那么最大值和最小值该如何确定呢？同样可以使用C++提供的工具climits和cstdint(C++11)里面的宏常量来确定。
参考API地址：C++ 标准库头文件其中的数值极限
#include<iostream>
#include<climits>
int main() {
std::cout << "short最小值: " << SHRT_MIN << std::endl;
std::cout << "short最大值: " << SHRT_MAX << std::endl;
std::cout << "int最小值: " << INT_MIN << std::endl;
std::cout << "int最大值: " << INT_MAX << std::endl;
std::cout << "long最小值: " << LONG_MIN << std::endl;
std::cout << "long最大值: " << LONG_MAX << std::endl;
std::cout << "long long最小值: " << LLONG_MIN << std::endl;
std::cout << "long long最大值: " << LLONG_MAX << std::endl;
return 0;
}
输出结果：
short最小值: -32768
short最大值: 32767
int最小值: -2147483648
int最大值: 2147483647
long最小值: -2147483648
long最大值: 2147483647
long long最小值: -9223372036854775808
long long最大值: 9223372036854775807
0x02.数据类型溢出
当你使用某个类型的数据的时候，已经达到该数据类型最大值或者最小值了，但是你还继续增大或者减小该数据，会导致该数据达到反向的最大值或者最小值。
不废话，直接上代码：
#include<iostream>
#include<climits>
int main() {
int max_var = INT_MAX;
std::cout << "int最大值: " << max_var << std::endl;
max_var = max_var + 1;
std::cout << "int最大值溢出: " << max_var << std::endl;
int min_var = INT_MIN;
std::cout << "int最小值: " << min_var << std::endl;
min_var = min_var - 1;
std::cout << "int最小值溢出: " << min_var << std::endl;
return 0;
}
输出：
int最大值: 2147483647
int最大值溢出: -2147483648
int最小值: -2147483648
int最小值溢出: 2147483647
数据类型溢出的代码，告诫我们在处理基本数据类型的时候要考虑边界问题的判断，防止溢出的情况出现。
0x03.无符号类型
无符号类型就是在int，short，long，long long四种整型都有无符号类型unsigned，例如short类型。
#include<iostream>
#include<climits>
int main() {
unsigned short var = USHRT_MAX;
std::cout << var << std::endl;
var = var + 1;
std::cout << var << std::endl;
return 0;
}
输出：
65535
0
原先的short类型是-32768到+32767，无符号类型short牺牲了负数，只取正数，范围是0~65535，无符号(unsigned)类型只表示正数
(2).浮点型
浮点数类型主要是float，double，long double，它们和整型的区别是带小数点的，代码如下：
#include<iostream>
#include<climits>
int main() {
float var_f = 1.234f;
float var0_f = 3.14e+5;
double var_d = 2.345;
long double var_ld = 2.365234;
std::cout << var0_f << std::endl;
return 0;
}
0x00.取值范围
#include<iostream>
int main() {
std::cout << sizeof(float) << std::endl;
std::cout << sizeof(double) << std::endl;
std::cout << sizeof(long double) << std::endl;
return 0;
}
输出：
4
8
8
0x01.最大值和最小值
float，double，long double的最大值和最小值：
#include<iostream>
#include<cfloat>
int main() {
std::cout << "float最小值: " << FLT_MIN << std::endl;
std::cout << "float最大值: " << FLT_MAX << std::endl;
std::cout << "double最小值: " << DBL_MIN << std::endl;
std::cout << "double最大值: " << DBL_MAX << std::endl;
std::cout << "long double最小值: " << LDBL_MIN << std::endl;
std::cout << "long double最大值: " << LDBL_MAX << std::endl;
return 0;
}
输出：
float最小值: 1.17549e-38
float最大值: 3.40282e+38
double最小值: 2.22507e-308
double最大值: 1.79769e+308
long double最小值: 2.22507e-308
long double最大值: 1.79769e+308
(3).字符型
字符型则是char，代码如下：
#include<iostream>
int main() {
char ch0 = 'a';
char ch1 = 'A';
char ch2 = 97;
char ch3 = 65;
std::cout << ch0 << std::endl;
std::cout << ch1 << std::endl;
std::cout << ch2 << std::endl;
std::cout << ch3 << std::endl;
return 0;
}
输出：
a
A
a
A
重点在于ch2和ch3，char类型的数据可以赋值整数，而97和65在ASCII里面代表的就是a和A。通过char类型的这个特性，对于某些用到char类型的算法题目，可以用整数型配合加减来解决。
#include<iostream>
int main() {
char ch = 97;
for (int i = 0; i <= 25; i++) {
std::cout << ch << std::endl;
ch = ch + 1;
}
return 0;
}
(4).布尔型
布尔类型很简单，就两个值。0和非0，0代表false，非0(一般用1)代表true。
#include<iostream>
int main() {
bool flag0 = true;
std::cout << flag0 << std::endl;
bool flag1 = false;
std::cout << flag1 << std::endl;
return 0;
}
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