C++知识点总结全系列 (01)：数据类型、数据类型转换和变量

1、基本内置类型

(1)算术类型

bool，char(1Byte)，wchar_t(2Byte)，char16_t(2Byte)，char32_t(8Byte)

short(2Byte)，int(2Byte | 4Byte)，long(4Byte)，long long(8Byte)

float(4Byte，6位有效数字)，double(8Byte，10位有效数字)

A.整型

bool、char、short、int、long、long long、unsigned *

B.浮点型

float、double、unsigned *

(2)字面值常量

A.整型字面值

八进制：024； 十进制：20； 十六进制：0x14

B.字符字面值

• 单字符字面值：

‘a’、’A’、’0‘

• 转义字符字面值：

\n、\t\v(制表符)、\'(单引号)、\"(双引号)、\a(响铃)、\b(退格符)、\?(问号)、\r(回车符)

• 布尔字面值：

false、true

• 指针字面值：

nullptr

C.指定字面值类型

前缀指定：

u’w’--------------------------char16_t
U’w’-------------------------char32_t
L‘w’--------------------------wchar_t
u8‘w’------------------------char

后缀指定：

120u or 120U-------------usigned
1978l or 1978L-----------long
128100000000-----------long long

128.1f----------------------float
128.1F---------------------float
1998.12L------------------long double
1998.12l------------------long double

(3)常量

A.What（什么是常量）

被const修饰关键字修饰的变量。既然是常量，那么在创建的时候就必须被初始化。
涉及到指针常量时，需区分顶层指针和底层指针
**顶层指针：**指针本身就是一个常量

int a=10;
int const *ptr = &a;

**底层指针：**指针所指向的是一个常量

const a = 10;
const int *ptr = &a;

B.Why（常量有什么用）

安全性：保护特定数据不被修改
可读性：提高代码的可读性
可维护性：便于修改字面常量的值

C.常量表达式和constexpr

What（常量表达式）

在编译过程中就得到了计算结果的表达式，且其值不会改变

如：

const int maxValue = 300; //maxValue是常量表达式
const int limit = maxValue + 20; //limit也是一个常量表达式

constexpr关键字

用constexpr关键字声明的变量，一定是一个常量

const int *p = nullptr; //p是一个指向整型常量的指针（指针本身不是常量）
consntexpr int *q = nullptr; //q本身是一个常量

2、复合数据类型

(1)指针

A.What（什么是指针）

用于存放对象地址的复合数据类型

B.Which（有哪些指针）

空指针：

 int *p = nullptr;  int *p = 0;（不指向任何对象）

void *：

void *：double dAngle = -180.0;  void * p = &dAngle;（万能指针，可指向任意类型的指针）

底层指针：

const int a=10;
const int *p = &a; //指针指向的是一个常量

顶层指针：

int a = 10;
int const *p=&a; //指针本身就是一个常量类型的指针，不能被重新赋地址

(2)引用

A.What（什么是引用）

引用是变量的别名，在定义的时候就一定要被初始化。

B.How（如何使用）

int a = 10;
int &ra = a;

(3)指针和引用的关系

核心思想：指针是一个对象，而引用不是对象

A.对立性

初始化：指针可以不进行初始化；引用一定要进行初始化
重新赋值：指针可以被重新赋值；引用被初始化后不允许被重新赋值

B.统一性

两者都是对其它对象的间接访问

3、枚举类型

(1)What（什么是枚举）

本质：一组整型字面值常量

(2)Which & How（枚举种类和使用）

A.限定性枚举类型

What：

必须显式地使用作用域解析符（::）访问枚举值

How：

enum class EnumName{enum01,enum02,...}; //默认值从0开始递增

注意：限定性枚举类型禁止隐式转换，只能显式强制转换

EnumName eName = EnumName::enum01;
int iName = (int)eName;

B.非限定性枚举类型

What：

非限定性枚举值在相同作用域共享命名空间，无需作用域解析符就能访问

How：

enum WeekDay = {Monday = 1, TuesDay = 3, Wednesday, Thursday, Friday};
WeekDay wDay = Monday; //可直接访问枚举值
std::cout<<wDay<<std::endl; //打印：1
wDay = Friday;
std::cout<<wDay<<std::endl; //打印：6

(3)Why（枚举类型的作用）

用于限定可取值的范围，增加代码的可读性和可维护性

4、自定义数据类型

(1)类

A.面向对象的四大特征

谈到类，就必须讲一下面向对象，而面向对象的四大特征我们必须掌握

抽象：将现实世界中复杂的问题简化为可管理的模块或类
封装：保护对象状态不被外部直接修改，提高程序的安全性和鲁棒性
继承：提高代码的可重用性，有利于程序的维护
多态：同一方法或操作符在不同对象执行时可产生不同的行为，多态是设计模式的基础

B.What（什么是类）

一种封装了数据变量和函数的自定义数据结构

C.Why（类的作用）

• 鲁棒性和安全性：封装数据和方法，隐藏内部实现细节，暴露必要的接口给外部
• 抽象和建模：用于解决现实世界中的问题
• 重用性：继承允许代码重用

(2)结构体

结构体struct和类的唯一区别：成员默认的访问权限不同，类的默认权限是private，而struct的默认权限是public

5、处理类型

(1)类型别名

typedef：

typedef unsigned Year;
Year yearNow = 2024; //Year就是double的别名

using：

using Year = int;
Year yearNow = 2024;

(2)auto

让编译器替我们分析表达式的数据类型

std::vector<int> vYear{1949, 1976, 1978, 1998, 2001, 2008, 2015, 2020, 2024, 2026};
for(auto &year: vYear)
{std::cout<<year<<std::endl;
}

(3)decltype

根据已知的变量推断类型

const int year = 1978;
decltype(year) yNow = 2024;

6、数据类型转换

(1)显式转换

A.一般形式的显式转换：

int(dDeficit) 或者 (int)dDeficit;

double dDeficit = 128.1;
int iDeficit = (int)dDeficit; //或者 int iDeficit = int(dDeficit);

B.static_cast:

static_cast只要不包含底层的const，都可以使用，即不能去掉底层const的常量属性，也不能将常规指针转换为底层指针（const double *pd)

double dDeficit = 128.1;
void *p = &dDeficit;
double *pd = static_cast<double*>(p);

C.dynamic_cast:

当进行向下转型（父类对象转为子类对象）时，如果基类指针或引用指向派生类对象，则转换成功。否则转换失败，返回的是空指针。

Base *basePtr = new Derived();
Derived *derivePtr = dynamic_cast<Derived*>(basePtr);
if(derivePtr==nullptr) std::cerr<<"转换失败"<<std::endl;
else std::cout<<"转换成功"<<std::endl;

D.const_cast:

改变底层const，将常量对象转换为非常量对象，static_cast无法实现const_cast的功能

• 去掉底层const的const：

const char * pc;
char *p = const_cast<char*>(pc);

• 为常规指针添加const属性：

char *p;
const *pc = const_cast<const char*>(p);

E.reinterpret_cast:

可以在任意指针类型或引用类型之间进行转换，但不具有可移植性（不同平台可能不通用），并且不安全

double* pd = &dDeficit;
int *pi = reinterpret_cast<int*>(pd);

注意：仅适用于指针类型和引用类型

(2)隐式转换

A.一般隐式转换：

double dDeficit = 128.1;
int iDeficit = dDeficit;

B.数组转指针：

int a[10] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
int *pa = a; //指向数组的首元素

(3)算术转换

A.What（什么是算术转换）

一种算术类型转换成另一种算术类型，都将转换成最宽的类型进行运算

B.整型提升

把小整型提升为较大的整型:
char、signedchar、usignedchar、short、unsignedshort 等会自动提升为 int/unsignedint

char a = 10;
int iYear = 1966;
int iSunLv = a + iYear; //1976

7、变量

(1)变量的声明

extern int i; //声明变量i，而非定义

(2)变量的定义

int i; //变量的定义

(3)变量的类型

A.全局变量

在整个程序中起作用，即作用域的是全局的（全局都可以访问全局变量）

B.局部变量

只在代码块中起作用，在代码块中访问全局变量（只有代码块中才能访问局部变量）