C++ 是一種強類型語言，這意味著每個變量都必須有明確的數據類型，以便編譯器知道如何存儲和操作數據。數據類型決定了變量的內存占用、取值范圍以及可以執行的操作。理解 C++ 的數據類型是編寫高效、安全代碼的基礎。本文將全面介紹 C++ 的數據類型，包括基本數據類型、派生類型、用戶自定義類型，以及 C++11/14/17 引入的新特性，幫助讀者掌握數據類型的核心概念和應用場景。

1. 基本數據類型（Primitive Types）

基本數據類型是 C++ 內置的最基礎的數據類型，包括整型、浮點型、字符型和布爾型。

1.1 整型（Integer Types）

整型用于存儲整數，C++ 提供了不同大小的整型以適應不同的需求：

類型	大小（字節）	取值范圍（32/64 位系統）
short	2	-32,768 到 32,767
int	4	-2,147,483,648 到 2,147,483,647
long	4 或 8	取決于平臺
long long	8	-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807
unsigned?變體	同尺寸	僅非負數（范圍更大）

示例：

short age = 25;          // 短整型
int salary = 50000;      // 標準整型
long population = 8000000000L;  // 長整型
long long bigNum = 9'223'372'036'854'775'807LL;  // 長長整型（C++14 支持數字分隔符）

1.2 浮點型（Floating-Point Types）

浮點型用于存儲小數，C++ 提供三種浮點類型：

類型	大小（字節）	有效數字位數	典型范圍
float	4	6-7	±3.4e-38 到 ±3.4e38
double	8	15-16	±1.7e-308 到 ±1.7e308
long double	16	18-19	更大范圍

示例：

float pi = 3.14159f;     // 單精度浮點（加 'f' 后綴）
double distance = 1.496e11;  // 雙精度浮點（科學計數法）
long double preciseValue = 3.141592653589793238L;  // 擴展精度

1.3 字符型（Character Types）

字符型用于存儲單個字符或 Unicode 字符：

類型	大小（字節）	用途
char	1	ASCII 字符（如?'A'）
wchar_t	2 或 4	寬字符（如 UTF-16）
char16_t	2	UTF-16 編碼（C++11）
char32_t	4	UTF-32 編碼（C++11）

示例：

char letter = 'A';
wchar_t wideChar = L'你';  // 寬字符（L 前綴）
char16_t utf16Char = u'😊'; // UTF-16
char32_t utf32Char = U'🚀'; // UTF-32

1.4 布爾型（Boolean Type）

bool?類型僅有兩個值：true（1）和?false（0），常用于邏輯判斷。

示例：

bool isRaining = true;
bool isSunny = false;
if (isRaining) {cout << "Take an umbrella!" << endl;
}

2. 派生數據類型（Derived Types）

派生數據類型由基本類型組合或擴展而來，包括數組、指針、引用和函數。

2.1 數組（Array）

數組是相同類型元素的集合，大小固定。

示例：

int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5};  // 靜態數組
for (int i = 0; i < 5; i++) {cout << numbers[i] << " ";
}

2.2 指針（Pointer）

指針存儲變量的內存地址，可用于動態內存管理。

示例：

int x = 10;
int* ptr = &x;  // ptr 存儲 x 的地址
cout << *ptr;   // 輸出 10（解引用）

2.3 引用（Reference）

引用是變量的別名，必須在聲明時初始化。

示例：

int y = 20;
int& ref = y;  // ref 是 y 的引用
ref = 30;      // 修改 y 的值
cout << y;     // 輸出 30

2.4 函數（Function）

函數也是一種數據類型，可以定義函數指針或 Lambda 表達式。

示例：

int add(int a, int b) { return a + b; }
int (*funcPtr)(int, int) = add;  // 函數指針
cout << funcPtr(2, 3);  // 輸出 5

3. 用戶自定義類型（User-Defined Types）

C++ 允許用戶定義自己的數據類型，如結構體、類、枚舉和聯合體。

3.1 結構體（struct）

結構體用于組合不同類型的數據。

示例：

struct Person {string name;int age;
};
Person p = {"Alice", 25};
cout << p.name;  // 輸出 "Alice"

3.2 類（class）

類是面向對象編程的核心，支持封裝、繼承和多態。

示例：

class Rectangle {
private:int width, height;
public:Rectangle(int w, int h) : width(w), height(h) {}int area() { return width * height; }
};
Rectangle rect(10, 20);
cout << rect.area();  // 輸出 200

3.3 枚舉（enum）

枚舉用于定義一組命名的常量。

示例：

enum Color { RED, GREEN, BLUE };
Color c = GREEN;
if (c == GREEN) {cout << "Go!" << endl;
}

3.4 聯合體（union）

聯合體允許同一內存存儲不同類型的數據（但只能同時存一個）。

示例：

union Data {int i;float f;
};
Data d;
d.i = 42;  // 此時 d.f 的值未定義

4. C++11/14/17 新增類型

現代 C++ 引入了更強大的類型系統：

4.1?auto?自動類型推導

auto x = 42;      // x 是 int
auto name = "Bob"; // name 是 const char*

4.2?decltype?獲取表達式類型

int a = 10;
decltype(a) b = 20;  // b 的類型與 a 相同（int）

4.3?nullptr（替代?NULL）

std::byte buffer[1024];  // 用于二進制數據處理

4.4?std::byte（C++17）

表示原始字節數據：

std::byte buffer[1024];  // 用于二進制數據處理

5. 其他

5.1 類型別名

別名	描述	示例
typedef	為現有類型定義別名	typedef int MyInt;
using	為現有類型定義別名（C++11 引入）	using MyInt = int;

5.2 標準庫類型

數據類型	描述	示例
std::string	字符串類型	std::string s = "Hello";
std::vector	動態數組	std::vector<int> v = {1, 2, 3};
std::array	固定大小數組（C++11 引入）	std::array<int, 3> a = {1, 2, 3};
std::pair	存儲兩個值的容器	std::pair<int, float> p(1, 2.0);
std::map	鍵值對容器	std::map<int, std::string> m;
std::set	唯一值集合	std::set<int> s = {1, 2, 3};

5.3 typedef 聲明

您可以使用?typedef?為一個已有的類型取一個新的名字。下面是使用 typedef 定義一個新類型的語法：

typedef type newname; 

例如，下面的語句會告訴編譯器，feet 是 int 的另一個名稱：

typedef int feet;

現在，下面的聲明是完全合法的，它創建了一個整型變量 distance：

feet distance;

總結

C++ 提供了豐富的數據類型，從基本類型到高級自定義類型，每種類型都有其適用場景。理解這些類型的特點和用法，有助于編寫高效、可維護的代碼。

類別	關鍵點
基本數據類型	int,?float,?char,?bool
派生數據類型	數組、指針、引用、函數
用戶自定義類型	struct,?class,?enum,?union
現代 C++ 類型	auto,?decltype,?nullptr,?std::byte

掌握這些數據類型后，你可以更靈活地設計程序，并優化內存和性能。希望本文能幫助你深入理解 C++ 的數據類型系統！