《C++ Primer 第五版》第二章(1-4小節)------基本內置類型，初始化和賦值及聲明和定義，指針和引用，const和constexpr

? ? ? ? C++ Primer第二章的內容主要介紹了變量和基礎類型，包括C++語言定義的基礎內置類型、變量的定義及聲明、符合類型如指針及引用的介紹和const及常量表達式constexpr的介紹，本次博客也從這四個方面進行系統的介紹，如果有不足之處，還望其他博主留言指正；如果博客對你有一定的幫助，還請點個贊支持一下。

1）基本內置類型

? ? ? ? ? C++語言具有廣泛的數據類型，除了基本內置類型之外，還定義了一些復雜的數據類型，比如可變長字符串string和向量vector等，另外也為碼農提供了自定義數據類型的機制，比如類和結構體等，本次博客主要是介紹C++語言中的基本內置類型。

? ? ? ? ? C++將基本內置類型分為算術類型和空類型(void)，算術類型又分為整數類型和浮點數類型，其中整數類型又分為布爾類型(bool 未定義最小尺寸大小,值為true或false),字符類型(char，最小尺寸為8位)，short類型(最小尺寸為16位)，int類型(最小尺寸為16位)，long類型(最小尺寸為32位)，long long類型(C++11中新定義的，最小尺寸為64位)；另外浮點型包括單精度浮點型(32位，有效位數為5位)和雙精度浮點型(64位，有效位數為7位)，且浮點數在計算機中的儲存結構如下圖所示：

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? ? ? C++中定義一個char類型的大小和一個機器字節一樣長，同時定義byte(long long)>=byte(long)>=byte(int)>=byte(short)。

? ? ? 在選擇數據類型的時候有以下四條建議：1）合理使用無符號類型，避免無符合和有符號數混合運算；2)整型定義盡量使用int,如果數據較大則使用long long；3）算術表達式盡量不要出現bool和char類型；4）浮點運算選用double類型。

2）初始化及賦值和聲明及定義

? ? ? 初始化和賦值時兩個完全不同的概念，初始化的含義是創建變量時并對變量賦予一個初始值，其調用的是定義好或默認的構造函數，而賦值的含義是將對象當前的值擦除，并用一個新值來替代，調用的是拷貝構造函數或=重載操作符函數。

? ? ? 如果變量只是定義但沒有指定初值，系統會對變量進行默認初始化。對于內置類型變量的默認初始化值，和其位置有關。如果內置類型變量定義在任何函數之外，則默認初始化為0；如果定義在函數內部，則不會被初始化，此時的值未定義，拷貝和訪問沒有定義的值會發生錯誤。絕大多數類都支持默認初始化，這和類中是否有默認構造函數有關，有一些其他的類則需要顯示進行初始化。

? ?? C++規定，可以采用初始化列表的形式來初始化變量，即采用一組由花括號括起來的值來初始化變量，但是需要注意的是使用初始化列表的形式初始化內置類型變量時，如果初始化過程中存在數據截斷的情況,如把一個浮點數賦值給整數，編譯器會報錯。

? ? ?C++為了方便程序實現分離式編譯(可以理解成.C和.h文件的獨立)，將聲明和定義區分開。聲明的目的是為了讓變量的名字為程序所知，聲明中只規定變量的類型和名字，并在前面加上extern關鍵字(但不能對加了extern關鍵字的變量進行初始化，否則extern關鍵字失效)；定義的目的則是為了創建和名字有關的實體，為變量申請內存空間，還可能初始化變量。

? ? ?建議：不管是在函數內還是函數外，使用內置類型都要初始化。在函數體內部初始化一個由extern關鍵字標記的變量，會發生錯誤，因為變量只能定義一次，但可以多次聲明。

3）指針及引用

? ? ? 指針是一種指向其他類型對象的復合類型(基本數據類型+一組聲明符)，大多數情況下需要滿足定義的指針類型和指針指向對象的類型匹配(兩種特殊情況：1）常量指針指向非常量對象。2）virtual類的動態編譯)。指針是一個對象，可以進行賦值和拷貝，也可以指向不同的對象，同時不需要在定義的時候進行賦值(和引用的區別)。使用指針時，如果需要分析程序執行的每個時間段指針的指向，可以采用內存四區模型和一個建議(指針指向誰，就把誰的地址賦給指針)來進行分析。

? ? 對于指針而言，指針的值存在四種狀態：1）指向一個對象(一般情況)；2）指向緊鄰對象的一個空間(尾后迭代器）；3）空指針，沒有指向任何對象；4）無效指針，除1）2）3）情況之外。

? ? 建議：對于使用了指針的情況下，要判斷所得到的指針是否有效，訪問和拷貝無效指針的值會使程序崩潰。

? ? 引用是指對象的別名，一般情況下的引用都指的是左值引用。引用定義的機制是將引用和變量對象綁定起來，使得引用稱為變量的另外一個名字，但是此時的變量對象可以不初始化。由于定義引用需要將引用和變量對象進行綁定，因此引用必須初始化，且一旦綁定了一個對象，引用就不能再綁定另外一個對象了。引用不是對象，它只是變量對象的一個別名，因此不能定義引用的引用或指向引用的指針。由于引用是和變量對象是綁定起來的，因此通常情況下引用的類型和綁定對象的類型要一致(除了兩種情況：1）初始化常量引用，可以采用任意表達式作為初始值，只要能夠轉換成引用類型；2）virtual類的動態編譯)。

4）const和常量表達式constexpr

? ? ? const限定符的作用是用于限制變量的類型。一般情況下有兩種情況：1）默認情況下，const對象只能在文件內有效。多個文件出現相同的const變量時,等同于不同文件中獨立定義的const變量。2）當const變量初始值不是一個常量表達式且需要實現多個文件共享變量，需要在一個文件中定義const變量，其他文件中聲明并使用它(聲明和定義變量時都需要加上extern const標識符）。

? ? ? 常量引用：也稱為對const的引用，是將引用綁定到const對象上。C++規定允許將非常量的對象，字面量和一般表達式綁定給一個常量引用，只要右端的值能夠轉化為引用的類型即可。但是，在不同類型轉換的過程中，其實引用綁定的是一個臨時量，而非我們希望綁定的那個數據，具體例子如下所示：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?double var=3.14;? ? ? ------------>? ? ? ? ?const int temp=var;

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?const int &p=var;? ? ? _______>? ? ? ? ? const int &p=temp;

? ? ?建議：使用引用綁定對象時，養成引用和綁定對象類型一致的習慣。

? ? ?常量表達式(constexpr)指的是值不會改變且在編譯過程中能夠得到計算結果的表達式。一般來說，可以使用算術類型，引用和指針等字面值類型的變量來初始化常量表達式。除此之外，可以地址固定不變的對象來初始化常量表達式。對于constexpr類型的指針初始值必須為nullptr(0)、存儲于某個固定地址的對象或超出函數范圍之外的變量(如static和global變量)。

? ? C++11規定可以采用constex來驗證變量的值是否為常量表達式，初始化常量表達式的值必須為常量或constexpr函數。

***知識點補充1：字，字節和位的區別？

? ? ?位:即bit,是計算機用來存儲數據的最小單元，取值為0或1；

? ? ?字節：即byte,是計算機可尋址的最小內存塊，一個字節等于8bit;（牽涉到的知識點:定義數據的大小）

? ? ?字：即word,是計算機存儲的基本單元，通常由幾個字節組成；(牽涉到的知識點：數據對齊方式和計算機的位數）

***知識點補充2：變量，對象和值之間的關系？

? ? 變量：提供一個具體名字的，可供程序操作的存儲空間。

? ? 對象：具有某種類型的內存空間(數據類型+內存空間）。

? ? 值：只讀的數據。

? ? 已命名的對象才稱為變量。

***知識點補充3：變量的命名規則？

? ? 變量的命名規則有以下四個建議：1）變量名體現實際含義；2）變量名一般使用小寫；3）自定義的類名以大寫字母開頭；4）如果出現多個單詞，單詞之間采用下劃線連接。