4.1 — 基本数据类型介绍

位、字节和内存寻址

在第 1.3 课——对象和变量介绍中，我们讨论了变量是内存中一块用于存储信息的区域的名称。简单回顾一下，计算机拥有可供程序使用的随机存取存储器 (RAM)。当定义一个变量时，一部分内存就会为该变量预留出来。

最小的内存单位是二进制数字（也称为位），它可以保存 0 或 1 的值。你可以把位想象成一个传统的电灯开关——要么灯灭（0），要么灯亮（1）。没有中间状态。如果你查看内存的随机段，你只会看到……011010100101010……或其某种组合。

内存被组织成称为内存地址（或简称地址）的连续单元。类似于街道地址可以用来找到街道上的特定房屋，内存地址允许我们找到并访问特定位置的内存内容。

也许令人惊讶的是，在现代计算机架构中，每个位并没有自己的唯一内存地址。这是因为内存地址的数量是有限的，并且逐位访问数据的需求很少见。相反，每个内存地址存储 1 字节的数据。字节是作为一个单元进行操作的一组位。现代标准是，一个字节由 8 个连续位组成。

下图显示了一些连续的内存地址及其对应的字节数据

数据类型

因为计算机上的所有数据都只是一串位，所以我们使用数据类型（通常简称为类型）来告诉编译器如何以某种有意义的方式解释内存内容。你已经见过一个数据类型的例子：整数。当我们声明一个变量为整数时，我们是在告诉编译器“这个变量使用的那块内存将被解释为一个整数值”。

当你给一个对象赋值时，编译器和 CPU 会负责将你的值编码成该数据类型相应的位序列，然后将其存储在内存中（记住：内存只能存储位）。例如，如果你给一个整数对象赋值 `65`，该值将被转换为位序列 `0100 0001` 并存储在分配给该对象的内存中。

反之，当对象被求值以产生值时，该位序列会被还原回原始值。这意味着 `0100 0001` 被转换回值 `65`。

幸运的是，编译器和 CPU 在这里完成了所有繁重的工作，因此您通常不必担心值如何转换为位序列并返回。

你只需要为你的对象选择一个最符合你预期用途的数据类型。

基本数据类型

C++ 语言提供了许多预定义的数据类型供您使用。这些类型中最基本的是基本数据类型（非正式地有时称为基本类型或原始类型）。

以下是基本数据类型的列表，其中一些您已经见过

本章致力于详细探讨这些基本数据类型（除了 `std::nullptr_t`，我们将在讨论指针时讨论它）。

整数类型与整型

在数学中，“整数”是没有小数或分数部分的数字，包括负数、正数和零。“整型”一词有几个不同的含义，但在 C++ 的上下文中，它表示“类似整数的”。

C++ 标准定义了以下术语

• 标准整数类型是 `short`、`int`、`long`、`long long`（包括它们的有符号和无符号变体）。
• 整型是 `bool`、各种 `char` 类型和标准整数类型。

所有整型都以整数值存储在内存中，但只有标准整数类型在输出时会显示为整数值。我们将在各自的课程中讨论 `bool` 和 `char` 类型在输出时的表现。

C++ 标准还明确指出“整数类型”是“整型”的同义词。然而，习惯上，“整数类型”更多地用作“标准整数类型”的简称。

另请注意，“整型”一词仅包含基本类型。这意味着非基本类型（例如 `enum` 和 `enum class`）不是整型，即使它们存储为整数（并且在 `enum` 的情况下，也显示为整数）。

其他类型集

C++ 包含三组类型。

前两个是语言本身内置的（不需要包含头文件即可使用）

• “基本数据类型”提供了最基本和必不可少的数据类型。
• “复合数据类型”提供了更复杂的数据类型，并允许创建自定义（用户定义）类型。我们在第 12.1 课——复合数据类型介绍中介绍这些。

基本类型和复合类型之间的区别并不是那么有趣或相关，所以通常可以认为它们是单一的类型集。

第三组（也是最大的一组）类型由 C++ 标准库提供。由于标准库包含在所有 C++ 发行版中，因此这些类型广泛可用并已标准化以确保兼容性。使用标准库中的类型需要包含相应的头文件并链接标准库。

上表中基本类型的一个显著遗漏是用于处理字符串（通常用于表示文本的字符序列）的数据类型。这是因为在现代 C++ 中，字符串是标准库的一部分。尽管本章我们将重点关注基本类型，但由于基本字符串用法简单实用，我们将在下一章（在第 5.7 课——std::string 介绍中）介绍字符串。

_t 后缀

C++ 新版本中定义的许多类型（例如 `std::nullptr_t`）都使用 _t 后缀。这个后缀的意思是“type”（类型），这是现代类型中常见的命名约定。

如果你看到带有 _t 后缀的东西，它很可能是一个类型。但是很多类型没有 _t 后缀，所以这并没有被一致地应用。