C++ 的基本内置类型（十二）
C++ 作为一门强大的编程语言，其内置类型是开发者必须掌握的基础。本文将详细介绍 C++ 的基本内置类型，包括算术类型和空类型，探讨它们的特性、尺寸以及在机器上的实现方式。
一、 基本内置类型概述
C++ 定义了一套基本数据类型，主要包括：
- 算术类型 (Arithmetic Types)：涵盖字符、整型、布尔值和浮点数。
- 空类型 (void)：不对应具体值，常用于函数无返回值的情况，例如
void func();。
算术类型又分为两大类：整型 (Integral Types，包括字符和布尔类型) 和浮点型 (Floating-Point Types)。这些类型的尺寸因机器而异，但 C++ 标准规定了最小尺寸，编译器可以选择更大的实现。
以下是 C++ 算术类型及其最小尺寸的概览：
| 类型 | 含义 | 最小尺寸 |
|---|---|---|
bool | 布尔类型 | 未定义 |
char | 字符 | 8 位 |
wchar_t | 宽字符 | 16 位 |
char16_t | Unicode 字符 | 16 位 |
char32_t | Unicode 字符 | 32 位 |
short | 短整型 | 16 位 |
int | 整型 | 16 位 |
long | 长整型 | 32 位 |
long long | 长整型 | 64 位 |
float | 单精度浮点数 | 6 位有效数字 |
double | 双精度浮点数 | 10 位有效数字 |
long double | 扩展精度浮点数 | 10 位有效数字 |
二、算术类型的细节
2.1. 布尔类型
bool 类型只有两个值：true 和 false，用于逻辑判断。虽然标准未定义其具体尺寸，但通常占用 1 个字节 (8 位)。
2.2. 字符类型
C++ 提供多种字符类型以支持国际化：
char：基本字符类型，大小与机器字节相同 (通常 8 位)，足以存储基本字符集中的任意字符。wchar_t：宽字符类型，用于扩展字符集，常见于多语言支持。char16_t和char32_t：为 Unicode 字符设计，分别占用 16 位和 32 位。
2.3. 整型
除字符和布尔类型外，整型包括：
short：至少 16 位。int：至少与short一样大。long：至少与int一样大。long long：C++11 新增，至少与long一样大。
这些类型的大小关系为：short ≤ int ≤ long ≤ long long。
2.4. 浮点型
浮点型用于表示小数：
float：单精度，通常 32 位，有效数字约 7 位。double：双精度，通常 64 位，有效数字约 16 位。long double：扩展精度，尺寸因实现而异 (96 或 128 位)，适用于高精度需求。
三、带符号与无符号类型
除布尔型和扩展字符型外，整型分为：
- 带符号 (Signed)：可表示正数、负数和 0，例如
int、short。 - 无符号 (Unsigned)：仅表示非负数，通过在类型前加
unsigned定义，例如unsigned int(可简写为unsigned)。
字符类型例外，分为三种：
char：可能是带符号或无符号，由编译器决定。signed char：明确带符号。unsigned char：明确无符号。
例如：
- 8 位
unsigned char表示范围为 0 到 255。 - 8 位
signed char通常表示 -128 到 127。
四、机器实现：从比特到内存
计算机以比特序列存储数据，例如 00011011。内存以字节 (Byte，通常 8 位) 为最小寻址单位，多个字节组成字 (Word，通常 32 或 64 位)。每个字节关联一个地址，例如：
地址 数据
736424 00111100
736425 11001010
数据类型的含义依赖于解释方式：
- 若地址 736424 处是
float(32 位)，则占用整个字，值由浮点表示法决定。 - 若为
unsigned char(8 位)，则只占用 736424 的字节，可能表示分号 (;).
五、总结
C++ 的内置类型为开发者提供了灵活性与控制力。理解它们的尺寸、范围及机器实现，有助于编写高效、跨平台的代码。无论是处理字符国际化，还是选择合适的浮点精度，掌握这些基础知识都是迈向 C++ 进阶开发的关键一步。
希望这篇文章能帮助你更深入地理解 C++ 的基本类型！如果有任何疑问，欢迎留言讨论。