C++数据类型

一.数据类型是什么

数据类型是编程语言中最基本、最核心的概念之一。它定义了以下两个关键方面：

1. 数据的含义和解释方式

数据类型告诉编译器如何解释存储在特定内存位置的原始二进制位（0和1）。

例如，同样的二进制序列 01000001：
- 如果类型是 char，它被解释为字符 ‘A’。
- 如果类型是 int，它可能被解释为整数 65。

2. 内存占用和行为

数据类型决定了编译器为存储该类型数据需要分配的内存大小，以及允许对该数据执行的操作（运算）。

例如，int 类型通常占用 4 个字节，并允许执行加、减、乘、除等算术运算。
bool 类型通常只占用 1 个字节（或更少），只允许逻辑运算（AND, OR, NOT）。

二.数据类型分类

1.基础类型

这些是语言本身直接支持的类型，用于存储最基本的数据。

类型分类	关键词	描述	典型内存大小 (字节)
整型	`int`, `short`, `long`, `long long`	存储整数（不带小数部分的数字）。可使用 `signed` 或 `unsigned` 修饰。	2, 4, 8
浮点型	`float`, `double`, `long double`	存储带小数部分的数字（实数），用于科学计算和需要精度的场景。	4, 8, 10/16
字符型	`char`, `wchar_t`	存储单个字符（如字母 ‘A’、数字 ‘5’）。`char` 也可用于存储小范围整数。	1
布尔型	`bool`	存储逻辑值，只有两个状态：`true`（真）或 `false`（假）。	1
空值	`void`	表示“无类型”或“空”，常用于函数没有返回值或通用指针（`void*`）。	-

2.非基本数据类型

数据类型	描述	示例
`数组`	相同类型元素的集合	`int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};`
`指针`	存储变量内存地址的类型	`int* ptr = &x;`
`引用`	变量的别名	`int& ref = x;`
`函数`	函数类型，表示函数的签名	`int func(int a, int b);`
`结构体`	用户定义的数据类型，可以包含多个不同类型的成员	`struct Point { int x; int y; };`
`类`	用户定义的数据类型，支持封装、继承和多态	`class MyClass { ... };`
`联合体`	多个成员共享同一块内存	`union Data { int i; float f; };`
`枚举`	用户定义的整数常量集合	`enum Color { RED, GREEN, BLUE };`

三.类型别名

别名	描述	示例
`typedef`	为现有类型定义别名	`typedef int MyInt;`
`using`	为现有类型定义别名（C++11 引入）	`using MyInt = int;`

typedef 声明
您可以使用 typedef 为一个已有的类型取一个新的名字。下面是使用 typedef 定义一个新类型的语法：

typedef type newname;

例如，下面的语句会告诉编译器，feet 是 int 的另一个名称：

typedef int feet;

现在，下面的声明是完全合法的，它创建了一个整型变量 distance：

feet distance;

四.枚举类型

A. 定义和基本用法

传统枚举通过 enum 关键字定义。

// 定义一个名为 Color 的枚举类型
enum Color {
    RED,    // 默认值 0
    GREEN,  // 默认值 1
    BLUE    // 默认值 2
};

int main() {
    Color my_color = GREEN; // 使用枚举常量赋值
    
    // 比较
    if (my_color == RED) {
        // ...
    }
}

B. 默认值与自定义值

如果没有显式赋值，枚举常量的值从 0 开始，后续常量依次递增 1。
你也可以显式指定值，后续未指定值的常量会从上一个值继续递增。

enum Status {
    START = 1,  // 值为 1
    PAUSE = 5,  // 值为 5
    STOP        // 值为 6 (从 5 递增 1)
};

C. 不限定作用域的问题（缺陷）

传统枚举的主要问题是其不限定作用域：枚举常量名会直接暴露在定义它的作用域中。

命名冲突： 不同的枚举类型中不能使用相同的常量名。

enum Color { RED, GREEN };
// enum TrafficLight { RED, YELLOW }; // 错误！RED 重复定义

隐式转换： 传统枚举类型可以隐式转换为其底层整型（通常是 int）。这会损失类型安全性。

Color c = RED;
int i = c; // 允许，i 的值为 0
// Color c2 = 10; // C++ 不允许将 int 直接赋给 enum 类型，但可以通过强制转换