创客SWITCH

字符型变量（Character Types）

1. char

   • 存储单个字节（通常是8位）的数据，通常用来存储标准的ASCII字符集。
   • 示例：char letter = 'A';

2. wchar_t

   • 宽字符类型，用于存储比标准char更大的字符集，通常是16位或32位，根据平台而异，主要用于支持国际化字符集如Unicode。
   • 示例：wchar_t wletter = L'A';

3. char16_t

   • C++11新增，保证至少16位，专用于存储UTF-16编码的字符。
   • 示例：char16_t char16 = u'A';

4. char32_t

   • C++11新增，保证至少32位，专用于存储UTF-32编码的字符。
   • 示例：char32_t char32 = U'A';

基本数据类型（Fundamental Types）

• 整数类型

  • int, short, long, long long及其unsigned变体，用于存储整数。大小和符号性可能依编译器和平台而异。

• 浮点数类型

  • float, double, long double，用于存储含小数点的数值，精度高于整数类型。

• 布尔类型

  • bool，仅能存储true或false。

• 空类型

  • void，用于指示函数不返回值。

• 空指针类型

  • nullptr，用于表示空指针，主要用在指针类型数据的初始化。

修饰符（Modifiers）

• const

  • 指示变量的值不可修改，用于定义常量。尝试修改const变量的值会导致编译错误。
  • 示例：const int MAX_HEIGHT = 190;

• volatile

  • 告诉编译器该变量的值可能会意外修改，防止编译器对代码做出可能影响该变量使用的优化。
  • 示例：volatile int ioRegister;

• static

  • 限定变量或函数的作用域。对于局部变量，static意味着它们在函数调用间保持值不变。
  • 示例：static int counter = 0;

• extern

  • 用于声明变量或函数在其他文件或编译单元中定义。常用于管理大项目中的全局变量。
  • 示例：extern int globalVar;

• mutable

  • 允许对象的某个特定成员可以被修改，即使在一个const成员函数中。
  • 示例：mutable int cache;

• register

  • 建议编译器尽可能将变量存储在CPU寄存器中以优化访问速度，但现代编译器一般不使用此关键字。
  • 示例：register int fastVar;

• inline

  • 建议编译器尝试将函数体内联展开，以减少函数调用的开销，通常用于小型、频繁调用的函数。
  • 示例：inline int max(int a, int b) { return a > b ? a : b; }

• signed 和 unsigned

  • 明确指定整数类型的符号性。signed可以存储负数，而unsigned只能存储正数或零。
  • 示例：unsigned int uAge; signed char sTemp;

• constexpr

  • 指示值或对象在编译时

完全确定其值，适用于定义编译时计算的常量或函数。

• 示例：constexpr int MAX_USERS = 100;

这些类型和修饰符的合理应用可以帮助程序员编写更安全、更高效的代码，同时也是深入理解C++语言的一个重要部分。下面继续详细解释这些类型和修饰符的特点和应用场景：

更多关于修饰符的解释

1. const

   • 使用const可以防止意外修改，增加代码的安全性。对于指针，可以声明指向常量的指针（const int* ptr），或者指针本身为常量（int* const ptr）。

2. volatile

   • 主要用于嵌入式系统编程，其中硬件寄存器的值可能由外部事件随时改变，使用volatile声明可以确保程序每次都直接从寄存器读取数据，而不使用缓存中的旧值。

3. static

   • 在函数外部使用static声明全局变量时，该变量的作用域被限定在声明它的文件内，这可以防止其他文件通过外部链接访问该变量。
   • 在类中使用static可以声明属于类的共享成员，而不是属于某个具体对象的。

4. extern

   • extern用来在一个文件中声明一个全局变量或函数，而定义在另一个文件中。这是一种连接不同文件中的数据和函数的方法。

5. mutable

   • 即使在一个const对象中，某些成员变量仍然可能需要被修改（例如，缓存数据），mutable修饰符允许这种修改发生。

6. register

   • 这是一种传统的优化技术，虽然在现代编译器优化技术已经非常先进的情况下，使用register的实际效果可能非常有限。

7. inline

   • inline修饰符用于小函数的定义，可以减少函数调用的开销，通过将函数体插入在每个调用点，而非常规的调用跳转。这样做的好处是减少了调用开销，但如果滥用，可能会导致编译后的代码体积显著增大。

8. signed 和 unsigned

   • 这两个修饰符用于明确指定整数类型的符号性。在处理数据时，正确的选择符号类型非常关键，比如在表示年龄或其他必然非负的数量时应使用unsigned。

9. constexpr

   • constexpr指示编译器该变量或函数在编译时就应该被解析和确定，这在需要定义编译时常量或者优化代码（通过在编译时就计算出某些值）时非常有用。

uint32_t详细解释

• 类型：uint32_t 是一个无符号的整数类型，意味着它不支持负数。
• 大小：该类型正好占用 32 位内存空间，相当于 4 字节。
• 数值范围：由于是无符号的，uint32_t 的数值范围是从 0 到 4,294,967,295 (2^32 - 1)。

为什么使用 uint32_t

使用 uint32_t 及其他固定宽度类型的主要原因包括：

1. 确定性：它保证了整数的大小和行为在所有标准遵循的编译器上是相同的，这对于需要精确控制数据表现的应用程序非常重要（如系统编程、网络通信等）。
2. 跨平台兼容性：在编写可在多种处理器架构上运行的代码时，固定宽度整数提供一致的预期行为，简化了处理不同架构可能出现的兼容性问题。
3. 适用性：适用于需要精确控制数据大小的情况，比如在处理二进制数据结构时对齐字段，或是在网络协议中确保整数字段的精确宽度。

使用示例

在C++中使用 uint32_t，首先需要包含 cstdint 头文件：

#include <cstdint>

int main() {
    uint32_t a = 4294967295; // 最大的uint32_t值
    uint32_t b = 0;          // 最小的uint32_t值

    return 0;
}

这段代码演示了如何定义和初始化 uint32_t 类型的变量。它们常常被用在需要保证数值范围和大小精确不变的场景中。

总的来说，uint32_t 和其他固定宽度类型是C++标准库提供的非常有用的工具，它们使得编写在多种硬件上都能稳定运行的程序成为可能，同时也增强了程序的可移植性。