C++ 第一阶段 基本语法 - 第一节：变量与数据类型详解

目录

一、变量与数据类型概述

[1.1 什么是变量？](#1.1 什么是变量？)

[1.2 数据类型分类](#1.2 数据类型分类)

二、基本数据类型详解

[2.1 整型（int, short, long）](#2.1 整型（int, short, long）)

[2.1.1 常见整型类型](#2.1.1 常见整型类型)

[2.1.2 代码示例](#2.1.2 代码示例)

[2.1.3 注意事项](#2.1.3 注意事项)

[2.2 浮点型（float, double）](#2.2 浮点型（float, double）)

[2.2.1 浮点型特点](#2.2.1 浮点型特点)

[2.2.2 代码示例](#2.2.2 代码示例)

[2.2.3 精度问题](#2.2.3 精度问题)

[2.3 字符型（char）](#2.3 字符型（char）)

[2.3.1 字符型特性](#2.3.1 字符型特性)

[2.3.2 代码示例](#2.3.2 代码示例)

[2.3.3 常见转义字符](#2.3.3 常见转义字符)

[2.4 布尔型（bool）](#2.4 布尔型（bool）)

[2.4.1 布尔型特点](#2.4.1 布尔型特点)

[2.4.2 代码示例](#2.4.2 代码示例)

三、枚举类型（enum）

[3.1 基本枚举定义](#3.1 基本枚举定义)

[3.2 C++11 强类型枚举](#3.2 C++11 强类型枚举)

四、变量命名规则与最佳实践

[4.1 命名规则](#4.1 命名规则)

[4.2 命名风格](#4.2 命名风格)

[4.3 初始化建议](#4.3 初始化建议)

五、总结

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一、变量与数据类型概述

1.1 什么是变量？

变量是程序中用于存储数据的容器，每个变量需要指定一个数据类型，以决定：

• 存储空间大小（内存占用）
• 数据的取值范围
• 可执行的操作类型

1.2 数据类型分类

C++ 是静态类型语言，变量类型在声明时确定。基础数据类型包括：

• 整型（int, short, long）
• 浮点型（float, double）
• 字符型（char）
• 布尔型（bool）
• 枚举型（enum）

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二、基本数据类型详解

2.1 整型（int, short, long）

2.1.1 常见整型类型

类型	占用字节	范围（32位系统）
short	2	-32768 ~ 32767
int	4	-2147483648 ~ 2147483647
long	4	同 int
long long	8	±9.2e18

2.1.2 代码示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int age = 25;             // 声明int变量
    short temperature = -5;   // 声明short变量
    long population = 7800000000L; // long变量需加后缀L

    cout << "Age: " << age << endl;
    cout << "Temperature: " << temperature << endl;
    cout << "Population: " << population << endl;

    return 0;
}

输出：

Age: 25
Temperature: -5
Population: 7800000000

2.1.3 注意事项

• 32位系统下 int 通常为 4 字节，64位系统可能不同
• 使用 LLONG_MAX 等常量查看最大值（需包含 <climits> 头文件）

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2.2 浮点型（float, double）

2.2.1 浮点型特点

类型	占用字节	精度	表示范围
float	4	6-7 位有效数字	3.4e-38 ~ 3.4e+38
double	8	15-16 位有效数字	1.7e-308 ~ 1.7e+308

2.2.2 代码示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    float pi = 3.14159f;      // float变量需加后缀f
    double gravity = 9.81;    // double默认类型
    double scientific = 6.022e23; // 科学计数法

    cout << "Pi: " << pi << endl;
    cout << "Gravity: " << gravity << endl;
    cout << "Scientific: " << scientific << endl;

    return 0;
}

输出：

Pi: 3.14159
Gravity: 9.81
Scientific: 6.022e+23

2.2.3 精度问题

float a = 0.1f;
float b = 0.2f;
if (a + b == 0.3f) { // 实际不会成立！
    cout << "Equal";
} else {
    cout << "Not equal"; // 输出此行
}

原因：浮点数在计算机中是以二进制存储的，某些十进制小数无法精确表示。

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2.3 字符型（char）

2.3.1 字符型特性

• 占用 1 字节（8 bit）
• 实际存储的是 ASCII 码值（0~127）
• 可直接操作字符或其对应的整数值

2.3.2 代码示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    char grade = 'A';         // 字符常量
    char newline = '\n';      // 转义字符
    char ascii_value = 65;    // 直接使用ASCII码

    cout << "Grade: " << grade << endl;
    cout << "ASCII 65: " << ascii_value << endl;
    cout << "Newline: " << newline << "END" << endl;

    return 0;
}

输出：

Grade: A
ASCII 65: A
Newline: 
END

2.3.3 常见转义字符

转义字符	含义
\n	换行
\t	制表符
\\	反斜杠
\"	双引号
\'	单引号

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2.4 布尔型（bool）

2.4.1 布尔型特点

• 占用 1 字节
• 取值仅能是 true 或 false
• 在条件判断中自动转换：
  • 非零值 → true
  • 零值 → false

2.4.2 代码示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    bool is_raining = true;
    bool has_error = 0; // 0 → false

    if (is_raining) {
        cout << "Bring an umbrella!" << endl;
    }

    if (!has_error) {
        cout << "No error detected." << endl;
    }

    return 0;
}

输出：

Bring an umbrella!
No error detected.

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三、枚举类型（enum）

3.1 基本枚举定义

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    enum Color { RED, GREEN, BLUE }; // 自动从0开始编号
    Color my_color = GREEN;

    cout << "RED = " << RED << endl;    // 输出 0
    cout << "GREEN = " << GREEN << endl; // 输出 1
    cout << "BLUE = " << BLUE << endl;  // 输出 2

    return 0;
}

3.2 C++11 强类型枚举

enum class Direction { UP, DOWN, LEFT, RIGHT }; // 不会隐式转换为int
Direction dir = Direction::UP;

// 错误：不能直接比较int和Direction
// if (dir == 0) { ... }

// 正确方式：
if (dir == Direction::UP) {
    cout << "Going up!" << endl;
}

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四、变量命名规则与最佳实践

4.1 命名规则

• 只能使用字母、数字和下划线（_）
• 不能以数字开头
• 区分大小写（age ≠ Age）
• 不可使用C++关键字（如 int, class）

4.2 命名风格

风格	示例	适用场景
驼峰命名法	myVariable	变量名
蛇形命名法	my_variable	常量/宏定义
全大写	MAX_VALUE	全局常量

4.3 初始化建议

// 推荐方式（C++11统一初始化）
int x{5};      // 值初始化
int y{};       // 零初始化
int z{10.5};   // 编译错误（防止隐式窄化）

// 不推荐方式
int a = 5;     // C风格初始化
int b = {5};   // C++11列表初始化

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五、总结

数据类型	用途	示例
int	存储整数	int count = 100;
float/double	存储小数	double price = 9.99;
char	存储单个字符	char letter = 'Z';
bool	存储逻辑值	bool flag = true;
enum	定义命名的整数常量集合	enum Status { OK, ERROR };