C/C++字面量

在C++中,字面量(Literal) 是直接出现在代码中的固定值,用于表示各种数据类型的常量。它们可以是数字、字符、字符串、布尔值或特殊类型的值。

1. 整型字面量(Integer Literals)

用于表示整数,支持多种进制和类型后缀:

进制表示
  • 十进制 :普通数字(无前缀),如 42100
  • 八进制 :以 0 开头,如 012 表示十进制的 10
  • 十六进制 :以 0x0X 开头,如 0xFF 表示十进制的 255
  • 二进制 (C++14+):以 0b0B 开头,如 0b1010 表示十进制的 10
类型后缀
  • uUunsigned 类型,如 42U
  • lLlong 类型,如 100L
  • llLLlong long 类型,如 9999999999LL
  • ulULunsigned long 类型,如 1000000UL

示例

cpp 复制代码
int decimal = 42;       // 十进制
int octal = 012;        // 八进制,等于十进制10
int hex = 0xFF;         // 十六进制,等于十进制255
int binary = 0b1010;    // 二进制,等于十进制10
unsigned long large = 1234567890UL;  // unsigned long类型

2. 浮点型字面量(Floating-Point Literals)

用于表示小数,支持两种表示方式和类型后缀:

表示方式
  • 小数形式 :如 3.140.5.25(等价于 0.25)。
  • 指数形式 :使用 eE 表示科学计数法,如 1.23e5 表示 1.23×10⁵(即 123000)。
类型后缀
  • fFfloat 类型,如 3.14F
  • lLlong double 类型,如 3.14L

示例

cpp 复制代码
double pi = 3.14;       // double类型
float pi_f = 3.14F;     // float类型
long double big = 1.23e100L;  // long double类型

3. 字符字面量(Character Literals)

用于表示单个字符,用单引号 ' 包围:

  • 普通字符 :如 'a''0''$'
  • 转义字符 :以反斜杠 \ 开头,如 '\n'(换行符)、'\t'(制表符)、'\''(单引号)。
  • Unicode字符 (C++11+):
    • u8'x':UTF-8编码,类型为 char
    • u'x':UTF-16编码,类型为 char16_t
    • U'x':UTF-32编码,类型为 char32_t
    • L'x':宽字符,类型为 wchar_t

示例

cpp 复制代码
char c = 'A';           // 普通字符
char newline = '\n';    // 换行符
char16_t euro = u'€';   // UTF-16编码的欧元符号

4. 字符串字面量(String Literals)

用于表示文本,用双引号 " 包围:

  • 普通字符串 :如 "Hello""123"
  • 转义字符 :与字符字面量相同,如 "Hello\nWorld"
  • 原始字符串 (C++11+):用 R"(...)" 表示,无需转义特殊字符,如 R"(C:\path\to\file)"
  • Unicode字符串
    • u8"text":UTF-8编码,类型为 const char*
    • u"text":UTF-16编码,类型为 const char16_t*
    • U"text":UTF-32编码,类型为 const char32_t*
    • L"text":宽字符,类型为 const wchar_t*

示例

cpp 复制代码
const char* str = "Hello";           // 普通字符串
const char* path = R"(C:\Users\Doc)"; // 原始字符串
const char16_t* utf16 = u"你好";      // UTF-16编码的字符串

5. 布尔字面量(Boolean Literals)

表示逻辑值,只有两个:

  • true:真。
  • false:假。

示例

cpp 复制代码
bool isReady = true;
bool isValid = false;

6. 指针字面量(Pointer Literals)

表示空指针:

  • nullptr (C++11+):类型安全的空指针常量,类型为 std::nullptr_t
  • NULL :传统的空指针宏,通常定义为 0(void*)0

示例

cpp 复制代码
int* ptr = nullptr;  // C++11及以后推荐使用nullptr

7. 用户定义字面量(User-Defined Literals, C++11+)

允许自定义字面量的解析方式,通过重载后缀运算符实现。标准库中也有一些预定义的UDL,例如:

  • 时间单位1h(1小时)、30min(30分钟)、45s(45秒)。
  • 字符串转换"hello"s 表示 std::string 类型(需包含 <string>)。

示例

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std::literals;

int main() {
    auto str = "hello"s;  // std::string类型
    auto duration = 2h + 30min;  // std::chrono::duration类型
    std::cout << str.length() << std::endl;
    return 0;
}

8. 字面量的类型推导

编译器会根据字面量的形式和后缀自动推导其类型:

  • 42:默认 int,若超出 int 范围则为 longlong long
  • 3.14:默认 double
  • 'a'char 类型。
  • "hello"const char[6] 类型(包含终止符 '\0')。

总结

字面量是C++中表示常量值的基本方式,不同类型的字面量有不同的语法和用途。理解字面量的类型和后缀有助于避免隐式类型转换和溢出问题,尤其是在处理大数或高精度计算时。用户定义字面量则提供了强大的扩展能力,使代码更具表达力。

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