C++ 数据类型

程序的本质是处理数据。在 C++ 中，每个变量都有特定的数据类型，类型决定了变量能存储什么样的数据、占用多少内存，以及可以进行哪些操作。

为什么需要数据类型

计算机内存中的数据本质上都是 0 和 1。如果没有类型，编译器就不知道这串二进制应该解释成整数、小数还是字符。数据类型让程序能够：

• 正确地存储和读取数据。
• 分配合适大小的内存空间。
• 在编译阶段检查操作是否合法。

基本数据类型

C++ 提供了几种最常用的内置类型：

类型	说明	示例	典型占用空间
int	整数	int a = 10;	4 字节
float	单精度浮点数	float b = 3.14f;	4 字节
double	双精度浮点数	double c = 3.14159;	8 字节
char	单个字符	char d = 'A';	1 字节
bool	布尔值	bool e = true;	1 字节
void	无类型	用于函数不返回值	无

变量声明与初始化

在使用变量之前，必须先声明它的类型和名字。声明时可以直接赋初值，这称为初始化。

int age;           // 声明一个整数变量，未初始化
age = 18;          // 赋值

int score = 95;    // 声明并初始化

未初始化的变量值是不确定的，直接使用可能导致不可预期的结果。好的习惯是声明时立即初始化：

int count = 0;
float pi = 3.14f;
char grade = 'A';
bool isReady = false;

也可以同时声明多个同类型变量：

int a = 1, b = 2, c = 3;

整型 int

int 用于存储整数，例如年龄、数量、编号等。

int studentCount = 50;
int year = 2026;
int temperature = -5;

整数可以进行加、减、乘、除、取模等运算：

int a = 17;
int b = 5;
int sum = a + b;        // 22
int diff = a - b;       // 12
int product = a * b;    // 85
int quotient = a / b;   // 3，整数除法会舍去小数部分
int remainder = a % b;  // 2，取模运算得到余数

浮点型 float 与 double

float 和 double 用于存储小数。double 的精度更高，能表示更多有效数字。

float price = 19.99f;       // 注意 float 字面量通常加 f 后缀
double pi = 3.1415926535;

如果需要一个精度较高的浮点数，优先使用 double。只有在内存特别敏感的场景，例如嵌入式开发或大规模数组，才考虑使用 float。

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    float f = 1.0f / 3.0f;
    double d = 1.0 / 3.0;

    cout << "float:  " << f << endl;
    cout << "double: " << d << endl;

    return 0;
}

字符型 char

char 用来存储单个字符，用单引号包围。

char grade = 'A';
char symbol = '@';
char digit = '7';  // 注意这是字符 '7'，不是整数 7

字符在内存中实际上是以 ASCII 码的形式存储的。例如 'A' 对应的 ASCII 值是 65。可以通过类型转换查看：

char letter = 'A';
cout << "字符：" << letter << endl;
cout << "ASCII 值：" << (int)letter << endl;

布尔型 bool

bool 只有两个取值：true 或 false，常用于条件判断。

bool isPassed = true;
bool hasError = false;

布尔值在参与整数运算时，true 会被当作 1，false 会被当作 0。

bool flag = true;
cout << flag + 1 << endl;  // 输出 2

字符串 string

虽然 string 不是 C++ 的内置基本类型，但它是标准库提供的常用类型，用来表示一串字符。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
    string name = "Koyuki";
    cout << "你好，" << name << endl;
    return 0;
}

使用 string 时需要包含头文件 <string>。

类型修饰符

可以在基本类型前加上修饰符，改变类型的取值范围或符号属性：

修饰符	作用
short	短整型，占用空间更小
long	长整型，占用空间更大
long long	更长的整型
signed	有符号，可表示正负，默认即如此
unsigned	无符号，只能表示非负数

例如：

short smallNumber = 100;
long bigNumber = 1000000L;
long long veryBigNumber = 9000000000000LL;
unsigned int positive = 42;  // 只能存 0 和正数

unsigned 类型把原来表示负数的部分用来表示更大的正数，因此范围会翻倍，但不能表示负数。

常量

常量是值在程序运行期间不能改变的量。用 const 关键字修饰：

const int MAX_SIZE = 100;
const double PI = 3.14159;

尝试修改常量会编译报错：

MAX_SIZE = 200;  // 错误

常量名通常全部大写，多个单词用下划线连接：

const int MAX_STUDENT_COUNT = 50;
const float GRAVITY = 9.8f;

类型转换

有时候需要把一种类型转换成另一种类型。C++ 支持多种转换方式，最常见的是显式转换：

int a = 10;
double b = (double)a / 3;  // 把 a 转换成 double，结果才能保留小数

C++ 风格更推荐用 static_cast：

int a = 10;
double b = static_cast<double>(a) / 3;

不过在学习初期，用 C 风格的 (类型) 转换也是完全可以接受的。

自动推导类型 auto

C++11 引入了 auto 关键字，可以让编译器根据右侧的值自动推断变量类型：

auto age = 18;          // 推断为 int
auto price = 19.99;     // 推断为 double
auto name = "Koyuki";   // 推断为 const char*

auto 能减少代码冗余，但初学时建议先显式写出类型，熟悉后再使用 auto。

sizeof 运算符

sizeof 用来查看类型或变量占用的字节数，不同平台和编译器可能略有差异：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    cout << "char 大小：" << sizeof(char) << " 字节" << endl;
    cout << "int 大小：" << sizeof(int) << " 字节" << endl;
    cout << "float 大小：" << sizeof(float) << " 字节" << endl;
    cout << "double 大小：" << sizeof(double) << " 字节" << endl;

    return 0;
}

完整示例

下面是一个综合运用数据类型的小程序：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
    string name = "Koyuki";
    int age = 18;
    float height = 1.65f;
    bool isStudent = true;
    char grade = 'A';

    cout << "姓名：" << name << endl;
    cout << "年龄：" << age << endl;
    cout << "身高：" << height << " 米" << endl;
    cout << "是否学生：" << (isStudent ? "是" : "否") << endl;
    cout << "成绩等级：" << grade << endl;

    return 0;
}

运行结果：

姓名：Koyuki
年龄：18
身高：1.65 米
是否学生：是
成绩等级：A