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0.浮点数

浮点数包括 float，和 double，还有 long double，这些书上面都有解释，我们不再赘述，只挑重点讲一讲：

单精度 float 和双精度 double 浮点数，那么单精度和双精度有什么区别？

就是前者占 4 字节，后者占 8 字节，前者有效数字位数位 8 位，后者为 16 位，还有就是取值范围不同。

等等，这显然不是我们想要的答案，比如说我给你举个例子：

 float number_1 = 123456789.123456789; float number_2 = 123456789.123456789f; double number_3 = 123456789.123456789;

运行结果：

通过这个你能告诉我你就理解单精度和双精度了吗？我相信很多人还是只知道有单精度和双精度这个叫法，却不知道具体意义。

想要知道具体，我们需要查阅 IEEE754 标准，该标准定义了 float 和 double，float 有 32 位，double 有 64 位，不管是 32 位还是 64 位，它们都由符号位，指数位，和尾数位构成：

| 种类 |符号位 | 指数位 |尾数位 |

|--|--|--|--|

| float | 第 31 位（占 1bit） | 第 30~23 位（占 8bit）| 第 20~0 位（占 23bit） |

| double| 第 63 位（占 1bit） |第 62~52 位（占 11bit） | 第 51~0 位（占 52bit） |

取值范围看指数部分，float 指数部分占 8 位，也就是 0 ~ 255，由于有正负，所以为-128 ~ 127, 标准规定 float 偏移量为 127，也就是-1-127~255-127 为-128 到 128。

取值范围有-2 ^128 到 2 ^128，是不是够大？也就是约等于你们熟悉的-3.4E38 到+3.4E38。

精度范围看尾数部分，23 位所能表示最大的数是 2 ^23-1=8388607,也就是说尾数值超过这个值后 float 将无法精确表示，所以 float 最多能表示小于 8388607 的小数点后 8 位，但绝对能保证为 7 位，这也是 float 精度位 7 ~ 8 位的原因。

同理，double 类型的指数位为 11 位，取值范围有-2 ^10232 到 2 ^10232，既为你们熟悉的-1.7E+308~1.7E+308。

精度范围为 2^52-1=4503599627370495，为 16 位。所以精度最高位 16 位，一定可以保证 15 位，这也 double 精度位 15 ~ 16 位的原因。

也是单精度 8 和双精度 16 的由来。

1.各种类型占用内存大小问题

下面先来看一段代码。

 

 char c = 'a'; short s = 1; int i = 1; long l = 1; long long ll = 1; double d = 1.0; float f = 2.5f; bool b = 0;// 在你的机器上面占用多少字节，具体可以使用sizeof运算符得到： std::cout << sizeof(c); std::cout << sizeof(s); std::cout << sizeof(i); std::cout << sizeof(l); std::cout << sizeof(ll); std::cout << sizeof(d); std::cout << sizeof(f); std::cout << sizeof(b); //运行结果为1，2，4，4，8，8，4，1

与所有人一样，一上来我们先了解各个类型占据内存的大小。

>这里有一个误区：在不同的编译器，每个类型占用的内存可能是不同的，这和编译器有关，一个类型占用多少字节由编译器在编译期间决定，并不和系统是否是32位和64位有关,不要以为在16位机器上就是16位，在36位机器上就是32位。

可以查看<limits.h> 头文件，int 和其他类型的大小是由<limits.h> 中的宏定义来决定的：

INT_MAX//随便写一个定义的常量，鼠标右击转到声明可以跳到limits.h头文件查看，如下：

所以我这里就不再列出烂大街的最大值，最小值。

我只是告诉你，这个值应该怎么得到。要知其然，还要知其所以然。

比如我们知道 char 的字节为 1，一字节 8 位可以有 256 种组合，所以 int 的字节为 4 也就是 256*256 等于 65536，这种东西我们理解就好了，没必要背这个最大值，最小值，只需要如何得到就好了。

2.sizeof 和 strlen 的区别

>然后说一下sizeof和strlen的区别，可能有很多萌新记不住这两个的区别：

>

>>sizeof() 是运算符，它不是函数，不要因为它长的像函数，就上它的当，sizeof 其值在编译时就已经计算好了，参数可以是数>组，指针，对象，函数等等，它的功能就是获取数组，指针等类型的字节大小。

>数组——编译时分配的数组空间大小

>指针——存储该指针所用的空间大小

>类型——该类型所占空间大小

>对象——对象的实际所占空间大小

>函数——函数的返回类型所占的空间大小，这里的返回类型自然也不能 void

>

>>strlen()是函数，要运行时才能计算，参数必须字符型指针（char*），函数原型为：

Checkreturn sizet __cdecl strlen(_Inz const char * _Str);

该函数的功能是返回字符串的长度，该字符串可能是自己定义的，也可能是内存中随机存储的，该函数实际完成的功能是从代>表该字符串的第一个地址开始遍历，知道遇到结束符 NULL，返回的长度不包括 NULL。

 char * ch = "nihao"; std::cout << strlen(ch); // 结果为5

3.整形字面值

与 C 相同，C++也有三种不同的书写方式来书写整数。

1.使用前一位或者两位来标识数字常量的基数，如果第一位是 1 ~ 9 则表示基数为 10，也是十进制写法。

2.如果第一位是 0，第二位是 1 ~ 7,则基数为 8，也就是八进制。

3.如果前两位为 0x 或者 0X 则表示基数为 16，相当于十六进制。

 int number_1 = 66; int number_2 = 066; int number_3 = 0x66; std::cout << number_1 << std::endl; std::cout << number_2 << std::endl; std::cout << number_3 << std::endl;

运行结果：

为什么要有这几种书写方式呢，在有些地方是使用八进制或者是十六进制表示，我们可以直接使用该表示方法赋值给 number，而不必转换为十进制，总而言之，就是为了方便，为了偷懒，反过来，输入识别进制是有了，反过来，C++也提供了不同进制的输出方式，但 C++默认是十进制的输出方式，想要改变默认的十进制输出方式，需要用到 cout 的一些特殊特性，头文件 iostream 提供了 dec，hex，oct，分别用于表示十进制，十六进制和八进制：

 int number_1 = 66; int number_2 = 066; int number_3 = 0x66; std::cout << std::dec; std::cout << number_1 << std::endl; std::cout << std::oct; std::cout << number_2 << std::endl; std::cout << std::hex; std::cout << number_3 << std::endl;

运行结果：

>需要注意的是在修改之前，之前修改的格式会一直生效。

4.有无符号类型之间运算情况

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;说完 sizeof 和 strlen，继续说基本类型的长度，计算机内存的基本单位是位（bit），8 位为一个字节，每一位有 0 和 1 两种组合，也就是说一个字节有 ==*2 2 * 2 * 2 2 2 * 2 * 2 2 = 256*== 种组合。上面使用 sizeof 得到 char 的字节为 2 字节，也就是说，char 类型可以表示 0~ 255 或者 -128 ~ 127 ，上面说过，除了浮点数没有有无符合之分，剩下的类型都有有符合和无符号之分，也就是 char 支持 0~255，也可以支持-128 ~ 127,至于我们需要有符合还是无符号的，决定于我们的应用场景。

>执行运算时，如果一个运算数是有符号的，而另一个是无符号的，那么C/C++会隐式的将有符号参数强制转换为无符号类型，并假设这两个数都是非负数。

>当两种类型进行混合运算时，运算结果为正数时，结果不会出现异常，当运算结果为负数时就会出现异常结果，而且异常的结果往往很大。

 unsigned int usa_1 = 10; int sa_1 = -100; unsigned int usa_2 = 10; int sa_2 = -5; std::cout <<usa_1+sa_1; std::cout << usa_2 + sa_2;

运行结果：

5.有无符号类型之间的转换

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;下面再往深走一点，我们来说说有符合数和无符号数类型之间的转换，也就是二进制 01 之间的转换，说之前，我们需要先复习一下原码，反码和补码：

<font color=#6699ff size=3 face="STCAIYUN">原码：</font>

原码就是在最高位符号位用于表示符号，其他位表示值，比如 8 位一字节：

>正 1 的原码为 00000001

>负 1 的原码为 10000001

<font color=#cc0000 size=3 face="STCAIYUN">反码：</font>

反码的表示方法为正数的反码时其本身，而负数的反码是在其原码的基础上，符号位不变，其余各数取反：

>正 1 的反码为 00000001

>负 1 的反码为 11111110

<font color=#009933 size=3 face="STCAIYUN">补码：</font>

补码的表示方法为正数的补码就是其本身，而负数的补码就是在其原码的基础上，符号位不变，其余各位取反，最后+1，也就是在反码的基础上+1：

>正 1 的补码 000000001

>负 1 的补码 111111111

复习了原码反码补码后，我们说：

1.无符号数，不存在正负之分，所有位都用来表示数的本身。

2.有符号数，最高为用来表示数的正负，最高位为 1 则表示负数，为 0 则表示为正数。

无符号数想要转换为有符号数需要三步：

1.看无符号数的最高为是否为 1。

2.如果不为 1，则有符号数就直接等于无符号数。

3.如果无符号数的最高位为 1，则将无符号数取补码，得到的数就是有符号数。

举个例子：

>无符号数 10 转换为有符号数

无符号数 10 的二进制写法：0000 1010

根据三步法得到：

有符号数 10 的二进制写法：0000 1010

还是 10

>无符号数 129 转换为有符号数

无符号数 129 的二进制写法：1000 0001

根据三步法得到：

反码：1111 1110

补码：1111 1111

也就是说转换成有符号后，代表的是-127

同样，有符号数想要转换为无符号数，同样需要这三步：

1.看有符号数的最高位是否为 1，

2.如果不为 1（为 0），则无符号数就直接等于有符号数；

3.如果有符号数的最高位为 1，则将有符号数取补码，得到的数就是无符号数。

举个例子：

>有符号数-7 转换为无符号数

有符号数-7 的二进制写法：1000 0111

根据三步法得：

反码：1111 1000

补码：1111 1001

也就是无符号数 249

总而言之就是看符号位，如果是 1，就把它当作负数来处理反码，补码。

6.为什么会出现结果数值异常大

还记得上面有一句话是这样说的==当运算结果为负数时就会出现异常结果，而且异常的结果往往很大==。现在，我们来处理这个问题：

我们可以把变量的取值范围当作是汽车的里程表，一来为了好理解，而来确实是这样的，拿 char 来说：

这也就解释了为什么 unsigned int usa1 = 10 和 int sa1 = -100 相加会得到那么大的一个数，也就是常说的最大值加 1 变为 0 的故事。

7.为什么浮点数没有分有无符号类型

有无符号类型说完，我们来说说文章开头留下的问题，为什么浮点数没有有无符号之分：

想要使用 unsigned，就意味着最高为要用来表示数据，而不是正负，而浮点数定义中规定内存中的数据的第一位必须是符号位，因此两者是矛盾的，至于在哪看定义，请点击下面链接自行查看：

浮点数的定义

还有就是在某些编译器下，会将定义的 unsigned folat 和 unsigned double 自动转换为 unsigned int 类型，而不报错，这时使用 sizeof 来测量的话得出来的是 int 的大小，也就是 4.

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