数据类型与变量

一、数据类型（Data Types）

C++是一门强类型语言，所有变量在使用前必须声明其数据类型。数据类型决定了变量所占用的内存大小、存储的取值范围以及支持的操作方式。

1. 基本内置数据类型


类型	说明	大小（通常，平台相关）	取值范围（示例）
`char`	字符类型，占1字节	1字节	-128 ～ 127 (`signed char` ) 或 0 ～ 255 (`unsigned char` )
`bool`	布尔类型，取值`true` 或`false`	1字节	`true` / `false`
`int`	整数类型，平台相关大小	通常4字节	-2,147,483,648 ～ 2,147,483,647（32位系统示例）
`short`	短整型	通常2字节	-32,768 ～ 32,767
`long`	长整型	4或8字节，依平台而定	平台相关
`long long`	更长整型（C++11起支持）	通常8字节	-9,223,372,036,854,775,808 ～ 9,223,372,036,854,775,807
`float`	单精度浮点数	4字节	大约 ±3.4E±38，约7位有效数字
`double`	双精度浮点数	8字节	大约 ±1.7E±308，约15位有效数字
`long double`	扩展精度浮点数	8字节或更多，依平台相关	更高精度
`void`	无类型，常用于函数无返回值	无	无

2. 修饰符（Modifiers）

signed 和 unsigned：修饰整数类型，分别表示带符号和无符号整数。int默认是signed。
short 和 long：修饰整数类型，表示占用更少或更多字节。

示例：

unsigned int u = 100;    // 无符号整数
signed short s = -10;    // 有符号短整型
long long bigNum = 123456789012345;

3. 枚举类型（enum）

枚举用于定义一组命名的整型常量，提升代码可读性与安全性。

示例：

enum Color { Red, Green, Blue };
Color c = Red;

二、变量（Variables）

变量是程序运行时用于存储数据的命名内存单元。

1. 变量声明

变量声明时必须指定数据类型。

示例：

int age;
double salary;
char grade;

2. 变量初始化

推荐声明时立即初始化，避免未定义行为。

示例：

int count = 0;
double pi = 3.14159;
char letter = 'A';

3. 变量赋值

变量声明后可以多次赋值。

count = 10;
pi = 3.14;
letter = 'B';

4. 变量命名规则

由字母（A-Z，a-z）、数字（0-9）、下划线（_）组成
不能以数字开头
避免使用C++关键字（如int、return等）
区分大小写（value和Value是不同变量）
建议使用有意义且符合项目规范的命名风格

5. 作用域（Scope）

变量的作用域决定其可访问的代码范围。

局部变量：在函数或代码块内声明，仅在该范围内有效
全局变量：在所有函数外部声明，整个程序范围内有效
静态变量（static）：
局部静态变量：在函数内声明，生命周期贯穿整个程序，但作用域局限于函数内部，函数多次调用共享该变量
全局静态变量：限制变量在声明的文件内可见，防止命名冲突

示例：

int globalVar;  // 全局变量
 
void func() {
    int localVar = 10;         // 局部变量
    static int staticVar = 0;  // 局部静态变量，保持状态
    staticVar++;
}

6. 存储类型（Storage Class）

auto：默认局部变量存储类型（C++11后不再强调）
register：建议将变量存储在CPU寄存器，已被废弃，不建议使用
static：静态存储期，生命周期贯穿程序执行
extern：声明外部变量，定义在其他文件
mutable：允许在const对象中修改的成员变量（类中使用）

三、特殊数据类型及用法

1. const变量

声明常量，值不可修改，增强代码安全性。

const int maxSize = 100;

2. constexpr

用于声明编译时常量，支持编译器优化和模板元编程。

constexpr int square(int x) { return x * x; }
constexpr int val = square(5);  // 编译期计算

3. 引用类型（References）

引用是已存在变量的别名，使用时与变量等价。

int a = 10;
int& ref = a;  // ref是a的引用
ref = 20;      // 修改ref即修改a

4. 指针类型（Pointers）

指针存储变量地址，支持间接访问和操作内存。

int b = 30;
int* p = &b;    // p指向b的地址
*p = 40;        // 通过p修改b的值

四、示例代码汇总

#include <iostream>
 
int globalCount = 100;  // 全局变量
 
int main() {
    const double PI = 3.14159;  // 常量
    int age = 25;               // 初始化变量
    int& ageRef = age;          // age的引用
    
    std::cout << "Age: " << age << std::endl;
    ageRef = 30;
    std::cout << "Updated Age: " << age << std::endl;
    
    int* ptr = &age;            // 指针
    *ptr = 35;
    std::cout << "Age via pointer: " << age << std::endl;
 
    static int staticVar = 0;   // 静态变量
    staticVar++;
    std::cout << "Static variable: " << staticVar << std::endl;
 
    return 0;
}

五、总结

C++内置多种基本数据类型，满足不同存储需求与计算精度。
变量是存储数据的基本单元，声明时必须指定数据类型，推荐立即初始化。
理解变量的作用域与存储类型，有助于编写高效且安全的代码。
const和constexpr关键字提高程序的安全性和性能。
引用和指针提供强大的内存操作能力，是理解C++核心特性的关键。

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