[C++, CPP] 基本資料型態(Fundamental Data Type)

算術型態(Arithmetic Type)

資料型態可以自行定義，也可以使用C++預設提供的幾種資料型態

基本資料型態：C++預設提供的資料型態。

算術型態 (Arithmetic Type)	整數	有號整數	signed char
			short
			int
			long
		無號整數	bool
			char
			wchar_t
	浮點數	float
		double
		long double

數值範圍：這裡介紹的數值範圍會符合大部份系統
- 有時因系統或硬體的關係，數值範圍可能會和這裡介紹的有所出入，確切的數值範圍應查看相關的標頭檔。
  - 例如PC上int是4byte，嵌入式系統上int可能是2byte
- 整數型態的範圍：可參考climits標頭檔裡的定義
- 浮點數型態的範圍及精確度：可參考float.h、cfloat 或limits標頭檔裡的定義
  - #include <limits>
  - 最大值：std::numberic_limits<型態>::max( );
  - 最小值：std::numberic_limits<型態>::min( );
  - 二進位的位數：std::numeric_limits<型態>::digits
    - 浮點數取出來為假數的二進位值位數
int：整數，即沒有小數的數值
- 一般32位元電腦int變數的大小為4bytes(32bits)
- int的長度通常以硬體能最高速運算的長度決定
float：浮點數，浮點數是有小數的數值
- 電腦中記憶浮點數的方法是基值和倍數分開儲存，倍數值和小數點移動的位數有關，所以稱為浮點數
- 電腦上使用的浮點數精確度有限，所以有些運算常發生錯誤：
  - 很多10進位浮點數無法轉換成完全精確的2進位浮點數
```
cout << 10.0/3.0 << endl;     //顯示3.33333	  
```
  - 用2個接近的值相減，可能會失去精確度
```
cout << 3.33333 - 1.0/3.0 << endl;  //顯示-3.41733e-006	  
```
  - 處理大範圍的值可能會出現錯誤
```
cout << 9000000.0f + 0.0000009 << endl; //顯示9e+006	  
```
NaN(Not a Number)：表示非數學定義的結果，如除以0
+infinity(正無窮大)：符號為+，假數bit皆為0，指數bit皆為1
-infinity(負無窮大)：符號為-，假數bit皆為0，指數bit皆為1

運算	結果
±n/0	±infinity
±infinity ± n	±infinity
±infinity * n	±infinity
±infinity / n	±infinity
0 / 0	NaN
±infinity / ±infinity	NaN
infinity - infinity	NaN
infinity * 0	NaN

魔術數字(Magic Number)

在程式碼中直接使用數字稱為魔術數字，讓人很難瞭解該數值的意義，時間一久可能連設計者也記不得。這種數字就像魔術一樣，讓人不清楚是怎麼變出來的。

    float priceWithTax = 1.03 * price;  // Magic Number = 1.03

1.03是什麼東西或由何而來，很不清楚，可以改寫成：

    float tax = 1.03;
    float priceWithTax = tax * price;

精確度(Precision)：
- 指基值(假數)的有效位數，最後一位數有可能是四捨五入的結果
char：字元型態
- 主要是用來儲存ASCII(American Standard Code for Information Interchange)字元，也可以儲存1byte的整數
- 儲存ASCII字元時，需使用單引號括住
- ```
char letter1 = 'A';
char letter2 = 65;
char letter3 = 0x41;
char letter4 = ++64;
```
- char可能是有號，也有可能是無號，即儲存的範圍可能是(0~255)也可能是(-128~127)
- char是否有號，由編譯器的開發廠商決定
- 要測試char是否有號，可指派一個負數給char變數，再將char變數轉為整數印出，若可正確印出負數，即為有號
- 測試char是否有正負號?
```
char c = -125;
cout << (int) c << endl;	//顯示-125即為有號，顯示131即為無號
```
bool：布林型態，記錄真(true)或假(false)
- bool型態的大小為1byte，所以也可以儲存0 ~ 255的整數
- 舊的C++程式會使用0代表假，非0的數值代表真(負數也代表真)
wchar_t(Wide Character Type)：寬字元型態，
- 有些系統支援大於char的1byte的延伸字元集，要開發國際型的程式時就需使用wchar_t型態
- 指派字面字元給wchar_t時，前面需加上L
- ```
wchar_t wl = L'Z'; 
wchar_t wl = L'\x0438';
```
- cout不適合處理wchar_t，新版的iostream提供wcin和wout來處理wchar_t
型態的Byte數：不同的作業系統對基本型態可能定義不同的byte數，可以用sizeof運算子來確認，用法如下：
- sizeof(型態)
- ```
cout << sizeof(int) << endl;
```
- sizeof 變數名稱
- ```
int num = 0; 
cout << sizeof num << endl;
```
變數型態會決定配置多大的記憶體，所以宣告的型態會影響可儲存數值的範圍。
- 若配置不夠大的範圍，多餘的部份將被捨去
- ```
int intValue = 9999999;
short shortValue = 0;
shortValue = intValue;
cout << shortValue << endl;  //顯示 -27009
```
C++中各資料型態大小範圍

前置詞(Prefix)：放在數值前面，改面數值基底
- 16進位：可用0x或0X開頭的數字代表16進位數字
  - 指派16進位的A0給num1，16進位的50給num2
```
int  num1 = 0xA0;
int  num2 = 0x50;
```
- 8進位：可用0開頭的數字代表8進位數字
  - 指派8進位的30給num1，8進位的35給num2
```
int  num1 = 030;
int  num2 = 035;
```
後置詞(Postfix or Suffix)：為了讓編譯器更清楚的知道數值的型態，可以在整數後面加上下列字元，
- 後置詞不分大小寫及順序，若無標明或值沒有超過int範圍，則C++預設使用int儲存整數常數。
- 整數字尾表示法：
  - L：long
    - ```
    long  num1 = 999L;
```
- U：unsigned
  - ```
  unsigned long  num1 = 999UL;
```
- 浮點數字尾表示法：
  - F：float
    - ```
    float  num1 = 999.02F;
```
- L：long double
  - ```
  double  num1 = 999.02L;
```
進位運作子：iostream中除endl外，還定義了dec、hex、oct等運作子，可以控制串流中數字的操作進制
- 進位運作子可將整數以指定進制顯示
- 進位運作子是強制式(modal)，除非更改設定，否則影響會持續到程式結束
- 進位運作子不會影響浮點數，浮點數仍會以十進位顯示
- ```
cout << 50;           //顯示50
cout << hex << 50;    //將10進制的50以16進制顯示 ⇒ 顯示32
cout << dec << 0x50;  //將16進制的0x50以10進制顯示 ⇒ 顯示80
cout << hex << 0x50;  //將16進制的0x50以16進制顯示 ⇒ 顯示50
```
科學記號表示法：數值後面接E或e再接10的乘方
- E左邊的數字稱為假數(Mantissa)，E右邊的數字稱為指數(Exponent)
- ```
314.159 = 3.14159E2
float floatValue1 = 3.14e2
float floatValue2 = 3.14e+2
```

綜合範例

#include "stdafx.h"
#include　<iostream>

using std::cout;
using std::endl;
using std::dec;
using std::hex;
using std::oct;

int main(void)
{
  int intNum1 = 50;
  int intNum2 = 0x50;
  int intNum3 = 050;
  cout << "int = " << sizeof(int) << " bytes" << endl;
  cout << "intNum1 = " << sizeof intNum1 << " bytes" << endl;
  cout << "int 50     : " << intNum1 << endl;
  cout << "int 0x50   : " << intNum2 << endl;
  cout << "int 050    : " << intNum3 << endl << endl;    

  cout << "int 50     : " << dec << intNum1 << endl;
  cout << "int 0x50   : " << hex << intNum2 << endl;
  cout << "int 050    : " << oct << intNum3 << endl;
  cout << dec << endl;

  char charLetter1 = 'A';
  char charLetter2 = 65;
  cout << "char = " << sizeof(char) << " bytes" << endl;
  cout << "charLetter1 = " << sizeof charLetter1 << " bytes" << endl;
  cout << "char \'A\' : " << charLetter1 << endl;
  cout << "char 65    : " << charLetter2 << endl << endl;    

  bool boolValue1 = true;
  bool boolValue2 = false;
  bool boolValue3 = 1;
  bool boolValue4 = 0;
  cout << "bool = " << sizeof(bool) << " bytes" << endl;
  cout << "boolValue1 = " << sizeof boolValue1 << " bytes" << endl;
  cout << "bool true  : " << boolValue1 << endl;
  cout << "bool false : " << boolValue2 << endl;
  cout << "bool 1     : " << boolValue3 << endl;
  cout << "bool 0     : " << boolValue4 << endl << endl;

  unsigned long ulongNumber1 = 999;
  unsigned long ulongNumber2 = 999UL;
  cout << "unsigned long = " << sizeof(unsigned long) << " bytes" << endl;
  cout << "ulongNumber1 = " << sizeof ulongNumber1 << " bytes" << endl;
  cout << "unsigned long 999      : " << ulongNumber1 << endl;
  cout << "unsigned long 999UL    : " << ulongNumber2 << endl;

  system("PAUSE");
}