第2章 变量和基本类型读书笔记

2.1.1 算数类型

类型 int、long、long long 和 short 的区别是什么？无符号类型和带符号类型的区别是什么？float 和 double的区别是什么？

C++ 规定 short 和 int 至少16位，long 至少32位，long long 至少64位。 带符号类型能够表示正数、负数和 0 ，而无符号类型只能够表示 0 和正整数。

2.1.2 类型准换

读写程序结果

unsigned u = 10, u2 = 42;
std::cout << u2 - u << std::endl;
> 这里是引用

std::cout << u - u2 << std::endl;
int i = 10, i2 = 42;
std::cout << i2 - i << std::endl;
std::cout << i - i2 << std::endl;
std::cout << i - u << std::endl;
std::cout << u - i << std::endl;

32
4294967264
32
-32
0
0

2.1.3 字面值常量

指出下述字面值的数据类型并说明每一组内几种字面值的区别：

(a) ‘a’, L’a’, “a”, L"a"
(b) 10, 10u, 10L, 10uL, 012, 0xC
3.14, 3.14f, 3.14L
(d) 10, 10u, 10., 10e-2

(a): 字符字面值，宽字符字面值，字符串字面值，宽字符串字面值。
(b): 十进制整型，十进制无符号整型，十进制长整型，十进制无符号长整型，八进制整型，十六进制整型。
( c): double, float, long double
(d): 十进制整型，十进制无符号整型，double, double

下面两组定义是否有区别，如果有，请叙述之：

int month = 9, day = 7;
int month = 09, day = 07;

第一行定义的是十进制整型。 第二行定义的是八进制整型，但是 month 变量无效，因为八进制没有 9 。

下述字面值表示何种含义？它们各自的数据类型是什么？
(a) “Who goes with F\145rgus?\012”
(b) 3.14e1L
1024f
(d) 3.14L

(a): Who goes with Fergus?(换行)，string 类型
(b): long double
: 无效，因为后缀 f 只能用于浮点字面量，而 1024 是整型。
(d): long double

2.2.1 变量定义

解释下列定义的含义，对于非法的定义，请说明错在何处并将其改正。
(a) std::cin >> int input_value;
(b) int i = { 3.14 };
double salary = wage = 9999.99;
(d) int i = 3.14;

(a): 应该先定义再使用。
int input_value = 0;
std::cin >> input_value;
(b): 用列表初始化内置类型的变量时，如果存在丢失信息的风险，则编译器将报错。
double i = { 3.14 };
: 在这里 wage 是未定义的，应该在此之前将其定义。
double wage;
double salary = wage = 9999.99;
(d): 不报错，但是小数部分会被截断。

下列变量的初值分别是什么？
std::string global_str;
int global_int;
int main()
{
int local_int;
std::string local_str;
}
这里是引用

global_int 是全局变量，所以初值为 0 。 local_int 是局部变量并且没有初始化，它的初值是未定义的。 global_str 和 local_str 是 string 类的对象，该对象定义了默认的初始化方式，即初始化为空字符串。

2.2.2 变量声明和定义的关系

指出下面的语句是声明还是定义：
(a) extern int ix = 1024;
(b) int iy;
extern int iz;

(a): 定义
(b): 定义
: 声明

2.2.3 标识符

请指出下面的名字中哪些是非法的？
(a) int double = 3.14;
(b) int _;
(c ) int catch-22;
(d) int 1_or_2 = 1;
(e) double Double = 3.14;

(a), , (d) 非法。

2.3.1 引用

下面的哪个定义是不合法的？为什么？
(a) int ival = 1.01;
(b) int &rval1 = 1.01;
(c ) int &rval2 = ival;
(d) int &rval3;

(b) 和 (d) 不合法，(b) 引用必须绑定在对象上，(d) 引用必须初始化。

考察下面的所有赋值然后回答：哪些赋值是不合法的？为什么？哪些赋值是合法的？它们执行了哪些操作？
int i = 0, &r1 = i; double d = 0, &r2 = d;
(a) r2 = 3.14159;
(b) r2 = r1;
i = r2;
(d) r1 = d;

(a): 合法。给 d 赋值为 3.14159。
(b): 合法。会执行自动转换（int->double）。
: 合法。会发生小数截取。
(d): 合法。会发生小数截取。

执行下面的代码段将输出什么结果？
int i, &ri = i;
i = 5; ri = 10;
std::cout << i << " " << ri << std::endl;

10, 10

2.3.2 指针

说明指针和引用的主要区别

1.引用是另一个对象的别名，而指针本身就是一个对象。
2.引用必须初始化，并且一旦定义了引用就无法再绑定到其他对象。而指针无须在定义时赋初值，也可以重新赋值让其指向其他对象。

请叙述下面这段代码的作用。
int i = 42;
int *p1 = &i;
*p1 = *p1 * *p1;

让指针 pi 指向 i，然后将 i 的值重新赋值为 42 * 42 (1764)。

请解释下述定义。在这些定义中有非法的吗？如果有，为什么？
int i = 0;
(a) double* dp = &i;
(b) int *ip = i;
int *p = &i;

(a): 非法。不能将一个指向 double 的指针指向 int 。
(b): 非法。不能将 int 变量赋给指针。
(c ): 合法。

假设 p 是一个 int 型指针，请说明下述代码的含义。
if (p ) // …
if (*p) // …

if § // … 判断 p 是不是一个空指针, if (*p) // … 判断 p 所指向的对象的值是不是为 0

给定指针 p，你能知道它是否指向了一个合法的对象吗？如果能，叙述判断的思路；如果不能，也请说明原因。

不能，因为首先要确定这个指针是不是合法的，才能判断它所指向的对象是不是合法的。

在下面这段代码中为什么 p 合法而 lp 非法？
int i = 42;
void *p = &i;
long *lp = &i;

void * 是从 C语言那里继承过来的，可以指向任何类型的对象。而其他指针类型必须要与所指对象严格匹配。

2.3.3 理解复合类型的声明

说明下列变量的类型和值。
(a) int* ip, i, &r = i;
(b) int i, ip = 0;
int ip, ip2;

(a): ip 是一个指向 int 的指针, i 是一个 int, r 是 i 的引用。
(b): i 是 int , ip 是一个空指针。
: ip 是一个指向 int 的指针, ip2 是一个 int。

2.4 const限定符

下面哪些语句是合法的？如果不合法，请说明为什么？

const int buf; // 不合法, const 对象必须初始化
int cnt = 0; // 合法
const int sz = cnt; // 合法
++cnt; ++sz; // 不合法, const 对象不能被改变

2.4.1 const的引用

下面的哪些初始化是合法的？请说明原因。

int i = -1, &r = 0; // 不合法, r 必须引用一个对象
int *const p2 = &i2; // 合法
const int i = -1, &r = 0; // 合法
const int *const p3 = &i2; // 合法
const int *p1 = &i2; // 合法
const int &const r2; // 不合法, r2 是引用，引用没有顶层 const
const int i2 = i, &r = i; // 合法

说明下面的这些定义是什么意思，挑出其中不合法的。

int i, *const cp; // 不合法, const 指针必须初始化
int *p1, *const p2; // 不合法, const 指针必须初始化
const int ic, &r = ic; // 不合法, const int 必须初始化
const int *const p3; // 不合法, const 指针必须初始化
const int *p; // 合法. 一个指针，指向 const int

假设已有上一个练习中定义的那些变量，则下面的哪些语句是合法的？请说明原因。

i = ic; // 合法, 常量赋值给普通变量
p1 = p3; // 不合法, p3 是const指针不能赋值给普通指针
p1 = ⁣ // 不合法, 普通指针不能指向常量
p3 = ⁣ // 合法, p3 是常量指针且指向常量
p2 = p1; // 合法, 可以将普通指针赋值给常量指针
ic = *p3; // 合法, 对 p3 取值后是一个 int 然后赋值给 ic

2.4.3 顶层const

对于下面的这些语句，请说明对象被声明成了顶层const还是底层const？

const int v2 = 0; int v1 = v2;
int *p1 = &v1, &r1 = v1;
const int *p2 = &v2, *const p3 = &i, &r2 = v2;
v2 是顶层const，p2 是底层const，p3 既是顶层const又是底层const，r2 是底层const。

假设已有上一个练习中所做的那些声明，则下面的哪些语句是合法的？请说明顶层const和底层const在每个例子中有何体现。

r1 = v2; // 合法, 顶层const在拷贝时不受影响
p1 = p2; // 不合法, p2 是底层const，如果要拷贝必须要求 p1 也是底层const
p2 = p1; // 合法, int* 可以转换成const int*
p1 = p3; // 不合法, p3 是一个底层const，p1 不是
p2 = p3; // 合法, p2 和 p3 都是底层const，拷贝时忽略掉顶层const

2.4.4 constexpr和常量表达式

下面的代码是否合法？如果非法，请设法将其修改正确。
int null = 0, *p = null;

非法.
把int变量直接赋给指针是错误的操作,即使int变量的值恰好等于0也不行.
int null = 0, *p = 0;

2.5.2 类型别名

利用本节定义的变量，判断下列语句的运行结果。

a=42; // a 是 int
b=42; // b 是一个 int,(ci的顶层const在拷贝时被忽略掉了)
c=42; // c 也是一个int
d=42; // d 是一个 int *,所以语句非法
e=42; // e 是一个 const int *, 所以语句非法
g=42; // g 是一个 const int 的引用，引用都是底层const，所以不能被赋值

判断下列定义推断出的类型是什么，然后编写程序进行验证。
const int i = 42;
auto j = i; const auto &k = i; auto *p = &i;
const auto j2 = i, &k2 = i;

j 是 int，k 是 const int的引用，p 是const int *，j2 是const int，k2 是 const int 的引用。

2.5.3 decltype类型指示符

关于下面的代码，请指出每一个变量的类型以及程序结束时它们各自的值。
int a = 3, b = 4;
decltype(a) c = a;
decltype((b)) d = a;
++c;
++d;

c 是 int 类型，值为 4。d 是 int & 类型，绑定到 a，a 的值为 4 。

赋值是会产生引用的一类典型表达式，引用的类型就是左值的类型。也就是说，如果 i 是 int，则表达式 i=x 的类型是 int&。根据这一特点，请指出下面的代码中每一个变量的类型和值。
int a = 3, b = 4;
decltype(a) c = a;
decltype(a = b) d = a;

c 是 int 类型，值为 3。d 是 int& 类型，绑定到 a。

说明由decltype 指定类型和由auto指定类型有何区别。请举一个例子，decltype指定的类型与auto指定的类型一样；再举一个例子，decltype指定的类型与auto指定的类型不一样。

decltype 处理顶层const和引用的方式与 auto不同，decltype会将顶层const和引用保留起来。
int i = 0, &r = i;
//相同
auto a = i;
decltype(i) b = i;
//不同 d 是一个 int&
auto c = r;
decltype d = r;