C/C++ 语法教程（1）——数据类型与输入输出

wzf2000
2019年9月26日

C/C++ 语法教程（1）——数据类型与输入输出

数据类型与输入输出

常用数据类型（变量类型）

变量由数据类型和值构成。这下面的都是可能用到的较常见的基础数据类型。

下面所说的位都是二进制位，也就是 $0/1$。

数值型

1. 整型：
   1. short：范围为 $-32768(-2^{15}) \sim 32767(2^{15}-1)$，占用 $16$ 位 $2$ 个字节。（较少使用）
   2. int：范围从 $-2147483648(-2^{31}) \sim 2147483647(2^{31}-1)$，占用 $32$ 位 $4$ 个字节。一般整型都采用 int。
   3. long long：范围从 $-2^{63} \sim 2^{63} - 1$，占用 $64$ 位 $8$ 个字节。
   4. char：范围从 $-128 \sim 127$ 或者 $0 \sim 255$，占用 $8$ 位 $1$ 个字节，一般用于字符类型，大小代表字符的ASCII 码。
   5. 除此之外，还有对应的 unsigned 类型（无符号类型），占用内存不变，但范围下界变为 $0$，上界变为原来上下界的绝对值之和（比如 $2^{32}-1$）。一般 signed 的前缀（符号类型）不写，如果出现可以忽略。
   6. bool：值为 $0(false)$ 或 $1(true)$，占用 $1$ 位 $1$ 个字节。
   7. 理论上还有一种 long 变量，但是因为 $32$ 位跟 $64$ 位电脑其范围占用字节不同，故一般不使用。
2. 浮点型：
   1. float：大概 $7$ 位有效数字，上下限大概 $\pm 3.4 \times 10^{38}$，占用 $32$ 位 $4$ 个字节。
   2. double：大概 $15$ 位有效数字，上下限大概 $\pm 1.7 \times 10^{308}$，占用 $64$ 位 $8$ 个字节。一般浮点型都采用 double。
   3. long double：大概 $15$ 位有效数字，上下限大概 $\pm 1.2 \times 10^{4932}$，不同编译平台不同，有的是 $8$ 字节，有的是 $10$ 字节，有的是 $12$ 字节或 $16$ 字节。

非数值型

常用的就是 string 类型，用于储存字符串，某种意义上与 char 数组（不知道不急）相似，但又有区别之处。

获取类型信息

可以通过 sizeof(类型名) 获取一个数据类型占用字节数，比如 sizeof(int) 一般就是 $4$。

也可以用一些常数比如 INT_MIN、INT_MAX 获取某种整型类型的上下限。

输入输出

C 常用的输入输出

1. scanf：最常用的输入函数之一，基本格式形如 scanf("%d",&n);，其中 %d 称为格式控制符（不用知道），表示输入的类型，&n 用以获取变量 $n$ 的地址（如果输入的数组则可能不需要 &），用于将输入的信息存储到对应的内存空间。常见的格式控制符与类型对应表如下：

2. printf：最常用的输出函数之一，基本格式形如 printf("%d",n);，前面的格式控制符与 scanf 相同，但注意后面不需要使用 & 获取地址。除此之外还有一些特殊符号比如：\n 表示换行，\t 表示制表符。使用形如 printf("%d\n",n); 即可。

3. 如果想要输出若干位小数（四舍五入），可以用如下形式 printf("%.5lf",a); 表示输出 $a$ 保留 $5$ 位小数。

4. 一般来说，printf("%m.nf",a); （%lf 和%e、%g 同理）表示输出浮点型小数点后（指数形式上面那个例子就是 $3$ 位）保留 $n$ 位，总输出占位长度不小于 $m$ 位，少的用空格在左侧补齐。

5. 除此之外，其他的格式控制符也可以写成大概形如 %md、%mc 的形式，表示控制总输出占位不小于 $m$ 位，少的用空格在左侧补齐。

6. 特别地，如果想要左对齐，也就是空格补在右侧，只需在 $m$ 前加一个 - 即可，对于浮点型同理，也就是 %-md 和 %-m.nf 。

7. %0nd 和 %.nd 均表示占 $n$ 位，右对齐，左侧补零。

8. %ns 跟第 5 条相同，%.ns 则对于字符串长度大于 $n$ 的字符串只截取前 $n$ 个字符。

9. 在 % 后面紧跟一个 + 用于表示总是显示符号（也就是 + 和 -），比如 %+d、%+-12.2f。

10. 如果想要将上述中的 $n$ 和 $m$ 由程序变量决定，可以使用 printf("%*.*lf",m,n,a); 这种形式。

11. 如果想输出 % 符号，需要使用 %%。

12. 输入的时候也同样可以通过类似的方法确定输入的位数（不能用于 char 变量，且不能规定小数点后位数）。

13. 如果使用 scanf("%d,%d,%d",&a,&b,&c); 则必须在每一个输入的整型后紧跟一个逗号（通配符）（一般不建议使用）。

14. getchar：一个字符输入函数（常用于输入优化），用于获取一个字符，获取的类型为 char，可以用 ch=getchar(); 这样子获取。

15. 特别的，还有 _getch() 和 _getche() 和 _ungetch() 函数，用处极小，可以不用特别记忆。（需要再查就行）

16. putchar：一个字符输出函数（常用于输出优化），用于打印一个字符，调用格式一般形如 putchar('a'); 或者 putchar(67);。

17. puts：一个字符串输出函数，打印完一个字符串后自动换行，调用格式一般形如 puts("Hello World!");。

注：这里的主要要知道 1、2、3、14、15、16、17 条即可。

C++ 常用输入输出

C++ 提供了输入输出流，用法十分多样，但这里只介绍最常用的几种（需要 iostream 库并 using namespace std;）：

1. cin：最常用的输入函数之一，与 C 不同的是，它的运算符采用 >>，调用形式是 cin>>a>>b; 表示输入 $a$ 和 $b$ 两个变量，而输入的类型自动由 $a$ 和 $b$ 的类型获得。
2. cout：最常用的输出函数之一，它采用 << 运算符，调用形式为 cout<<a<<b<<endl;，其中变量部分与 cin 相同，而 endl 表示输出一个换行，但一般较慢，建议使用 cout<<"\n";。
3. cerr：格式与 cout 相同，但是其输出必定位于屏幕（如果有文件输出时，cout 会输出到文件中），一般用于调试。
4. 对于因为各种考虑没有 using namespace std; 的情况，可以采用 std::cin 这种方法调用 cin、cout、endl 和 cerr。

常用的头文件

一般会写如下几种：

1. #include <iostream>，C++ 专用，C++ 输入输出相关
2. #include <cstdio>，C++ 专用，C 输入输出相关，C 版本为 #include <stdio.h>
3. #include <cmath>，C++ 专用，数学函数相关，C 版本同理（去 c 加 .h）
4. #include <cstring>，C++ 专用，字符串函数相关，C 版本同理
5. #include <algorithm>，C++ 专用，常用模板函数相关
6. #include <bits/stdc++.h>，C++ 专用，包含了几乎全部会用到的头文件，包括以上 $5$ 种。

一般 C++ 会在头文件引入后加上一句 using namespace std;。

代码示例

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
    int a,b;
    scanf("%d",&a);
    cin>>b;
    printf("%d\n",a+b);
    cout<<a-b<<endl;
    return 0;
}

其他类型的输入输出请自行体验。

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