Dev Blog

Типи, змінні та константи ​

Тип як набір значень і дозволених операцій ​

Змінна (variable) пов’язує ім’я з об’єктом, що зберігає значення. Тип визначає допустимі значення, їх подання та операції над ними. Наприклад, кількість студентів доцільно зберігати цілим числом, температуру – числом із дробовою частиною, а відповідь на питання «чи завершено роботу?» – логічним значенням. Вибір типу починається зі змісту даних, а не з бажання всюди використати найбільший доступний тип.

bool має значення true і false. char зберігає одну кодову одиницю звичайного рядка, а не довільну літеру Unicode. short, int, long та long long – цілі типи різних мінімальних діапазонів. Слово unsigned обирає беззнаковий тип; воно не є універсальним засобом заборони від’ємного введення. float, double і long double – типи з рухомою крапкою. Їхні значення мають скінченну точність, навіть якщо друкується багато цифр.

У MSVC x64 int і long мають 4 байти, long long – 8, а long double має те саме подання, що й double. Це властивості реалізації: не слід переносити висновок «long завжди 8 байтів» із Linux до Windows. Стандарт установлює мінімальні гарантії, а фактичні розміри перевіряють оператором sizeof (рис. 2.1). Документація: https://learn.microsoft.com/cpp/cpp/fundamental-types-cpp.

Рис. 2.1. Типові розміри типів у MSVC x64

Результат sizeof має тип std::size_t, беззнаковий тип для розмірів. Він вимірює кількість байтів C++, причому sizeof(char) завжди дорівнює 1. Для формату даних, де потрібна саме 32-бітна ціла величина, заголовок <cstdint> надає std::int32_t, якщо реалізація має відповідний тип. Для меж використовують <limits> і std::numeric_limits<T>. Для цілих min() є найменшим значенням; для дробових найменше від’ємне скінченне значення повертає lowest(), а min() – найменше додатне нормалізоване. Плутанина цих функцій спотворює перевірку діапазону.

Приклад 1. Характеристики типів ​

Програма не зчитує даних, а повідомляє властивості реалізації, якою її зібрано. Виведення потрібно порівнювати для конкретної платформи.

cpp
#include <print>
#include <limits>

int main()
{
    std::println("int: {} bytes, {} .. {}", sizeof(int),
        std::numeric_limits<int>::min(),
        std::numeric_limits<int>::max());
    std::println("long: {} bytes", sizeof(long));
    std::println("long long: {} bytes", sizeof(long long));
    std::println("double: {} bytes, {} digits", sizeof(double),
        std::numeric_limits<double>::digits10);
}
text
int: 4 bytes, -2147483648 .. 2147483647
long: 4 bytes
long long: 8 bytes
double: 8 bytes, 15 digits

digits10 характеризує десяткову точність типу, а не кількість цифр, які обов’язково потрібно показувати користувачеві. Розмір змінної також не дорівнює довжині її надрукованого значення: число 7 і число 1000000 типу int займають однаковий обсяг пам’яті.

Підказка типу і значення константного виразу

Рис. 2.2. Підказка типу і значення константного виразу

Ініціалізація, імена та константи ​

Ініціалізація (initialization) задає початкове значення в момент створення об’єкта. Записи int count = 3;, int count(3); і int count{3}; у простому випадку дають однакове значення, але фігурні дужки забороняють небезпечне звуження (narrowing). Тому int n{3.7}; є помилкою: дробова частина втратилася б. Запис int n = 3.7; може компілюватися з попередженням і дати 3, що не робить його правильним.

Локальний int count; без ініціалізації не отримує автоматично нуль. Читання невизначеного початкового стану не дає коректного результату. Звичка писати int count{}; створює відоме початкове значення 0. Оголошуйте змінну поблизу першого використання й називайте за змістом: minutes, attempts, massKg пояснюють дані краще за a, b, c.

auto value = 3.5; просить компілятор вивести тип з ініціалізатора; у цьому випадку це double. auto не є динамічним типом: після оголошення тип не змінюється. const забороняє наступне присвоєння, а constexpr вимагає придатності початкового значення до обчислення під час компіляції. Наприклад, constexpr int days = 7; є константою компіляції; const double mass із введення користувача – ні.

Діагностика звуження типу

Рис. 2.3. Діагностика звуження типу

Область видимості (scope) визначає, де ім’я доступне. Локальна змінна всередині { ... } недоступна після кінцевої дужки. Однакове ім’я у внутрішньому блоці може приховати зовнішнє, але для початківця це ускладнює пошук помилок. Лічильник for (int i = 0; ...) належить циклу. Не створюйте глобальні змінні лише для того, щоб уникнути продуманого передавання даних: функції та параметри вивчатимемо в наступній темі.

Літерали та їх типи ​

Цілий літерал можна записати десятково 42, шістнадцятково 0x2A або двійково 0b101010. Розділювач цифр 1'000'000 полегшує читання і не змінює значення. Суфікс LL задає цілий тип long long; 3.0f є float, тоді як 3.0 – double. Одинарні лапки означають символьний літерал 'A', подвійні – рядок "A", що містить також завершальний нуль.

u8"text" має кодові одиниці char8_t, тому не є звичайним const char*. Не додавайте префікс u8 до всіх аргументів std::println механічно. Для прикладів курсу звичайні рядки компілюються з /utf-8. Кирилична літера в UTF-8 зазвичай займає кілька байтів; робота з окремими байтами ще не є коректною обробкою окремих літер.