修飾子

Sprout 2021/04/17

複習 -- 資料型態

字元	char	1 byte
整數	int	4 bytes
單精度浮點數	float	4 bytes
倍精度浮點數	double	8 bytes

修飾子

宣告額外性質
種類
- 改變所佔的記憶體空間
  - short/long
- 改變數值範圍
  - unsigned
- 把資料改成不可更動的常數
  - const
- 不隨函式結束而消失的變數
  - static

改變所佔的記憶體空間

short/long

sizeof(型態)

顯示資料型態佔的空間

字元	char	1 byte
整數	int	4 bytes
單精度浮點數	float	4 bytes
倍精度浮點數	double	8 bytes

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    cout << sizeof(char) << "\n";
    cout << sizeof(int) << "\n";
    cout << sizeof(float) << "\n";
    cout << sizeof(double) << "\n";
}

short/long

sizeof(short) ≦ sizeof(int) ≦ sizeof(long) ≦ sizeof(long long)
default: int
- short ➜ short int
- long ➜ long int

int	4 bytes
short int	? bytes
long int	? bytes
long long int	? bytes

short/long

sizeof(short) ≦ sizeof(int) ≦ sizeof(long) ≦ sizeof(long long)
default: int
- short ➜ short int
- long ➜ long int

int	4 bytes
short int	2 bytes
long int	4 bytes / 8 bytes
long long int	8 bytes

改變數值範圍

unsigned

只存非負整數
- 所以上限變兩倍

int	4 bytes = 32 bits	-2^31 ~ 2^31 - 1
unsigned int	4 bytes = 32 bits	0 ~ 2^32 - 1

unsigned num = -5; // ???

二補數 2's complement

binary	decimal	binary	decimal
0111	7	1111	-1
0110	6	1110	-2
0101	5	1101	-3
0100	4	1100	-4
0011	3	1011	-5
0010	2	1010	-6
0001	1	1001	-7
0000	0	1000	-8

二補數 2's complement

最高位是 0 ➜ 正數
最高位是 1 ➜ 負數
正數變負數 ➜ 1 變 0、0 變 1 再加 1

binary	decimal	binary	decimal
0111	7	1111	-1
0110	6	1110	-2
0101	5	1101	-3
0100	4	1100	-4
0011	3	1011	-5
0010	2	1010	-6
0001	1	1001	-7
0000	0	1000	-8

short/long/unsigned

int	4 bytes	-2^31 ~ 2^31 - 1
unsigned int	4 bytes	0 ~ 2^32 - 1
short int	2 bytes	-2^15 ~ 2^15 - 1
unsigned short int	2 bytes	0 ~ 2^16 - 1
long long int	8 bytes	-2^63 ~ 2^63 - 1
unsigned long long int	8 bytes	0 ~ 2^64 - 1

<limits.h>

#include <iostream>
#include <limits.h>
using namespace std;

int main() {
    cout << "int range\t\t" << INT_MIN << "\t" << INT_MAX << "\n";
    cout << "unsigned int range\t" << 0 << "\t\t" << UINT_MAX << "\n";
    cout << "short int range\t\t" << SHRT_MIN << "\t\t" << SHRT_MAX << "\n";
}

定義了整數資料型別的上下界
- 可能會因為不同硬體、作業系統、編譯器而有不同的結果
- cppreference

Overflow

超過上下界
undefined behavior

#include <iostream>
#include <limits.h>
using namespace std;

int main() {
    int a = INT_MAX;
    cout << "a = " << a << "\n";
    cout << "a + 1 = " << a + 1 << "\n";

    if (a < a + 1)
        cout << "a < a + 1\n";
    else
        cout << "a >= a + 1\n";
}

不可更動的常數

const

避免更動到定值 ex. PI

宣告

const double PI = 3.14;
double const PI = 3.14;

注意！

const 變數一定要有初始值

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    const double PI;
}

注意！

更改到 const 變數會噴錯提醒

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    const double PI = 3.14;
    PI = 6.28;
}

在函數中使用

#include <iostream>
using namespace std;

int area(const int w, const int h) {
    return w * h;
}

int main() {
    cout << area(3, 4);
}

不隨函式結束而消失的變數

static

Static (in function)

宣告/初始化一次
- 生命週期為整個程式碼
- 可以用於統計

Example

#include <iostream>
using namespace std;

void count() {
    int cnt = 0;
    cout << cnt++;
}

int main() {
    for(int i = 0; i < 5; i++)
        count();
}

Example

#include <iostream>
using namespace std;

void count() {
    static int cnt = 0;
    cout << cnt++;
}

int main() {
    for(int i = 0; i < 5; i++)
        count();
}

Static (in global)

static 全域變數不能被其他檔案使用

Example

// PI.cpp
#include <iostream>
double PI = 3.14;

// print_PI.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    extern double PI;
    cout << PI << "\n";
}

> g++ PI.cpp call_PI.cpp
> ./a.out
> 3.14

Example

// PI.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
static double PI = 3.14;

// print_PI.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    extern double PI;
    cout << PI << "\n";
}

總結

short/long 可以改變所佔的記憶體空間
- sizeof(資料型態、變數)
unsigned 可以改變數值範圍
- 二補數
- Overflow
const 把資料改成不可更動的常數
static 讓資料不隨函式結束而消失

總結

可以同時使用多個修飾子
- const unsigned long long int LARGE = 9876543210;
其他修飾子
- extern
- volatile
- ...