Джесс Либерти - Освой самостоятельно С++ за 21 день. Страница 11

Результат:

Width: 5

Length: 10

Area: 50

В строке 2 содержится директива препроцессора include, включающаябиблиотеку iostream, которая обеспечивает работоспособность объекта вывода cout. Собственно, программа начинает свою работу в строке 4.

В строке 6 переменная Width определяется для хранения значения типа unsigned short int, и тут же выполняется инициализация этой переменной числом 5. В этой же строке определяется еще одна переменная Length такого же типа, но без инициализации. В строке 7 переменной Length присваивается значение 10.

В строке 11 определяется переменная Area типа unsigned short int, которая тут же инициализируется значением, полученным в результате умножения значений переменных Width и Length. В строках 13—15 значения всех переменных программы выводятся на экран. Обратите внимание на то, что для разрывов строк используется специальный оператор endl.

Ключевое слово typedef

Порой утомительно и скучно многократно повторять запись таких ключевых слов, как unsigned short int. (Кроме того, в этих трех словах немудрено наделать еще и кучу ошибок.) В языке C++ предусмотрена возможность создания псевдонима для этой фразы путем использования ключевого слова typedef, которое означает определение типа.

При создании псевдонима важно отличать его от создания нового типа (об этом пойдет речь на занятии 6). Чтобы создать псевдоним типа данных, сначала записывается ключевое слово typedef, за которым следует существующий тип, а за ним новое имя с символом точки с запятой. Например, при выполнении строки

typedef unsigned short int USHORT;

создается новое имя USHORT, которое можно использовать везде, где нужно определить переменную типа unsigned short int. Листинг 3.3 переделан из листинга 3.2 с использованием псевдонима USHORT вместо слов unsigned short int.

Листинг 3.3. Пример определения типа с помощью typedef 

1: // * * * * * * * * * * * * * * * * *

2: // Пример определения типа с помощью typedef

3: #include <iostream.h>

4:

5: typedef unsigned short int USHORT; //определение псевдонима

6:

7: int main()

8: {

9:    USHORT Width = 5;

10:   USHORT Length;

11:   Length = 10;

12:   USHORT Area = Width * Length;

13:   cout << "Width:" << Width << "\n";

14:   cout << "Length: " << Length << endl;

15:   cout << "Area: " << Area << endl;

16:   return 0;

17: }

Результат:

Width: 5

Length: 10

Area: 50

В строке 5 идентификатор USHORT с помощью ключевого слова typedef определен как псевдоним типа unsigned short int. В остальном эта программа аналогична предыдущей, представленной в листинге 3.2, да и результаты работы обеих программ совпадают.

В каких случаях следует использовать типы short и long

Начинающим программистам часто бывает трудно принять решение о том, когда объявлять переменную с использованием типа long, а когда — с использованием типа short. Правило довольно простое: если существует хоть малейший шанс, что ваше значение будет слишком большим для предполагаемого типа, используйте тип с большим размером.

Приведенные в табл. 3.1 переменные типа unsigned short int, как правило, имеют размер, равный двум байтам, и могут хранить значение, не превышающее 65 535. Знаковые короткие целые делят свой диапазон между положительными и отрицательными числами, поэтому их максимальное значение вдвое меньше, чем у беззнакового короткого целого.

Хотя переменные типа unsigned long int могут хранить очень большое число (4 294 967 295), оно все-таки конечно. Если вам нужно работать с еще большими числами, придется перейти к использованию типов float или double, но при этом вы несколько проиграете в точности. Переменные типа float и double могут хранить чрезвычайно большие числа, но на большинстве компьютеров значимыми остаются только первые 7 или 19 цифр, т.е. после указанного количества цифр число округляется.

Переменные с меньшим размером используют меньший объем памяти. В наши дни память становится все дешевле, а жизнь не так уж длинна, чтобы тратить ее на экономию памяти. Поэтому отдайте предпочтение типу int, который на большинстве компьютеров имеет размер в четыре байта.

Переполнение беззнаковых целых

Что случится, если при использовании беззнаковых длинных целых превысить их предельный максимум?

Когда беззнаковое целое достигает своего максимального значения, при очередном инкременте оно сбрасывается в нуль и отсчет начинается сначала, как в автомобильном одометре. В листинге 3.4 показано, что произойдет при попытке поместить слишком большое число в переменную типа short.

Листинг 3.4. Пример переполнения беззнаковой целой переменной.

1: #include <iostream.h>

2: int main()

3: {

4:    unsigned short int smallNumber;

5:    smallNumber = 65535;

6:    cout << "small number:" << smallNumber << endl;

7:    smallNumber++;

8:    cout << "small number:" << smallNumber << endl;

9:    smallNumber++;

10:   cout << "small number:" << smallNumber << endl;

11:   return 0;

12: }

Результат:

small number:65535

small number:0

small numbar:1

АНАЛИЗ: В строке 4 объявляется переменная smallNumber типа unsigned short int, которая на моем компьютере является двухбайтовой, способной хранить значение между 0 и 65 535. В строке 5 переменной smallNumber присваивается максимальное значение, которое в строке 6 выводится на экран.

В строке 7 переменная smallNumber увеличивается на 1. Приращение осуществляется с помощью оператора инкремента, имеющего вид двух символов плюс (++). Следовательно, значение переменной smallNumber должно стать 65 536. Однако переменная типа unsigned short int не может хранить число, большее 65 535, поэтому ее значение сбрасывается в 0, который и выводится в строке 8.

В строке 9 переменная smallNumber вновь увеличивается на единицу, после чего ее новое значение выводится на экран.

Переполнение знаковых целочисленных значений

Знаковые целые отличаются от беззнаковых тем, что половина этих значений всего диапазона — отрицательные числа. При выходе за пределы максимального положительного значения переменная принимает минимальное отрицательное значение. В листинге 3.5 показано, что происходит, если добавить единицу к максимальному положительному числу, хранящемуся в переменной типа short int.

Листинг 3.5. Пример переполнения знаковой целой переменной

1: #include <iostream.h>

2: int main()

3: {

4:    short int smallNumber;

5:    smallNumber = 32767;

6:    cout << "small number:" << smallNumber << endl;

7:    smallNumber++;

8:    cout << "small number:" << smallNumber << endl;

9:    smallNumber++;

10:   cout << "small number:" << smallNumber << endl;

11:   return 0;

12:}

Анализ: В строке 4 переменная smallNumber объявляется на этот раз короткой целой (short int) со знаком (если в объявлении переменной ключевое слово unsigned отсутствует, т.е. эта переменная явно не объявляется беззнаковой, то подразумевается ее использование со знаком). В остальном эта программа выполняет те же действия, что и предыдущая, но на экран выводятся совсем другие результаты. Чтобы до конца понять, почему получены именно такие результаты, нужно знать, как представляются числа со знаком в двухбайтовом целом значении.

Этот пример показывает, что в случае приращения максимального положительного целого числа со знаком будет получено не нулевое значение (как в случае с беззнаковыми целыми), а минимальное отрицательное число.

Символы

Символьные переменные (типа char) обычно занимают один байт, этого достаточно для хранения 256 значений печатаемых символов (см. приложение В). Значение типа char можно интерпретировать как число в диапазоне 0—255, или символ ASCII. Набор символов ASCII и его эквивалент ISO (International Standards Organization — Международная организация по стандартизации) представляют собой способ кодировки всех букв, цифр и знаков препинания.

Например, в коде ASCII английской строчной букве "а" присвоено значение 97. Всем прописным и строчным буквам, всем цифрам и знакам препинания присвоены значения от 1 до 128. Дополнительные 128 знаков и символов зарезервированы для расширения возможностей компьютера, хотя расширенный набор символов IBM стал уже чем-то вроде стандарта.

Примечание:ASCII обычно произносится как "аскей".

Примечание:Компьютеры не имеют ни малейшего понятия, ни о каких буквах, знаках препинания или предложениях. Все они понимают только числа. В действительности же они оценивают некоторые электрические параметры в определенных точках своих схем. Если значение оцениваемого параметра выше некоторой оговоренной величины, оно представляется внутренне как 1, если нет — как 0. Путем группирования нулей и единиц компьютер способен генерировать кодовые комбинации, которые можно интерпретировать как числа, а те, в свою очередь, можно присвоить буквам и знакам препинания.