基础类型
(类型系统概览见类型,以及参阅 C++ 库提供的类型相关的工具列表)
void 类型
- void - 值为空集的类型。它是无法变为完整的不完整类型(从而不允许存在
void
类型的对象)。不存在含有void
的数组以及到void
的引用。然而 指向void
的指针和返回void
类型的函数是允许存在的(其他语言中的过程)。
std::nullptr_t
定义于头文件 <cstddef>
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||
typedef decltype(nullptr) nullptr_t; |
(C++11 起) | |
std::nullptr_t 是空指针字面量 nullptr
的类型。它是独立类型,既非指针类型,亦非成员指针类型。
布尔类型
数据模型
每个实现关于基础类型大小所做的选择被统称为数据模型。有四个数据模型广为接受:
32 位系统:
- LP32 或 2/4/4 ( int 为 16 位, long 和指针为 32 位)
- Win16 API
- ILP32 或 4/4/4 ( int 、 long 和指针为 32 位)
- Win32 API
- Unix 和类 Unix 系统( Linux 、 macOS )
64 位系统:
- LLP64 或 4/4/8 ( int 和 long 为 32 位,指针为 64 位)
- Win64 API
- LP64 或 4/8/8 ( int 为 32 位, long 和指针为 64 位)
- Unix 和类 Unix 系统( Linux 、 macOS )
其他数据模型很罕见。例如, ILP64 ( 8/8/8 : int 、 long 和指针为 64 位)只出现于某些早期 64 位 Unix 系统(例如 UNICOS on Cray )。
整数类型
- int - 基本整数类型。若使用了下列任何修饰符则可省略关键词
int
。若无长度修饰符,则它保证拥有至少 16 位宽度。然而在 32/64 位系统上,几乎专门保证它拥有至少 32 位宽度(见后述)。
修饰符
修饰整数类型。能以任何顺序混合使用。类型名中每组只能有一个。
符号性
- signed - 目标类型将拥有有符号表示(若省略则此为默认)
- unsigned - 目标类型将拥有无符号表示
大小
- short - 目标类型将为空间优化,且将有至少 16 位的宽度。
- long - 目标类型将有至少 32 位的宽度。
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(C++11 起) |
注意:与所有类型说明符相同,容许采用任何顺序: unsigned long long int 与 long int unsigned long 指名同一类型。
性质
下表总结了所有可用的整数类型及其在各种常用数据模型中的性质:
类型说明符 | 等价类型 | 按数据模型的位宽 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
C++ 标准 | LP32 | ILP32 | LLP64 | LP64 | ||
short
|
short int | 至少 16 | 16 | 16 | 16 | 16 |
short int
| ||||||
signed short
| ||||||
signed short int
| ||||||
unsigned short
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unsigned short int | |||||
unsigned short int
| ||||||
int
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int | 至少 16 | 16 | 32 | 32 | 32 |
signed
| ||||||
signed int
| ||||||
unsigned
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unsigned int | |||||
unsigned int
| ||||||
long
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long int | 至少 32 | 32 | 32 | 32 | 64 |
long int
| ||||||
signed long
| ||||||
signed long int
| ||||||
unsigned long
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unsigned long int | |||||
unsigned long int
| ||||||
long long
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long long int (C++11) |
至少 64 | 64 | 64 | 64 | 64 |
long long int
| ||||||
signed long long
| ||||||
signed long long int
| ||||||
unsigned long long
|
unsigned long long int (C++11) | |||||
unsigned long long int
|
注意:整数算术对有符号和无符号整数类型的定义是不同的。见算术运算符,特别是整数溢出。
std::size_t 是 sizeof
运算符还有 sizeof...
运算符及 alignof
运算符 (C++11 起)的结果的无符号整数类型。
另参阅定宽整数类型。 |
(C++11 起) |
字符类型
- signed char - 有符号字符表示的类型。
- unsigned char - 无符号字符表示的类型。亦用于审查对象表示(无修饰内存)。
- char - 能在目标系统上最有效地处理的字符表示的类型(拥有与 signed char 或 unsigned char 之一相同的表示和对齐,但始终是独立的类型)。多字节字符串用此类型表示编码单元。对于每个范围 [0, 255] 中的 unsigned char 类型值,将该值转换成 char 再转换回 unsigned char 产生原值。 (C++11 起) char 的符号性取决于编译器和目标平台: ARM 和 PowerPC 的默认设置常为无符号,而 x86 与 x64 的默认设置常为有符号。
- wchar_t - 宽字符表示的类型(见宽字符串)。要求大到足以表示任何受支持的字符编码位点(支持 Unicode 的系统上为 32 位。值得注意的例外是 Windows,其中 wchar_t 为 16 位并保有 UTF-16 编码单元)。它与上述整数类型之一具有相同的大小、符号性和对齐,但它是独立的类型。
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(C++11 起) |
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(C++20 起) |
除了最小位数, C++ 标准还保证
- 1 == sizeof(char) <= sizeof(short) <= sizeof(int) <= sizeof(long) <= sizeof(long long) 。
注意:这允许一种极端情况,其中字节有 64 位大小,所有类型(包括 char )都有 64 位宽,而 sizeof 对每个类型均返回 1。
浮点类型
下列三种类型及其 cv 限定版本统称为浮点类型。
- float - 单精度浮点类型。若支持则匹配 IEEE-754 binary32 格式。
- double - 双精度浮点类型。若支持则匹配 IEEE-754 binary64 格式。
- long double - 扩展精度浮点类型。若支持则匹配 IEEE-754 binary128 格式,否则若支持则匹配 IEEE-754 binary64 扩展格式,否则匹配某种精度优于 binary64 而值域至少和 binary64 一样好的非 IEEE-754 扩展浮点格式,否则匹配 IEEE-754 binary64 格式。
- 一些 HP-UX、 SPARC、 MIPS、 ARM64 和 z/OS 实现使用 binary128 格式。
- 最知名的 IEEE-754 binary64 扩展格式是 80 位 x87 扩展精度格式。许多 x86 和 x86-64 实现使用它(一个典型的例外是 MSVC ,它将 long double 实现为与 double 相同的格式,即 binary 64)。
性质
浮点类型可以支持一些特殊值:
- 无穷(正和负),见 INFINITY
- 负零,-0.0。它与正零比较相等,但在某些算术运算中有意义,例如 1.0/0.0 == INFINITY ,但 1.0/-0.0 == -INFINITY),而且对某些数学函数有意义,例如 sqrt(std::complex)
- 非数 (NaN) ,它与任何值(包括自身)比较都不相等。多个位模式都表示 NaN,见 std::nan、NAN 。注意 C++ 并不对发信 NaN 进行特殊对待,把所有 NaN 均当做静默 NaN,但提供了 std::numeric_limits::has_signaling_NaN 用以检测它们的支持情况。
实浮点数可用于算术运算符 + - / * 和各种来自 <cmath> 的数学函数。内建运算符和库函数都可能引发浮点异常,并按 math_errhandling 中的描述设置 errno。
浮点表达式可拥有大于其类型所指定的值域和精度,见 FLT_EVAL_METHOD。浮点表达式亦可收缩,即在计算时将所有中间值视为拥有无限范围和精度,见 #pragma STDC FP_CONTRACT。
浮点数上的某些运算受浮点环境的状态影响,并可对其进行修改(最值得注意的是舍入方向)。
在实浮点类型和整数类型间定义了隐式转换。
浮点类型的其他细节、界限和性质见浮点类型的界限和 std::numeric_limits。
取值范围
下表提供常用数值表示的界限的参考。
C++20 之前,C++ 标准曾允许任意的有符号整数表示,而 N 位有符号整数的最小保证范围为从 -(2N-1
-1) 到 +2N-1
-1 (例如有符号 8 位类型为 -127 到 127 ),这对应于反码或原码的界限。
然而,所有 C++ 编译器均使用补码表示,而从 C++20 起,这是标准所允许的唯一表示,所保证的范围为从 -2N-1
到 +2N-1
-1 (例如有符号 8 位类型为 -128 到 127 )。
C++11 起(经由 CWG 1759 )已不允许 char 的 8 位反码与原码表示,因为用于 UTF-8 字符串字面量的值为 0x80 的 UTF-8 编码单元必须可存储于 char 元素对象。
类型 | 位数 | 格式 | 取值范围 | |
---|---|---|---|---|
近似 | 精确 | |||
字符 | 8 | 有符号 | -128 到 127 | |
无符号 | 0 到 255 | |||
16 | UTF-16 | 0 到 65535 | ||
32 | UTF-32 | 0 到 1114111 (0x10ffff) | ||
整数 | 16 | 有符号 | ± 3.27 · 104 | -32768 到 32767 |
无符号 | 0 到 6.55 · 104 | 0 到 65535 | ||
32 | 有符号 | ± 2.14 · 109 | -2,147,483,648 到 2,147,483,647 | |
无符号 | 0 到 4.29 · 109 | 0 到 4,294,967,295 | ||
64 | 有符号 | ± 9.22 · 1018 | -9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807 | |
无符号 | 0 到 1.84 · 1019 | 0 到 18,446,744,073,709,551,615 | ||
二进制浮点 | 32 | IEEE-754 |
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64 | IEEE-754 |
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80[注 1] | x86 |
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128 | IEEE-754 |
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- ↑ 在 32/64 位平台上对象表示通常占用 96/128 位。
注意:这些类型可表示的值的实际界限(与保证的最小界限相对)可通过 C 数值界限接口及 std::numeric_limits 获知。
关键词
void, bool, true, false, char, wchar_t, char8_t, char16_t, char32_t, int, short, long, signed, unsigned, float, double
缺陷报告
下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。
DR | 应用于 | 出版时的行为 | 正确行为 |
---|---|---|---|
CWG 1759 | C++11 | 不保证 char 能表示 UTF-8 编码单元 0x80 | 已保证 |