类型及类型转换

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第九章类型及类型转换

C/C++作为强类型语言,类型及类型转换的重要性在JAVA 课中已做过介绍(JAVA也是强类型语言)。

这一章集中讲一下C/C++的类型及类型转换,内容包括:

⏹C语言类型

⏹C++类型

⏹C/C++中基本的类型转换

⏹C++对象的类型转换

⏹类型转换函数

一、C语言类型

C语言的基本类型以及struct等复合类型,同学们已经很熟悉了,不再赘述,下面讨论几个课本中讲得不多的类型。

1枚举enum

C语言提供了一种称为“枚举”的类型。在“枚举”类型的定义中列举出所有可能的取值,而且被说明为该“枚举”类型的变量取值不能超过定义的范围。

枚举类型定义的一般形式为:

enum 枚举名{ 枚举值表};

在枚举值表中应罗列出所有可用值。这些值也称为枚举元素。

例如:

enum weekday

{ sun,mou,tue,wed,thu,fri,sat };

枚举元素本身由系统定义了一个表示序号的数值,从0 开始顺序定义为0,1,2…。如在weekday中,sun值为0,mon 值为1,…,sat值为6。

枚举类型是一种基本数据类型,而不是一种复合类型,因为它不能再分解为任何基本类型。

枚举变量的使用如下例所示:

main(){

enum weekday

{

sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat

} a,b,c,d;

a=sun; //

b=mon; //

c=2; //错。枚举类型不等同于整数

d=(enum weekday)3; //需要强制类型转换

}

枚举的语法不多做介绍,主要讲一下它在实际编程中怎么用:有些可以定义为整型的变量,取值被限定在一个有限的范围内,可取的值都有一个熟知的名字。例如,一个星期内的七天,一年的十二个月等。如果把这些量说明为字符串,则对这些变量进行关系运算或算术运算不方便(比如比较大小),而说明为整型每个值又没有名字也不太方便。这时后可考虑将其定义为枚举。

使用枚举的好处是:不仅帮助程序员和用户记忆,而且使程序可靠,可以防止变量取非法取值。枚举在实际编程中非常常见,比如JAVA线程库中线程的状态(wait, start, run…,)等等就是用枚举(而不是整型或字串),还有很多C程序对设备状态、寄存器状态等往往也用枚举标识。

Q1:在什么情况下使用枚举enum类型?好处是什么?

2 寄存器变量register

register int i;按语法的意思,是把i放到寄存器内,这比放到内存中快得多,如果i频繁使用的话,会提高效率。问题是C 语言是可移值的—某种程度上有跨平台的特性,不同平台编译

register int i时会有不同的处理,为了防止副作用,有的C编译器可能不把i放到寄存器内。

大多数C语言编译器都含有优化器,对常使用的局部变量等等进行优化,有时没有声明为register的变量也会放到寄存器中,所以没必要使用register int i这种可移值性不好的代码。

3 typedef

见“第四章预处理指令”

4 共同体union

在C语言里,union可以看作是一种特殊的struct,而在C++里,struct和union可以看作是特殊的类,它们可以有构造函数。无论如何,union的基本特性是:使若干变量共享一段内存。比如:

union myunion {

int x ;char ch; float y;

}a,b //

定义类型myunion。x、ch、y共享其中类型最宽的字节的内存。最后定义了myunion类型变量a,b

a.x;

b.ch; b.y; //引用共同体成员

union在实际编程中有什么用?下面例举几种用途;

(1)有人认为:不同类型变量共用一段内存,类型转换时不用强制转换。的确如此,但这绝不是好的编程风格,如果只是为了类型转换方便,最好不要用union。

(2)有时需要操作几个固定字节数、固定地址的硬件或软件接口(比如设备I/O端口),这个接口对不同代码的访问需要呈现不同的界面(比如有时是字符串,有时是整数,有时是控制字),可以使用union让几个成员共享该界面。比如:

union portX{

lont int x ; // 4字节端口,I/O整数

char str[4] ; //同一个4字节端口,I/O字串

char c_word[4]; //同一个4字节端口,I/O控制字

} myPort

(3) 节约内存,在一些微小系统里,确实需要使用union节约内存,比如让多个数组共享一段内存。

在C++中,union用作类的成员变量,由于类的构造函数的问题,可能会有一些需要特殊处理的问题,略过不讲。其它有关union语法的问题也略过不讲,我们只强调该怎么用它。在一些微小系统和底层程序中,union的出镜率还是挺高的。

5 volatile

C语言关键字volatile(易变的)表示不经过赋值,其值也可能被改变(例如,表示时钟的变量、表示端口的变量等)。声明为volatile的变量会阻止编译器对其优化(有时编译器会把变量优化到我们不希望的地方),在与硬件很密切的编程中使用较多。比如以下声明:

volatile int a;

a在运行期间不经过赋值也可能被改变。

下面例举volatile变量的几种用途;

1) 设备的硬件寄存器(如:状态寄存器)

2) 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量

3) 多线程应用中被几个任务共享的变量

volatile还可以用来修饰常量:

volatile const int a;