Целочисленные типы данных в языках программирования сообщение

Обновлено: 30.06.2024

Понятие данных является одним из ключевых в программировании, да и вообще в компьютерных науках. Грубо говоря, данные в информатике это информация, находящиеся в состоянии хранении, обработки или передачи, в какой-то отрезок времени. В машинах Тьюринга информация имеет тип, а он в свою очередь, зависит от рода информации.

Типы данных в Паскале определяют возможные значения переменных, констант, выражений и функций. Они бывают встроенными и пользовательскими. Встроенные типы изначально присутствуют в языке программирования, а пользовательские создаются программистом.

По способу представления и обработки типы данных бывают:

простые
структурированные
указатели
объекты
процедуры

В этой статье будут рассмотрены лишь, наиболее простые типы данных, так как на начальных этапах обучения, вашей программе будет проще обойтись, например, без файлов и записей, чем без целочисленных или строковых переменных.

Целочисленный тип

Сюда входят несколько целочисленных типов, которые различаются диапазоном значений, количеством байт отведённых для их хранения и словом, с помощью которого объявляется тип.

Тип	Диапазон	Размер в байтах
shortint	-128…127	1
integer	-32 768…32 767	2
longint	-2 147 483 648…2 147 483 647	4
byte	0…255	1
word	0…65 535	2

Объявить целочисленную переменную можно в разделе Var, например:

Над переменными этой категории можно выполнять все арифметические и логические операции за исключением деления (/), для него нужен вещественный тип. Также могут быть применены некоторые стандартные функции и процедуры.

Вещественный тип

В Паскале бывают следующие вещественные типы данных:

Тип	Диапазон	Память, байт	Количество цифр
Real	2.9e-39 … 1.7e38	6	11-12
Single	1.5e-45 … 3.4e38	4	7-8
Double	5.0e-324 …1.7e308	8	15-16
Extended	3.4e-4932 … 1.1e493	10	19-20
Comp	-9.2e63 … (9.2e63)-1	8	19-20

Над ними может быть выполнено большее количество операций и функций, чем над целыми. Например, эти функции возвращают вещественный результат:

ln(x) – натуральный логарифм;

sqrt(x) – квадратный корень;

Логический тип

Переменная, имеющая логический тип данных может принимать всего два значения: true (истина) и false (ложь). Здесь истине соответствует значение 1, а ложь тождественная нулю. Объявить булеву переменную можно так:

Над данными этого типа могут выполняться операции сравнения и логические операции: not , and, or, xor.

Символьный тип

Символьный тип данных – это совокупность символов, используемых в том или ином компьютере. Переменная данного типа принимает значение одного из этих символов, занимает в памяти компьютера 1 байт. Слово Char определяет величину данного типа. Существует несколько способов записать символьную переменную (или константу):

как одиночный символ, заключенный в апострофы: ‘W’, ‘V’, ‘п’;
указав код символа, значение которого должно находиться в диапазоне от 0 до 255.
при помощи конструкции ^K, где K – код управляющего символа. Значение K должно быть на 64 больше кода соответствующего управляющего символа.

К величинам символьного типа данных применимы операции отношения и следующие функции:

Succ(x) — возвращает следующий символ;

Pred(x) — возвращает предыдущий символ;

Ord(x) — возвращает значение кода символа;

Chr(x) — возвращает значение символа по его коду;

UpCase(x) — переводит литеры из интервала ‘a’..’z’ в верхний регистр.

Для плодотворной работы с символьным типом рекомендую пользоваться таблицей ASCII.

Строковый тип

Строка в Паскале представляет собой последовательность символов заключенных в апострофы, и обозначается словом String. Число символов (длина строки) должно не превышать 255. Если длину строки не указывать, то она автоматически определиться в 255 символов. Общий вид объявления строковой переменной выглядит так:

Каждый символ в строке имеет свой индекс (номер). Индекс первого байта – 0, но в нем храниться не первый символ, а длина всей строки, из чего следует, что переменная этого типа будет занимать на 1 байт больше числа переменных в ней. Номер первого символа – 1, например, если мы имеем строку S=‘stroka’, то S[1]=s;. В одном из следующих уроков строковый тип данных будет рассмотрен подробнее.

Перечисляемый тип данных

Перечисляемый тип данных представляет собой некоторое ограниченное количество идентификаторов. Эти идентификаторы заключаются в круглые скобки, и отделяются друг от друга запятыми.

Type Day=(Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday);

Переменная A может принимать лишь значения определенные в разделе Type. Также можно объявить переменную перечисляемого типа в разделе Var:

Var A: (Monday, Tuesday);

К данному типу применимы операции отношения, при этом заранее определенно, что Monday = .. ;

Аннотация: В лекции рассматриваются понятие типов данных в языках программирования, приводится классификация типов данных в С++, излагаются особенности представления базовых типов и операций над ними, рекомендации и правила выполнения операции преобразования базовых типов в С++.

Цель лекции: изучить классификацию типов и их внутреннее представление в языке С++, научиться работать со стандартными и пользовательскими типами .

Основная цель любой программы состоит в обработке каких-либо данных, например, чисел или текстов. Данные могут быть различного вида или типа и, в зависимости от этого, с ними можно выполнять разные действия.

В любом языке программирования каждая константа, переменная , результат вычисления выражения или функции должны иметь определенный тип данных .

Тип данных – это множество допустимых значений, которые может принимать тот или иной объект , а также множество допустимых операций, которые применимы к нему. В современном понимании тип также зависит от внутреннего представления информации.

Таким образом, данные различных типов хранятся и обрабатываются по-разному. Тип данных определяет:

внутреннее представление данных в памяти компьютера;
объем памяти, выделяемый под данные;
множество (диапазон) значений, которые могут принимать величины этого типа;
операции и функции, которые можно применять к данным этого типа.

Исходя из данных характеристик, необходимо определять тип каждой величины, используемой в программе для представления объектов. Обязательное описание типа позволяет компилятору производить проверку допустимости различных конструкций программы. От выбора типа величины зависит последовательность машинных команд, построенная компилятором.

Классификация типов данных в С++

Современные языки программирования, как правило, могут иметь набор простых типов, являющихся встроенными в данный язык программирования , и средства для создания производных типов.

Объектно-ориентированные языки программирования позволяют определять типы класса.

Реализация простых типов данных заключается в способе представления значений данного типа в компьютере и в наборе операций, поддерживаемых для данного типа.

Тип данных определяет размер памяти, выделяемой под переменную данного типа при ее создании. Язык программирования C++ поддерживает следующие типы данных (рис. 1.1).

Базовые типы. Базовые типы предопределены стандартом языка , указываются зарезервированными ключевыми словами и характеризуются одним значением. Их не надо определять и их нельзя разложить на более простые составляющие без потери сущности данных. Базовые типы объектов создают основу для построения более сложных типов .
Производные типы. Производные типы задаются пользователем, и переменные этих типов создаются как с использованием базовых типов, так и типов классов.
Типы класса. Экземпляры этих типов называются объектами.

Существует четыре спецификатора типа данных, уточняющих внутреннее представление и диапазон базовых типов:

Рассмотрим более подробно базовые типы данных .

Целочисленный (целый) тип данных (тип int)

Переменные данного типа применяются для хранения целых чисел ( integer ). Описание переменной , имеющей тип int , сообщает компилятору, что он должен связать с идентификатором (именем) переменной количество памяти, достаточное для хранения целого числа во время выполнения программы.

Границы диапазона целых чисел, которые можно хранить в переменных типа int , зависят от конкретного компьютера, компилятора и операционной системы (от реализации). Для 16-разрядного процессора под него отводится 2 байта, для 32-разрядного – 4 байта.

Для внутреннего представления знаковых целых чисел характерно определение знака по старшему биту (0 – для положительных, 1 – для отрицательных). Поэтому число 0 во внутреннем представлении относится к положительным значениям. Следовательно, наблюдается асимметрия границ целых промежутков.

В целочисленных типах для всех значений определены следующий и предыдущий элементы. Для максимального следующим значением будет являться минимальное в этом же типе, предыдущее для минимального определяется как максимальное значение . То есть целочисленный диапазон условно можно представить сомкнутым в кольцо. Поэтому определены операции декремента для минимального и инкремента для максимального значений в целых типах .

От количества отводимой под объект памяти зависит множество допустимых значений, которые может принимать объект :

short int – занимает 2 байта, следовательно, имеет диапазон от –32 768 до +32 767;
int – занимает 4 байта, следовательно, имеет диапазон от –2 147 483 648 до +2 147 483 647;
long int – занимает 4 байта, следовательно, имеет диапазон от –2 147 483 648 до +2 147 483 647;
long long int – занимает 8 байтов, следовательно, имеет диапазон от –9 223 372 036 854 775 808 до +9 223 372 036 854 775 807.

Модификаторы signed и unsigned также влияют на множество допустимых значений, которые может принимать объект :

unsigned short int – занимает 2 байта, следовательно, имеет диапазон от 0 до 65 535;
unsigned int – занимает 4 байта, следовательно, имеет диапазон от 0 до 4 294 967 295;
unsigned long int – занимает 4 байта, следовательно, имеет диапазон от 0 до 4 294 967 295;
unsigned long long int – занимает 8 байтов, следовательно, имеет диапазон от 0 до 18 446 744 073 709 551 615.

Приведем несколько правил, касающихся записи целочисленных значений в исходном тексте программ.

Нельзя пользоваться десятичной точкой. Значения 26 и 26.0 одинаковы, но 26.0 не является значением типа int .
Нельзя пользоваться запятыми в качестве разделителей тысяч. Например, число 23,897 следует записывать как 23897.
Целые значения не должны начинаться с незначащего нуля. Он применяется для обозначения восьмеричных или шестнадцатеричных чисел, так что компилятор будет рассматривать значение 011 как число 9 в восьмеричной системе счисления .

На практике рекомендуется использовать основной целый тип , то есть тип int . Данные основного целого типа практически всегда обрабатываются быстрее, чем данные других целых типов. Короткий тип short подойдет для хранения больших массивов чисел с целью экономии памяти при условии, что значения элементов не выходят за предельные границы для этих типов. Длинные типы необходимы в ситуации, когда не достаточно типа int .

Вещественный (данные с плавающей точкой) тип данных (типы float и double)

Для хранения вещественных чисел применяются типы данных float (с одинарной точностью) и double (с двойной точностью). Смысл знаков "+" и "-" для вещественных типов совпадает с целыми. Последние незначащие нули справа от десятичной точки игнорируются. Поэтому варианты записи +523.5, 523.5 и 523.500 представляют одно и то же значение .

Для представления вещественных чисел используются два формата:

В большинстве случаев используется тип double , он обеспечивает более высокую точность , чем тип float . Максимальную точность и наибольший диапазон чисел достигается с помощью типа long double .

Величина с модификатором типа float занимает 4 байта. Из них 1 бит отводится для знака, 8 бит для избыточной экспоненты и 23 бита для мантиссы . Отметим, что старший бит мантиссы всегда равен 1, поэтому он не заполняется, в связи с этим диапазон модулей значений переменной с плавающей точкой приблизительно равен от 3.14E–38 до 3.14E+38.

Величина типа double занимает 8 байтов в памяти. Ее формат аналогичен формату float . Биты памяти распределяются следующим образом: 1 бит для знака, 11 бит для экспоненты и 52 бита для мантиссы . С учетом опущенного старшего бита мантиссы диапазон модулей значений переменной с двойной точностью равен от 1.7E–308 до 1.7E+308.

Уроки программирования, алгоритмы, статьи, исходники, примеры программ и полезные советы

Типы данных

Поговорим про типы данных в языках программирования. Они делятся на две категории: примитивные типы и ссылочные типы. В статье рассмотрим каждую из категорий.

Примитивные типы данных

Ключевая особенность примитивных типов данных в том, что они передаются по значению. Это значит, что при передачи переменной в качестве аргумента функции (или методу) она копируется туда. Следовательно манипуляции, производимые с переменной в вызванной функции, никак не повлияют на значение переменной в вызывающей функции.

Примечание: модификатор unsigned (то есть беззнаковый) применим к любому целочисленному типу (в том числе и к символьному), а long (длинный) применим практически к любому типу, за исключением логического.

Ссылочные типы данных

Самая важная особенность ссылочных типов данных состоит в том, что они передаются не по значению, а по ссылке. Что это значит?

cout "true white-space:nowrap;background:none!important;font-family:Consolas,Bitstream Vera Sans Mono,Courier New,Courier,monospace!important;font-size:1em!important;padding:0px!important;color:black!important;border-radius:0px!important;border:0px!important;float:none!important;height:auto!important;line-height:1.1em!important;margin:0px!important;outline:0px!important;overflow:visible!important;vertical-align:baseline!important;width:auto!important;min-height:auto!important">

cout "false white-space:nowrap;background:none!important;font-family:Consolas,Bitstream Vera Sans Mono,Courier New,Courier,monospace!important;font-size:1em!important;padding:0px!important;color:black!important;border-radius:0px!important;border:0px!important;float:none!important;height:auto!important;line-height:1.1em!important;margin:0px!important;outline:0px!important;overflow:visible!important;vertical-align:baseline!important;width:auto!important;min-height:auto!important">

Рисунок 1 — Тип данных bool

Тип данных char

Тип данных char — это целочисленный тип данных, который используется для представления символов. То есть, каждому символу соответствует определённое число из диапазона [0;255]. Тип данных char также ещё называют символьным типом данных, так как графическое представление символов в С++ возможно благодаря char . Для представления символов в C++ типу данных char отводится один байт, в одном байте — 8 бит, тогда возведем двойку в степень 8 и получим значение 256 — количество символов, которое можно закодировать. Таким образом, используя тип данных char можно отобразить любой из 256 символов. Все закодированные символы представлены в таблице ASCII.

ASCII ( от англ. American Standard Code for Information Interchange) — американский стандартный код для обмена информацией.

Рассмотрим программу с использованием типа данных char .

cout "symbol white-space:nowrap;background:none!important;font-family:Consolas,Bitstream Vera Sans Mono,Courier New,Courier,monospace!important;font-size:1em!important;padding:0px!important;color:black!important;border-radius:0px!important;border:0px!important;float:none!important;height:auto!important;line-height:1.1em!important;margin:0px!important;outline:0px!important;overflow:visible!important;vertical-align:baseline!important;width:auto!important;min-height:auto!important"> // печать символа, содержащегося в переменной symbol

cout "string white-space:nowrap;background:none!important;font-family:Consolas,Bitstream Vera Sans Mono,Courier New,Courier,monospace!important;font-size:1em!important;padding:0px!important;color:black!important;border-radius:0px!important;border:0px!important;float:none!important;height:auto!important;line-height:1.1em!important;margin:0px!important;outline:0px!important;overflow:visible!important;vertical-align:baseline!important;width:auto!important;min-height:auto!important"> // печать строки

В строке 7 объявлена переменная с именем symbol , ей присвоено значение символа 'a' ( ASCII код ). В строке 10 оператор cout печатает символ, содержащийся в переменной symbol . В строке 10 объявлен строковый массив с именем string , причём размер массива задан неявно. В строковый массив сохранена строка "Hello, cpp" . Обратите внимание на то, что, когда мы сохраняли символ в переменную типа char , то после знака равно мы ставили одинарные кавычки, в которых и записывали символ. При инициализации строкового массива некоторой строкой, после знака равно ставятся двойные кавычки, в которых и записывается некоторая строка. Как и обычный символ, строки выводятся с помощью оператора cout , строка 11 .

Целочисленные типы данных

Целочисленные типы данных используются для представления чисел. В таблице 1 их аж шесть штук: short int , unsigned short int , int , unsigned int , long int , unsigned long int . Все они имеют свой собственный размер занимаемой памяти и диапазоном принимаемых значений.

Размер типа int не определяется стандартом, а зависит от компьютера и компилятора. Для 16-разрядного процессора под величины этого типа отводится 2 байта, для 32-разрядного — 4 байта. Все типы данных в таблице 1 расположены в порядке возрастания размера занимаемой памяти и диапазона принимаемых значений. Диапазон принимаемых значений, так или иначе, зависит от размера занимаемой памяти. Соответственно, чем больше размер занимаемой памяти, тем больше диапазон принимаемых значений. Также диапазон принимаемых значений меняется в случае, если тип данных объявляется с приставкой unsigned — без знака. Приставка unsigned говорит о том, что тип данных не может хранить знаковые значения, тогда и диапазон положительных значений увеличивается в два раза, например, типы данных short int и unsigned short int .

Приставки целочисленных типов данных:

short — приставка укорачивает тип данных, к которому применяется, путём уменьшения размера занимаемой памяти;

long — приставка удлиняет тип данных, к которому применяется, путём увеличения размера занимаемой памяти;

unsigned (без знака) — приставка увеличивает диапазон положительных значений в два раза, при этом диапазон отрицательных значений в таком типе данных храниться не может.

Так, что, по сути, мы имеем один целочисленный тип для представления целых чисел — это тип данных int . Благодаря приставкам short , long , unsigned появляется некоторое разнообразие типов данных int , различающихся размером занимаемой памяти и (или) диапазоном принимаемых значений.

Читайте также: