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第二章 变量和基本类型

练习2.1

类型 int、long、long long 和 short 的区别是什么?无符号类型和带符号类型的区别是什么?float 和 double的区别是什么?

解:

C++ 规定 short 和 int 至少16位,long 至少32位,long long 至少64位。 带符号类型能够表示正数、负数和 0 ,而无符号类型只能够表示 0 和正整数。

练习2.2

计算按揭贷款时,对于利率、本金和付款分别应选择何种数据类型?说明你的理由。

解:

使用double。需要进行浮点计算。

练习2.3

读程序写结果。

unsigned u = 10, u2 = 42;
std::cout << u2 - u << std::endl;
std::cout << u - u2 << std::endl;
int i = 10, i2 = 42;
std::cout << i2 - i << std::endl;
std::cout << i - i2 << std::endl;
std::cout << i - u << std::endl;
std::cout << u - i << std::endl;

解:

输出:

32
4294967264
32
-32
0
0

练习2.4

编写程序检查你的估计是否正确,如果不正确,请仔细研读本节直到弄明白问题所在。

练习2.5

指出下述字面值的数据类型并说明每一组内几种字面值的区别:

(a) 'a', L'a', "a", L"a"
(b) 10, 10u, 10L, 10uL, 012, 0xC
(c) 3.14, 3.14f, 3.14L
(d) 10, 10u, 10., 10e-2

解:

  • (a): 字符字面值,宽字符字面值,字符串字面值,宽字符串字面值。
  • (b): 十进制整型,十进制无符号整型,十进制长整型,十进制无符号长整型, 八进制整型,十六进制整型。
  • (c): double, float, long double
  • (d): 十进制整型,十进制无符号整型,double, double

练习2.6

下面两组定义是否有区别,如果有,请叙述之:

int month = 9, day = 7;
int month = 09, day = 07;

解:

第一行定义的是十进制的整型,第二行定义的是八进制的整型。但是month变量有误,八进制不能直接写9。

练习2.7

下述字面值表示何种含义?它们各自的数据类型是什么?

(a) "Who goes with F\145rgus?\012"
(b) 3.14e1L
(c) 1024f
(d) 3.14L

解:

  • (a) Who goes with Fergus?(换行),string 类型
  • (b) long double
  • (c) 无效,因为后缀f只能用于浮点字面量,而1024是整型。
  • (d) long double

练习2.8

请利用转义序列编写一段程序,要求先输出 2M,然后转到新一行。修改程序使其先输出 2,然后输出制表符,再输出 M,最后转到新一行。

解:

#include <iostream>
int main()
{
   std::cout << 2 << "\115\012";
   std::cout << 2 << "\t\115\012";
   return 0;
}

练习2.9

解释下列定义的含义,对于非法的定义,请说明错在何处并将其改正。

  • (a) std::cin >> int input_value;
  • (b) int i = { 3.14 };
  • (c) double salary = wage = 9999.99;
  • (d) int i = 3.14;

解:

(a): 应该先定义再使用。

int input_value = 0;
std::cin >> input_value;

(b): 用列表初始化内置类型的变量时,如果存在丢失信息的风险,则编译器将报错。

double i = { 3.14 };

(c): 在这里wage是未定义的,应该在此之前将其定义。

double wage;
double salary = wage = 9999.99;

(d): 不报错,但是小数部分会被截断。

double i = 3.14;

练习2.10

下列变量的初值分别是什么?

std::string global_str;
int global_int;
int main()
{
    int local_int;
    std::string local_str;
}

解:

global_strglobal_int是全局变量,所以初值分别为空字符串和0。 local_int是局部变量并且没有初始化,它的初值是未定义的。 local_strstring 类的对象,它的值由类确定,为空字符串。

练习2.11

指出下面的语句是声明还是定义:

  • (a) extern int ix = 1024;
  • (b) int iy;
  • (c) extern int iz;

解:

(a): 定义 (b): 定义 (c): 声明

练习2.12

请指出下面的名字中哪些是非法的?

  • (a) int double = 3.14;
  • (b) int _;
  • (c) int catch-22;
  • (d) int 1_or_2 = 1;
  • (e) double Double = 3.14;

解:

(a), (c), (d) 非法。

练习2.13

下面程序中j的值是多少?

int i = 42;
int main()
{
    int i = 100;
    int j = i;
}

解:

j的值是100,局部变量i覆盖了全局变量i

练习2.14

下面的程序合法吗?如果合法,它将输出什么?

int i = 100, sum = 0;
for (int i = 0; i != 10; ++i)
    sum += i;
std::cout << i << " " << sum << std::endl;

解:

合法。输出是 100 45 。

练习2.15

下面的哪个定义是不合法的?为什么?

  • (a) int ival = 1.01;
  • (b) int &rval1 = 1.01;
  • (c) int &rval2 = ival;
  • (d) int &rval3;

解:

(b)和(d)不合法,(b)引用必须绑定在对象上,(d)引用必须初始化。

练习2.16

考察下面的所有赋值然后回答:哪些赋值是不合法的?为什么?哪些赋值是合法的?它们执行了哪些操作?

int i = 0, &r1 = i; 
double d = 0, &r2 = d;
  • (a) r2 = 3.14159;
  • (b) r2 = r1;
  • (c) i = r2;
  • (d) r1 = d;

解:

  • (a): 合法。给 d 赋值为 3.14159。
  • (b): 合法。会执行自动转换(int->double)。
  • (c): 合法。会发生小数截取。
  • (d): 合法。会发生小数截取。

练习2.17

执行下面的代码段将输出什么结果?

int i, &ri = i;
i = 5; ri = 10;
std::cout << i << " " << ri << std::endl;

解:

输出:10, 10

练习2.18

编写代码分别改变指针的值以及指针所指对象的值。

解:

int a = 0, b = 1;
int *p1 = &a, *p2 = p1;

// change the value of a pointer.
p1 = &b;
// change the value to which the pointer points
*p2 = b;

练习2.19

说明指针和引用的主要区别

解:

引用是另一个对象的别名,而指针本身就是一个对象。 引用必须初始化,并且一旦定义了引用就无法再绑定到其他对象。而指针无须在定义时赋初值,也可以重新赋值让其指向其他对象。

练习2.20

请叙述下面这段代码的作用。

int i = 42;
int *p1 = &i; 
*p1 = *p1 * *p1;

解:

让指针 pi 指向 i,然后将 i 的值重新赋值为 42 * 42 (1764)。

练习2.21

请解释下述定义。在这些定义中有非法的吗?如果有,为什么?

int i = 0;

  • (a) double* dp = &i;
  • (b) int *ip = i;
  • (c) int *p = &i;

解:

  • (a): 非法。不能将一个指向 double 的指针指向 int
  • (b): 非法。不能将 int 变量赋给指针。
  • (c): 合法。

练习2.22

假设 p 是一个 int 型指针,请说明下述代码的含义。

if (p) // ...
if (*p) // ...

解:

第一句判断 p 是不是一个空指针, 第二句判断 p 所指向的对象的值是不是为0

练习2.23

给定指针 p,你能知道它是否指向了一个合法的对象吗?如果能,叙述判断的思路;如果不能,也请说明原因。

解:

不能,因为首先要确定这个指针是不是合法的,才能判断它所指向的对象是不是合法的。

练习2.24

在下面这段代码中为什么 p 合法而 lp 非法?

int i = 42;
void *p = &i;
long *lp = &i;

解:

void *是从C语言那里继承过来的,可以指向任何类型的对象。 而其他指针类型必须要与所指对象严格匹配。

练习2.25

说明下列变量的类型和值。

(a) int* ip, i, &r = i;
(b) int i, *ip = 0;
(c) int* ip, ip2;

解:

  • (a): ip 是一个指向 int 的指针, i 是一个 int, r 是 i 的引用。
  • (b): i 是 int , ip 是一个空指针。
  • (c): ip 是一个指向 int 的指针, ip2 是一个 int。

练习2.26

下面哪些语句是合法的?如果不合法,请说明为什么?

解:

const int buf;      // 不合法, const 对象必须初始化
int cnt = 0;        // 合法
const int sz = cnt; // 合法
++cnt; ++sz;        // 不合法, const 对象不能被改变

练习2.27

下面的哪些初始化是合法的?请说明原因。

解:

int i = -1, &r = 0;         // 不合法, r 必须引用一个对象
int *const p2 = &i2;        // 合法,常量指针
const int i = -1, &r = 0;   // 合法
const int *const p3 = &i2;  // 合法
const int *p1 = &i2;        // 合法
const int &const r2;        // 不合法, r2 是引用,引用没有顶层 const
const int i2 = i, &r = i;   // 合法

练习2.28

说明下面的这些定义是什么意思,挑出其中不合法的。

解:

int i, *const cp;       // 不合法, const 指针必须初始化
int *p1, *const p2;     // 不合法, const 指针必须初始化
const int ic, &r = ic;  // 不合法, const int 必须初始化
const int *const p3;    // 不合法, const 指针必须初始化
const int *p;           // 合法. 一个指针,指向 const int

练习2.29

假设已有上一个练习中定义的那些变量,则下面的哪些语句是合法的?请说明原因。

解:

i = ic;     // 合法, 常量赋值给普通变量
p1 = p3;    // 不合法, p3 是const指针不能赋值给普通指针
p1 = &ic;   // 不合法, 普通指针不能指向常量
p3 = &ic;   // 合法, p3 是常量指针且指向常量
p2 = p1;    // 合法, 可以将普通指针赋值给常量指针
ic = *p3;   // 合法, 对 p3 取值后是一个 int 然后赋值给 ic

练习2.30

对于下面的这些语句,请说明对象被声明成了顶层const还是底层const?

const int v2 = 0; int v1 = v2;
int *p1 = &v1, &r1 = v1;
const int *p2 = &v2, *const p3 = &i, &r2 = v2;

解:

v2 是顶层const,p2 是底层const,p3 既是顶层const又是底层const,r2 是底层const。

练习2.31

假设已有上一个练习中所做的那些声明,则下面的哪些语句是合法的?请说明顶层const和底层const在每个例子中有何体现。

解:

r1 = v2; // 合法, 顶层const在拷贝时不受影响
p1 = p2; // 不合法, p2 是底层const,如果要拷贝必须要求 p1 也是底层const
p2 = p1; // 合法, int* 可以转换成const int*
p1 = p3; // 不合法, p3 是一个底层const,p1 不是
p2 = p3; // 合法, p2 和 p3 都是底层const,拷贝时忽略掉顶层const

练习2.32

下面的代码是否合法?如果非法,请设法将其修改正确。

int null = 0, *p = null;

解:

合法。指针可以初始化为 0 表示为空指针。

练习2.33

利用本节定义的变量,判断下列语句的运行结果。

解:

a=42; // a 是 int
b=42; // b 是一个 int,(ci的顶层const在拷贝时被忽略掉了)
c=42; // c 也是一个int
d=42; // d 是一个 int *,所以语句非法
e=42; // e 是一个 const int *, 所以语句非法
g=42; // g 是一个 const int 的引用,引用都是底层const,所以不能被赋值

练习2.34

基于上一个练习中的变量和语句编写一段程序,输出赋值前后变量的内容,你刚才的推断正确吗?如果不对,请反复研读本节的示例直到你明白错在何处为止。

练习2.35

判断下列定义推断出的类型是什么,然后编写程序进行验证。

const int i = 42;
auto j = i; const auto &k = i; auto *p = &i; 
const auto j2 = i, &k2 = i;

解:

j 是 int,k 是 const int的引用,p 是const int *,j2 是const int,k2 是 const int 的引用。

练习2.36

关于下面的代码,请指出每一个变量的类型以及程序结束时它们各自的值。

int a = 3, b = 4;
decltype(a) c = a;
decltype((b)) d = a;
++c;
++d;

解:

c 是 int 类型,值为 4。d 是 int & 类型,绑定到 a,a 的值为 4 。

练习2.37

赋值是会产生引用的一类典型表达式,引用的类型就是左值的类型。也就是说,如果 i 是 int,则表达式 i=x 的类型是 int&。根据这一特点,请指出下面的代码中每一个变量的类型和值。

int a = 3, b = 4;
decltype(a) c = a;
decltype(a = b) d = a;

解:

c 是 int 类型,值为 3。d 是 int& 类型,绑定到 a。

练习2.38

说明由decltype 指定类型和由auto指定类型有何区别。请举一个例子,decltype指定的类型与auto指定的类型一样;再举一个例子,decltype指定的类型与auto指定的类型不一样。

解:

decltype 处理顶层const和引用的方式与 auto不同,decltype会将顶层const和引用保留起来。

int i = 0, &r = i;
//相同
auto a = i;
decltype(i) b = i;

//不同 d 是一个 int&
auto c = r;
decltype(r) d = r;

练习2.39

编译下面的程序观察其运行结果,注意,如果忘记写类定义体后面的分号会发生什么情况?记录下相关的信息,以后可能会有用。

struct Foo { /* 此处为空  */ } // 注意:没有分号
int main()
{
    return 0;
}。

解:

提示应输入分号。

练习2.40

根据自己的理解写出 Sales_data 类,最好与书中的例子有所区别。

struct Sale_data
{
    std::string bookNo;
    std::string bookName;
    unsigned units_sold = 0;
    double revenue = 0.0;
    double price = 0.0;
    //...
}

练习2.41

使用你自己的Sale_data类重写1.5.1节(第20页)、1.5.2节(第21页)和1.6节(第22页)的练习。眼下先把Sales_data类的定义和main函数放在一个文件里。

// 1.5.1

#include <iostream>
#include <string>

struct Sale_data
{
    std::string bookNo;
    unsigned units_sold = 0;
    double revenue = 0.0;
};

int main()
{
    Sale_data book;
    double price;
    std::cin >> book.bookNo >> book.units_sold >> price;
    book.revenue = book.units_sold * price;
    std::cout << book.bookNo << " " << book.units_sold << " " << book.revenue << " " << price;

    return 0;
}
// 1.5.2

#include <iostream>
#include <string>

struct Sale_data
{
    std::string bookNo;
    unsigned units_sold = 0;
    double revenue = 0.0;
};

int main()
{
    Sale_data book1, book2;
    double price1, price2;
    std::cin >> book1.bookNo >> book1.units_sold >> price1;
    std::cin >> book2.bookNo >> book2.units_sold >> price2;
    book1.revenue = book1.units_sold * price1;
    book2.revenue = book2.units_sold * price2;

    if (book1.bookNo == book2.bookNo)
    {
        unsigned totalCnt = book1.units_sold + book2.units_sold;
        double totalRevenue = book1.revenue + book2.revenue;
        std::cout << book1.bookNo << " " << totalCnt << " " << totalRevenue << " ";
        if (totalCnt != 0)
            std::cout << totalRevenue / totalCnt << std::endl;
        else
            std::cout << "(no sales)" << std::endl;
        return 0;
    }
    else
    {
        std::cerr << "Data must refer to same ISBN" << std::endl;
        return -1;  // indicate failure
    }
}
// 1.6

#include <iostream>
#include <string>

struct Sale_data
{
    std::string bookNo;
    unsigned units_sold = 0;
    double revenue = 0.0;
};

int main()
{
    Sale_data total;
    double totalPrice;
    if (std::cin >> total.bookNo >> total.units_sold >> totalPrice)
    {
        total.revenue = total.units_sold * totalPrice;

        Sale_data trans;
        double transPrice;
        while (std::cin >> trans.bookNo >> trans.units_sold >> transPrice)
        {
            trans.revenue = trans.units_sold * transPrice;

            if (total.bookNo == trans.bookNo)
            {
                total.units_sold += trans.units_sold;
                total.revenue += trans.revenue;
            }
            else
            {
                std::cout << total.bookNo << " " << total.units_sold << " " << total.revenue << " ";
                if (total.units_sold != 0)
                    std::cout << total.revenue / total.units_sold << std::endl;
                else
                    std::cout << "(no sales)" << std::endl;

                total.bookNo = trans.bookNo;
                total.units_sold = trans.units_sold;
                total.revenue = trans.revenue;
            }
        }

        std::cout << total.bookNo << " " << total.units_sold << " " << total.revenue << " ";
        if (total.units_sold != 0)
            std::cout << total.revenue / total.units_sold << std::endl;
        else
            std::cout << "(no sales)" << std::endl;

        return 0;
    }
    else
    {
        std::cerr << "No data?!" << std::endl;
        return -1;  // indicate failure
    }
}

练习2.42

根据你自己的理解重写一个Sales_data.h头文件,并以此为基础重做2.6.2节(第67页)的练习。