(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。它是无法完成的不完整类型(从而不允许存在
void
类型的对象)。不存在void
的数组,亦不存在到void
的引用。然而容许void
的指针和返回void
类型的函数(其他语言中的过程)。
std::nullptr_t
定义于头文件 <cstddef> | ||
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
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。
- long long - 目标类型将有至少 64 位的宽度。 | (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 | unsigned short int | |||||
unsigned short int | ||||||
int | int | 至少 16 | 16 | 32 | 32 | 32 |
signed | ||||||
signed int | ||||||
unsigned | unsigned int | |||||
unsigned int | ||||||
long | long int | 至少 32 | 32 | 32 | 32 | 64 |
long int | ||||||
signed long | ||||||
signed long int | ||||||
unsigned long | unsigned long int | |||||
unsigned long int | ||||||
long long | 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。
参阅定宽整数类型。 (C++11 起)
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 、 Mac OS X )
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 、 Mac OS X )
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 )。
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。各字符类型均大到足够表示任何 UTF-8 的八位编码单元。 (C++14 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。
- char16_t - UTF-16 字符表示的类型,要求大到足以表示任何 UTF-16 编码单元( 16 位)。它与 std::uint_least16_t 具有相同的大小、符号性和对齐,但它是独立的类型。 - char32_t - UTF-32 字符表示的类型,要求大到足以表示任何 UTF-32 编码单元( 32 位)。它与 std::uint_least32_t 具有相同的大小、符号性和对齐,但它是独立的类型。 | (C++11 起) |
- char8_t - UTF-8 字符表示的类型,要求大到足以表示任何 UTF-8 编码单元( 8 位)。它与 unsigned char 具有相同的大小、符号性和对齐(从而与 char 和 signed char 具有相同的大小和对齐),但它是独立的类型。 | (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
- float - 单精度浮点类型。通常为 IEEE-754 32 位浮点类型
- double - 双精度浮点类型。通常为 IEEE-754 64 位浮点类型
- long double - 扩展精度浮点类型。不必映射到 IEEE-754 所强制的类型。在 x86 和 x86-64 架构上通常为 80 位 x87 浮点类型。
性质
浮点类型支持一些特殊值:
- 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(contract),即如同所有中间值拥有无限范围和精度一般求值,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 )。
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 | 无符号 | 0 到 65535 | ||
32 | 无符号 | 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 | ||
浮点 | 32 | IEEE-754 | - 最小非正规:± 1.401,298,4 · 10-45 - 最小正规:± 1.175,494,3 · 10-38 - 最大:± 3.402,823,4 · 1038 | - 最小非正规:±0x1p-149 - 最小正规:±0x1p-126 - 最大:±0x1.fffffep+127 |
64 | IEEE-754 | - 最小非正规:± 4.940,656,458,412 · 10-324 - 最小正规:± 2.225,073,858,507,201,4 · 10-308 - 最大:± 1.797,693,134,862,315,7 · 10308 | - 最小非正规:±0x1p-1074 - 最小正规:±0x1p-1022 - 最大:±0x1.fffffffffffffp+1023 |
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 <climits> 、 <cfloat> 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