- Posted by Admin on 一月 16, 2009
第4章 类型和声明
4.3 字符类型
“由8bits表示的256个值可以解释为0~255，或者解释为-128~127，不幸的是，普通char类型选择那种解释是由具体实现决定的”[1]
所以，不要做过多的假设。如果你必须这样做，请使用显式的signed char或者unsigned char来声明变量。
4.4整数类型
“unsigned整数类型对于存储二进制bit数组的使用方式非常理想。但是，如果用unsigned而不用int仅仅因为想多一个bit来表示正整数，就不是什么好主意。”[2]
这句话轻描淡写的一笔带过，但是含义颇深。它再一次提醒我们，不要指望一种并没有看起来那么可靠的措施，来为我们提供安全保险。
举例来说，当我们声明一个如下的函数：
int func(unsigned arg)；
的时候，其实我们的潜台词是：“哦，我要的参数的值都应该是大于零的。”不幸的是，事实的确如此。对于函数内部，arg肯定是大于0。那为什么危险？因为我们认为这种声明方式会给我带来某种类型安全，却恰恰相反。C++为int到unsigned提供了隐式转换，这意味着一个负整数可以悄无声息的在需要的时候变为一个正整数。假设程序由于某种异常调用了func(-1)，此时在func()内部arg的值就可能是4294967295（在我的32位PC上）或者是一个其他的正整数值，函数将正常执行，甚至返回一个表示成功的值，但是其实际结果可能完全不是那么回事！程序将由此“驶上通往崩溃的快车道”。另一方面，正是由于声明时的潜台词，我们通常忽略了接口输入参数的安全检查，而交给unsigned类型这个脆弱的保护措施，况且，当我们使用了unsigned做声明的时候，我们也根本无法进行必要的安全检查，应为arg在函数内部一定为正！或者有些人依然会狡辩说，可以针对特定应用，来收紧检查条件，如月份我们可以检查if(arg>0 && arg<13)。请相信我，即使是说这话的人本身也会底气不足的，因为调用者完全可以传递一个负数，使得在函数内部的参数值落在安全范围之内。虽然概率很小，但是对于一个健壮的程序来说，这是不允许的。想想坐在屏幕前看着一些充满了magic number的调试信息，用整个下午的时间猜测每个数字是怎么来的情景，那种痛苦真是会令人崩溃。如果你不想成为这样可怜的程序员，请注意这个细节：大多数时候尽量使用signed而不是unsigned类型，尤其是作为函数接口的时候，并且做好每一次接口安全检查。终有一天你会发现，花费这点力气是值得的。
4.6 类型的大小
很多时候，清楚地知道每种类型的大小是有实际意义的。这点对于固定平台的程序员来说可能不是那么明显，但是对于那些经常更换目标平台的嵌入式程序员来说，就很实际了。况且，即便是前者，也应该意识到，任何一个成功的软件，几乎都面临着跨平台的考验。一个有远见的程序员，应该从开始就注重这些细节。
“C++对象的大小，使用char的大小的整数倍来表示的”。有些平台对char的实现并不一定用8位bit，还有些实现int也不一定是32位bit。不要对类型大小以及相互之间的关系做某种过多的假设。书上第四段列出了一些“肯定”的关系，除次之外的其他结论都是不稳固的。另外，C++也提供了专门研究类型大小、边界的库，可通过标准头文件 来调用。具体内容可参见库使用说明，这里提供一个很丑的示范程序，你可以直接拷贝到你的平台上，编译，运行，“挑战一下极限”。
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <limits> // numeric_limits
#include <string>
using namespace std;
void isSpecialized(void);
void hasInfinity(void);
void getMaxValue(void);
void getMinValue(void);
void getEpsilon(void);
void howManyDigits10(void);
void howManyDigits2(void);
int main()
{
///whether the internal type has a max or min value:
isSpecialized();
///whether has a infinite value;
hasInfinity();
///what's the max value of a type;
getMaxValue();
///what's a min value of a type;
getMinValue();
//what's the min value of a float type.
getEpsilon();
//how many decimal digits can a type express;
howManyDigits10();
//how many binary digits can a type express;
howManyDigits2();
return 0;
}
void
isSpecialized(void) {
cout << boolalpha;
cout << "specialized(char): " << numeric_limits<char>::is_specialized << endl;
cout << "specialized(wchar_t): " << numeric_limits<wchar_t>::is_specialized << endl;
cout << "specialized(string): " << numeric_limits<string>::is_specialized << endl;
cout<< noboolalpha;
return;
}
void
hasInfinity(void) {
cout << boolalpha;
cout << "has infinity char: " << numeric_limits<char>::has_infinity << endl;
cout << "has infinity long double: " << numeric_limits<long double>::has_infinity << endl;
cout << "has infinity string: " << numeric_limits<string>::has_infinity<< endl;
cout << noboolalpha << endl;
return ;
}
void
getMaxValue(void) {
cout << "max(int): "
<< numeric_limits<int>::max()
<< "\nmax(char): "
<< static_cast<int>(numeric_limits<char>::max())
<< "\nmax(short): "
<< numeric_limits<short>::max()
<< "\nmax(unsigned int): "
<< numeric_limits<unsigned int>::max()
<< "\nmax(unsigned short): "
<< numeric_limits<unsigned short>::max()
<< "\nmax(unsigned long): "
<< numeric_limits<unsigned long>::max()
<< "\nmax(long): "
<< numeric_limits<long>::max()
<< "\nmax(long long): "
<< numeric_limits<long long>::max()
<< "\nmax(float): "
<< numeric_limits<float>::max()
<< "\nmax(double): "
<< numeric_limits<double>::max()
<< "\nmax(long double): "
<< numeric_limits<long double>::max()
<< endl;
return ;
}
void
getMinValue(void) {
cout << "min(int): "
<< numeric_limits<int>::min()
<< "\nmin(char): "
<< static_cast<int>(numeric_limits<char>::min())
<< "\nmin(short): "
<< numeric_limits<short>::min()
<< "\nmin(unsigned int): "
<< numeric_limits<unsigned int>::min()
<< "\nmin(unsigned short): "
<< numeric_limits<unsigned short>::min()
<< "\nmin(unsigned long): "
<< numeric_limits<unsigned long>::min()
<< "\nmin(long): "
<< numeric_limits<long>::min()
<< "\nmin(long long): "
<< numeric_limits<long long>::min()
<< "\nmin(float): "
<< numeric_limits<float>::min()
<< "\nmin(double): "
<< numeric_limits<double>::min()
<< "\nmin(long double): "
<< numeric_limits<long double>::min()
<< endl;
return ;
}
void
getEpsilon(void) {
cout << "\ndouble epsilon: "
<< numeric_limits<double>::epsilon()
<< "\nfloat epsilon: "
<< numeric_limits<float>::epsilon()
<< "\nlong double epsilon: "
<< numeric_limits<long double>::epsilon()
<< endl;
}
void
howManyDigits10(void) {
cout << "\ndouble dec digits number: "
<< numeric_limits<double>::digits10
<< "\nfloat dec digits number: "
<< numeric_limits<float>::digits10
<< "\nlong double dec digits number: "
<< numeric_limits<long double>::digits10
<< "\nlong long dec digits number: "
<< numeric_limits<long long>::digits10
<< "\nint dec digits number: "
<< numeric_limits<int>::digits10
<< "\nshort dec digits number: "
<< numeric_limits<short>::digits10
<< "\nchar dec digits number: "
<< numeric_limits<unsigned char>::digits10
<<endl;
return ;
}
void
howManyDigits2(void) {
cout << "\ndouble dec digits number: "
<< numeric_limits<double>::digits
<< "\nfloat dec digits number: "
<< numeric_limits<float>::digits
<< "\nlong double dec digits number: "
<< numeric_limits<long double>::digits
<< "\nlong long dec digits number: "
<< numeric_limits<long long>::digits
<< "\nint dec digits number: "
<< numeric_limits<int>::digits
<< "\nshort dec digits number: "
<< numeric_limits<short>::digits
<< "\nchar dec digits number: "
<< numeric_limits<unsigned char>::digits
<<endl;
return ;
}
c# 代码
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[1] 《The C++ Programming Language》-- Chapter 4.3, paragraph 4
[2] 《The C++ Programming Language》-- Chapter 4.4, paragraph 2
http://www.javaeye.com/wiki/CPP/791-站在巨人肩上的思考[连载]%20（6）