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krahets 2023-07-31 20:24:48 +08:00
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谈及计算机中的数据我们会想到文本、图片、视频、语音、3D 模型等各种形式。尽管这些数据的组织形式各异,但它们都由各种基本数据类型构成。 谈及计算机中的数据我们会想到文本、图片、视频、语音、3D 模型等各种形式。尽管这些数据的组织形式各异,但它们都由各种基本数据类型构成。
**基本数据类型是 CPU 可以直接进行运算的类型,在算法中直接被使用**。它包括: **基本数据类型是 CPU 可以直接进行运算的类型**,在算法中直接被使用。它包括:
- 整数类型 `byte` , `short` , `int` , `long` - 整数类型 `byte` , `short` , `int` , `long`
- 浮点数类型 `float` , `double` ,用于表示小数。 - 浮点数类型 `float` , `double` ,用于表示小数。
- 字符类型 `char` ,用于表示各种语言的字母、标点符号、甚至表情符号等。 - 字符类型 `char` ,用于表示各种语言的字母、标点符号、甚至表情符号等。
- 布尔类型 `bool` ,用于表示“是”与“否”判断。 - 布尔类型 `bool` ,用于表示“是”与“否”判断。
**所有基本数据类型都以二进制的形式存储在计算机中**。在计算机中,我们将 $1$ 个二进制位称为 $1$ 比特,并规定 $1$ 字节byte由 $8$ 比特bits组成。基本数据类型的取值范围取决于其占用的空间大小,例如: **基本数据类型以二进制的形式存储在计算机中**。一个二进制位即为 $1$ 比特。在绝大多数现代系统中,$1$ 字节byte由 $8$ 比特bits组成。
- 整数类型 `byte` 占用 $1$ byte = $8$ bits ,可以表示 $2^{8}$ 个不同的数字。 基本数据类型的取值范围取决于其占用的空间大小,例如 Java 规定:
- 整数类型 `byte` 占用 $1$ byte = $8$ bits ,可以表示 $2^{8}$ 个数字。
- 整数类型 `int` 占用 $4$ bytes = $32$ bits ,可以表示 $2^{32}$ 个数字。 - 整数类型 `int` 占用 $4$ bytes = $32$ bits ,可以表示 $2^{32}$ 个数字。
下表列举了各种基本数据类型的占用空间、取值范围和默认值。此表格无需硬背,大致理解即可,需要时可以通过查表来回忆。 下表列举了各种基本数据类型的占用空间、取值范围和默认值。此表格无需硬背,大致理解即可,需要时可以通过查表来回忆。
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</div> </div>
!!! tip 对于上表,需要注意以下几点:
字符的占用空间大小取决于编程语言采用的字符编码方法,详见「字符编码」章节。 - C, C++ 未明确规定基本数据类型大小,而因实现和平台各异。上表遵循 LP64 [数据模型](https://en.cppreference.com/w/cpp/language/types#Properties),其用于 Unix 64 位操作系统(例如 Linux , macOS
- 字符 `char` 的大小在 C, C++ 中为 1 字节,在大多数编程语言中取决于特定的字符编码方法,详见「字符编码」章节。
- 现代计算机 CPU 通常将 1 字节作为最小寻址内存单元。因此即使表示布尔量仅需 1 位($0$ 或 $1$),它在内存中通常被存储为 1 字节。
现代计算机 CPU 通常将 1 字节作为最小寻址内存单元。因此,即使表示布尔量仅需 1 位($0$ 或 $1$),它在内存中通常被存储为 1 字节。 那么,基本数据类型与数据结构之间有什么联系呢?我们知道,数据结构是在计算机中组织与存储数据的方式。它的主语是“结构”,而非“数据”
那么,基本数据类型与数据结构之间有什么联系与区别呢?我们知道,数据结构是在计算机中组织与存储数据的方式。它的主语是“结构”,而非“数据”。如果想要表示“一排数字”,我们自然会想到使用数组。这是因为数组的线性结构可以表示数字的相邻关系和顺序关系,但至于存储的内容是整数 `int` 、小数 `float` 、还是字符 `char` ,则与“数据结构”无关。 如果想要表示“一排数字”,我们自然会想到使用数组。这是因为数组的线性结构可以表示数字的相邻关系和顺序关系,但至于存储的内容是整数 `int` 、小数 `float` 、还是字符 `char` ,则与“数据结构”无关。
换句话说,**基本数据类型提供了数据的“内容类型”,而数据结构提供了数据的“组织方式”**。如以下代码所示,我们可以使用不同基本数据类型来初始化数组 换句话说,**基本数据类型提供了数据的“内容类型”,而数据结构提供了数据的“组织方式”**。例如在以下代码中,我们用相同的数据结构(数组)来记录与表示不同的基本数据类型(`int` , `float` , `chat`, `bool`
=== "Java" === "Java"
@ -48,7 +52,7 @@
int[] numbers = new int[5]; int[] numbers = new int[5];
float[] decimals = new float[5]; float[] decimals = new float[5];
char[] characters = new char[5]; char[] characters = new char[5];
boolean[] booleans = new boolean[5]; boolean[] bools = new boolean[5];
``` ```
=== "C++" === "C++"
@ -58,14 +62,20 @@
int numbers[5]; int numbers[5];
float decimals[5]; float decimals[5];
char characters[5]; char characters[5];
bool booleans[5]; bool bools[5];
``` ```
=== "Python" === "Python"
```python title="" ```python title=""
# Python 的 list 可以自由存储各种基本数据类型和对象 # 使用多种基本数据类型来初始化数组
list = [0, 0.0, 'a', False] numbers: list[int] = [0] * 5
decimals: list[float] = [0.0] * 5
# Python 的字符应被看作长度为一的字符串
characters: list[str] = ['0'] * 5
bools: list[bool] = [False] * 5
# Python 的列表可以自由存储各种基本数据类型和对象引用
data = [0, 0.0, 'a', False, ListNode(0)]
``` ```
=== "Go" === "Go"
@ -75,7 +85,7 @@
var numbers = [5]int{} var numbers = [5]int{}
var decimals = [5]float64{} var decimals = [5]float64{}
var characters = [5]byte{} var characters = [5]byte{}
var booleans = [5]bool{} var bools = [5]bool{}
``` ```
=== "JS" === "JS"
@ -91,7 +101,7 @@
// 使用多种基本数据类型来初始化数组 // 使用多种基本数据类型来初始化数组
const numbers: number[] = []; const numbers: number[] = [];
const characters: string[] = []; const characters: string[] = [];
const booleans: boolean[] = []; const bools: boolean[] = [];
``` ```
=== "C" === "C"
@ -101,7 +111,7 @@
int numbers[10]; int numbers[10];
float decimals[10]; float decimals[10];
char characters[10]; char characters[10];
bool booleans[10]; bool bools[10];
``` ```
=== "C#" === "C#"
@ -111,7 +121,7 @@
int[] numbers = new int[5]; int[] numbers = new int[5];
float[] decimals = new float[5]; float[] decimals = new float[5];
char[] characters = new char[5]; char[] characters = new char[5];
bool[] booleans = new bool[5]; bool[] bools = new bool[5];
``` ```
=== "Swift" === "Swift"
@ -121,7 +131,7 @@
let numbers = Array(repeating: Int(), count: 5) let numbers = Array(repeating: Int(), count: 5)
let decimals = Array(repeating: Double(), count: 5) let decimals = Array(repeating: Double(), count: 5)
let characters = Array(repeating: Character("a"), count: 5) let characters = Array(repeating: Character("a"), count: 5)
let booleans = Array(repeating: Bool(), count: 5) let bools = Array(repeating: Bool(), count: 5)
``` ```
=== "Zig" === "Zig"
@ -137,7 +147,7 @@
List<int> numbers = List.filled(5, 0); List<int> numbers = List.filled(5, 0);
List<double> decimals = List.filled(5, 0.0); List<double> decimals = List.filled(5, 0.0);
List<String> characters = List.filled(5, 'a'); List<String> characters = List.filled(5, 'a');
List<bool> booleans = List.filled(5, false); List<bool> bools = List.filled(5, false);
``` ```
=== "Rust" === "Rust"