3. 处理数据

晚风吹渡
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3. 处理数据

3. 处理数据命名规则数据长度数据存储方式整型数据总则char 字符类型浮点类型CPP运算符REF

命名规则

  1. 总则

    1. 不使用非约定成俗的缩写

  2. 文件命名

    1. 文件名全部小写
    2. 可以使用_ 来隔开每个单词

  3. 类型命名

    1. 类型指，类、结构体、类型定义（typedef）、枚举、类型模板参数

    2. 以大写字母开始

    3. 每个字母的首字母大写

    4. 不包含下划线_

    5. EX:

      // 类和结构体
class UrlTable {...}
struct UrlTablePropertiesies {...}
​
// 类型定义
typedef hash_map<UrlTablePropertiesies *, string> PropertiesMap;
​
// using 别名
using PropertiesMap = hash_map<UrlTablePropertiesies *, string>;
​
// 枚举
enum UrlTableErrors {...}

  4. 变量命名

    1. 变量指函数参数、数据成员名

    2. 一律小写

    3. 单词之间使用下划线

    4. 类的成员变量以下划线结尾，结构体不用

    5. 例：

      // 普通成员
string table_name;
​
// 类数据成员
class TableInfo 
{
    private:
    string table_name_;
    static Pool<TableInfo> * pool_;
}
​
// 结构体变量
struct UrlTableProperties 
{
    string name;
    static Pool<UrlTableProperties>* pool;
}

  5. 常量命名

    1. 声明为const 和 constexpr的变量，或在程序运行期间保持不变的称为常量

    2. 命名以k开头，每个单词首字母大写（双峰命名法）

    3. EX:

      const int kDaysInAWeek = 7;

  6. 函数命名

    1. 常规函数使用双峰命名法

    2. 取值和设值函数要求与变量名相匹配

    3. 例：

      // 常规函数
AddTableEntry();
DeleteUrl();
​
// 取值函数
get_count_value();
set_member_value();
​

  7. 命名空间命名

    1. 顶级命名空间的名称应是项目名或者代码所属团队名
    2. 不要与std内名称发生冲突

  8. 枚举变量命名

    1. 枚举的名称应与常量一致(K开头，双峰命名)，或宏命名法（全部大写，中间用_隔开）

    2. 例：

      // 常量式
enum UrlTableErrors
{
    kOK = 0,
    kErrorOutOfMemory,
    kErrorMalformedTnput,
};
​
// 或 宏的命名方法
enum AlternateUrlTableErrors {
    OK = 0,
    OUT_OF_MEMORY = 1,
    MALFORMED_INPUT = 2,
};

  9. 宏命名

    1. 尽量不要使用宏

    2. 全部大写

    3. 中间用_隔开

    4. EX:

      #define ROUND(X) ...
#define PI_ROUNDED 3.0
​

数据长度

  • 1位（1 bit）:

    • 无符号：0或1, 2^{1}
    • 有符号：-1或0或1

  • 1字节（1 B(byte)） = 8 bit

    • 无符号：0~255, 2^{8}
    • 有符号-128~127

  • 2字节（16 bit）

    • 无符号：0~65535, 2^{16}
    • 有符号： -32768~32767

  • 4字节（32 bit）

    • 无符号：2^{32}

  • 8字节

    • 无符号：2^{64}

数据存储方式

  1. 原码、反码、补码

    1. 计算机存储整数、进行计算时的方式是补码，打印在屏幕上的是原码

      1. 正数的原码反码补码相同
      2. 负数的原码 进行 符号位不变、其他位按位取反后得到反码，反码加一得到补码
      3. 符号位，0代表正数，1代表负数。

  2. 小数如何计算二进制

    1. 整数部分，除二取余，倒叙排列（直到商为0）

    2. 小数部分，乘2取整，顺序排列，直到整数部分为0或1（不用管小数是否还有余，取足自己想要的精度就好）

    3. 以8.5为例子，

      1. 整数部分：8除以2 = 4，余0；4除以2 = 2，余0；2除以2 = 1， 余0； 1除以2 = 0，余1。结束， 反向排列余数，所以整数部分为1000。
      2. 小数部分：0.5 * 2 = 1.0 。此时乘积的小数部分为0，结束。正向排列整数部分，所以为1
      3. 所以8.5的小数部分为1000.1。

  3. 整形数据（各种int）（补码方式）

    1. 以char为例，char占一个字节，8 bit。值0表示为0000 0000。在signed中其最高位被规定为符号位，剩下低7位被用来存储大小，所以他的大小为-2^{7} \sim 2^{7}-1，即-128 ~ 127

      img

      所以，例：

      1. 要想存储一个十进制为127的数据，先写出他的二进制原码0111 1111(商除以2，直到商为0，然后余数按照相反的顺序排列即可得到对应的二进制数字。)，取其反码（正数反码、补码、原码都相同）0111 1111，其补码0111 1111，所以 127在计算机中以0111 1111的形式存储。
      2. -128如何存储？先写二进制原码1000 0000，其反码(符号位不变，其他位取反)1111 1111，加一得其补码1 1000 0000。这与0在计算机中存储0000 0000正好分开，所以负数可以比整数多存一位。

  4. 浮点类型（float、double）（IEEE 754），不采取补码

    1. 以float为例（4 byte），浮点类型在计算机中以科学计数法的形式表示(IEEE规定)。计算公式为(-1)^{s}M2^{E}

      img

      [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vfSTln2A-1650547207379)(D:/Desktop/重拾java基础/pic/image-20220322083427131.png)]

    2. S(sign) 为符号位

    3. M(fraction) 表示尾数（二进制的小数）部分。表示浮点类型的精度，通过浮点数的二进制规范化而来，会将第一位的1.隐藏起来。

    4. E(exponent) 表示指数部分。共8位。通过阶计算而来，指数 = 阶 + 偏移量。 阶的取值范围为[-127, 128]（就这样规定的，所以不是-128~127）。单精度偏移量为127(2^{n-1}-1)，双精度偏移1023，

      1. 偏移是为了保持指数的存储始终为正数。啥意思？ 就是将有符号数使用了无符号数表示了，从而指数位始终都是一个非负数。如何表示，加上127。如运算后得到指数为-127，偏移后表示为-127 + 127 = 0，在内存中存储为0000 0000。如果得到的是-10，偏移后表示为-10 + 127 = 117，在内存中存储为0111 0101。

    5. 如何存储一个float？

      • 规格数：常见的数值

        如20.5的二进制为10100.1。然后把整个二进制转化为以2为底数的指数形式(二进制科学计数法)：10100.1 = 1.01001 * 2^{4}。其中1.01001是尾数，4为偏移之前的指数，再加上偏移量127，即为指数部分4 + 127 = 131，转化为八位二进制为1000 0011

        1. 符号位(31)存储，正数， 存为0.

        2. 尾数部分(30~23)存储

          1. 尾数是指将原数据化为二进制小数（整数除以2后反向取余，小数乘以2后正向取整），然后进行小数点偏移后，由小数点前面的隐藏的1和小数点后面的显式位组成。因为科学计数法第一位必然是1(十进制时为1~9，即非零个位数)，所以可以将1.隐藏，仅记录剩余的尾数部分01001。尾数共23 bit ，有时尾数不够填满尾数位需要在低位补零，以填满23位 0100 1000 0000 0000 000。
          2. 为什么要在低位补零，而不是高位？ 因为这是存储的小数，要想想不影响原数值，就应在低位补零。

        3. 指数部分(22~0)存储

          1. 什么是指数部分？ 用以表示换算为以2为底的科学表示法的指数的指数部分
          2. 如何计算指数？ 二进制科学计数法的指数再加上偏移量。

      • 非规格数：0，和无限接近0的数

        img

      • 特殊数字： 无穷inf，和 NaN

整型数据

总则

  1. 基本整型有char, short, int, long, long long，又分为有符号(signed)，无符号(unsigned)版本，共10种
  2. 宽度：用以描述存储整型时使用的内存量，使用的内存越多，则越宽
  3. 可以使用sizeof()运算符来返回类型或者变量的长度，单位为字节
  4. 头文件climits中包含了关于整型限制的信息
  5. 如果变量值超越变量类型的界限将会循环，如有符号整型 int a = 32767， 再加1，则a = -32768。无符号整型unsigned int b = 65535，再加1，则b = 0；(可以从他们在计算机中的存储方式来解释)
  6. 数值表示方式：以数值的前两位来表示数字常量的基数。十进制第一位1~9，二进制，八进制0，十六进制0x，如0xA5为十个16加5个1。
  7. 后缀： 通过后缀来指出常量类型。u或U来指出数字常量为无符号整型，L指出为long， ll指出为long long
int type16 bit OS(Byte)32 bit OS(Byte)64 bit OS(Byte)
char111
short222
int244
long448
long long888
指针248

char 字符类型

char类型是特殊的整型，在默认情况下，char既不是有符号的，也不是无符号的，这由C++的实现决定。

char 用''来表述字符，用" "来表示字符串，使用``来转义。

wchar_t宽字符类型。扩展字符集

char16_t, char32_t：无符号char类型16位与32位，且使用前缀u来表示char16_t字符常量和字符串常量，且使用前缀U来表示char132_t字符常量和字符串常量。例：

char16_t ch1 = u'q';
char32_t ch2 = U'\U0000222B';

浮点类型

  1. 默认为double

  2. 以小数点可以浮动而命名，计算机存储他们将其分为两部分：值，及值的放大和缩小。（尾数与指数），所以尾数代表值，指数用以控制小数点的移动

  3. 两种书写方法：标准小数点法（3.1415，2.718）和E表示法±3.45E(or e)±6 (±3.45 \times 10^{±6})，其中可使用E或e。

  4. 设置固定输出：

    \ 定点表示法，且直到小数点后六位。
cout.setf(ios_base::fixed, ios_base::floatfiled);

  5. 浮点常量：后缀f, F，long double类型后缀l, L

CPP运算符

+ - * / %， %为取余，两个操作数必须为整数(不是整数也得不到余数)

类型转换： 列表初始化不允许缩窄

const int code = 66;
int x = 66;
char c1 {31325};  // 允许
char c2 {66}; // 允许
char c3 {code}; // 允许
char c4 {x}; // 不允许，x是个变量，编译器不会跟踪x被初始化到它被用来初始化c4这个阶段发生的情况，所以在编译器看来x可能很大。
x = 31325;
char c5 = x;  // 这种形式被允许。

// (typeName) value
// typeName (value)

int thorn = 333;
(long) thorn;
long (thorn);

强制类型转换：

  1. 强制类型转换不会改变变量本身，而是会创建一个新的、指定类型的值（没用用变量存储，就是一个临时的值）

  2. 强制类型转换运算符dynamic_cast, const_cast, static_cast, reinterpret_cast，语法xxx_cast < typeName > (expression)

    /*
static_cast < type > (expr) 用以执行非动态类型转换，运行时不进行类型检查来保证转换的安全性。
用于： 
	基本类型的转换
	父指针或引用转换为子类指针或引用（向下转换），子到父（向上转换）
	
dynamic_cast < type > (expr) 带有检验转换有效性的类型转换。什么叫做有效性？指目标类型(type)是被转换类型(expr)的可访问基类（间接或直接）。否者将会返回空（指针）
用于：
	在类层次上进行向上转换（指针，引用）
	
const_cast < type > (expr) 用于修改值为const类型或volatile类型的静态变量，使用它可以返回一个指向const或非const的指针。但是不能改变数据的类型，即除const或colatile特征可以不同外，typeName和expr的类型必须相同。
用于：
	修改const、volatile类型的值，返回其const/非const，volatile/非volatile类型的值

reinterpret_cast <type> (expr) 不太了解
*/

REF

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