Стандартные типы данных

В этой главе будут рассмотрены базовые типы данных, применяющиеся в языке К++. Большинство из них объявлены в стандартной библиотеке Gide, однако некоторые, например интервалы, описываются в системной библиотеке самого языка К++. Еще раз напомним Читателю, что в языке К++, стандартные типы данных не являются встроенными. Конечно, компилятор опирается на них при генерации кода, но это совершенно не означает, что их нужно воспринимать как что-то единожды определенное и неизменное. Как уже было показано в книге, как с точки зрения компилятора так и самой виртуальной машины, эти классы ничем не отличаются от обычных, пользовательских классов, когда дело касается их использования на высоком уровне. Если забежать вперед, то можно отметить, что на низком уровне они реализованы на языке C++ (из соображений производительности) и их интерфейсы представлены в стандартной библиотеке. Тем не менее, существует возможность их дополнения программистом-пользователем, что и было проделано в главах, посвященных расширениям. Разумеется, от этих классов возможно наследовать собственные классы, точно так же, как и от любых других. В этой главе мы рассмотрим стандартные типы данных с точки зрения их применения и укажем некоторые свойства которые не были упомянуты в ходе повествования.

Целые числа

Основой всей арифметики являются числа. Для представления чисел в программах применяются классы, объекты которых выступают как хранилища значений. Существует несколько классов целых чисел, различающихся по длине охватываемого ими диапазона и по возможности указания знака:

Имя класса	Нижняя граница	Верхняя граница	Размер в байтах
int	-2147483648	2147483647	4
uint	0	4294967295	4
bigint	-9223372036854775808	9223372036854775807	8
ubigint	0	18446744073709551615	8

Данные классы поддерживают все возможные арифметические операции, а так же имеют операторы преобразования друг в друга, а так же в строку и из строки. Однако, следует быть осторожным и не полагаться полностью на автоматическое приведение типов. В некоторых случаях, можно получить не те результаты, что ожидает программист. Например: <source lang=kpp> var i = 1; var j = "2"; println(i + j); println(j + i); </source>

В приведенном выше примере, объявлены две переменных: целочисленная i и переменная j, содержащая строку "2". При вычислении первой суммы происходит следующее: компилятор "видит", что необходимо посчитать сумму переменных i и j, которые для нас являются представлениями чисел 1 и 2. Но с точки зрения компилятора, это всего лишь две инстанции классов int и string соответственно.

Разбор выражения производится слева-направо, так же как его считает человек. Компилятор пытается найти в классе int оператор + с типом второго операнда, то есть string. Такого оператора в классе нет. Тогда компилятор смотрит, существует ли в классе string оператор приведения к типу int, либо к другому типу, для которого в классе int объявлен оператор +. Такой оператор находится, соответственно компилятор генерирует вызов оператора приведения для переменной j, а затем уже выполняется сам оператор +. Поэтому, сложение происходит численно, так как и ожидалось. Результат суммы будет соответствовать числу 3: <source lang=kpp> i + j = 1 + ("2" as int) = 1 + 2 = 3 </source>

Во втором случае, все происходит с точностью наоборот: первым операндом является строка, то есть инстанция класса string. В этом классе так же объявлен оператор +, но принимающий в качестве второго операнда строку. Этот оператор используется для конкатенации двух строк, при которой вторая строка дописывается в конец первой, то есть: <source lang=kpp> var s1 = "hello"; var s2 = "world"; println(s1 + s2); //результат: "hello" + "world" = "helloworld" </source>

В нашей сумме, вторым операндом является инстанция класса int, которая по вышеописанным правилам, будет приведена к типу string. Таким образом, операция суммы будет приведена к операции конкатенации строк "2" и "1", то есть результат выражения будет "21": <source lang=kpp> j + i = "2" + (1 as string) = "2" + "1" = "21" </source>

Приведенная проблема особенно опасна при использовании динамических переменных, поскольку в одном случае может произойти одна операция, а в другом другая. Поэтому, использовать динамические переменные следует очень осторожно. Если у вас нет уверенности относительно типа передаваемой переменной, лучше подстраховаться и произвести операцию явного преобразования к интересующему вас типу.

Числа с плавающей точкой

Для проведения сложных математических рассчетов, одних целых чисел недостаточно. Для представления действительных чисел, или чисел с плавающей точкой (запятой), как их называют в информатике, в стандартной библиотеке создан класс real, который на низком уровне представлен типом двойной точности (double).

В отличие от класса string, класс real корректно обрабатывается в сочетании с целочисленными классами. Например, следующие выражения дадут одинаковые результаты: <source lang=kpp> var i = 3 + 0.1415 var j = 0.1415 + 3 </source>

В результате, обе переменных будут иметь тип real и значение 3,1415. Это достигается тем, что в целочисленных классах есть специальные версии арифметических операторов, которые принимают в качестве параметра объекты класса real.

Логический тип

В некоторых случаях в программе бывает необходимо сохранять логическое значение. Это может потребоваться в алгоритмах, где такое значение используется в качестве флага, либо в свойствах объектов, которые подразумевают наличие или отсутствие некоторого признака. Это осуществляется с помощью булевых переменных и псевдотипа bool. Переменные булевого типа могут иметь только два значения: true, соответствующее истине и false, соответствующее лжи.

К переменным булевого типа могут приводиться значения более сложных выражений, например когда такое выражение находится в условии цикла. Правила преобразования значений выражений были описаны при рассмотрении условного оператора if.

Примечание: псевдотипом bool назван потому, что он не является классом в полной мере. Это абстракция, которая была введена в язык К++ для преодоления некоторых сложностей при проектировании языка. Переменные такого класса обрабатываются на уровне самого К++; с точки зрения Gide такого класса не существует (вернее, существуют специальные объекты @true и @false, но это тема, требующая отдельного обсуждения).

Существует несколько ограничений, которые важно понимать. Первое ограничение заключается в том, что от этого типа нельзя наследовать собственные классы. Второе ограничение проявляется в том, что переменные типа bool обрабрабатываются особым образом. Если в выражении присутствует переменная булевого типа, то операторы отношения работают немного по другому. Например, следующее выражение будет трактовано как истина: <source lang=kpp> if (0 == true)

  //...

</source>

Условие сработает потому что 0 представляет собой действительный, существующий объект, стало быть он истинен (об этом уже было написано). Вот другой пример, иллюстрирующий ту же проблему: <source lang=kpp> var MyClass c = new MyClass; if (c == true)

  //...

</source>

Подобное условие так же сработает (будет считаться истинным), даже если в классе MyClass оператор == не объявлен! Конечно, приведенные примеры являются довольно странными с точки зрения обычного кода, но их все же следует иметь в виду при написании программ.