Числовые типы данных: int, long, long long, float и double. Модификатор unsigned. Арифметические операторы.

Ели бы мы спросили у нашего компьютера, что он умеет делать лучше всего, он мог бы, не задумываясь ответить: «Считать!». Все, начиная от видеоклипа в Интернете и кончая сложными трехмерными моделями, сделанными в Autodesk 3ds Max, лишь благодаря способности нашего компьютера с огромной скоростью складывать большие числа, умножать, вычитать, и делить, возводить их в степень и извлекать из них корни. Но для этого компьютеру нужны подробные инструкции. Именно в этом и заключается работа программиста: объяснить компьютеру, что он должен сделать с полученными данными. Допустим, у нас есть простая программа, которая просит пользователя ввести два числа и результат деления первого числа на второе выводит на экран. Если не предусмотреть варианта, когда пользователь вводит 0 вместо второго числа, может произойти следующее (смотрите рисунок внизу):

В следующем уроке я расскажу, как решить эту проблему. Сейчас это может нас только запутать, вместо того чтобы внести ясность. Давайте для начала напишем программу, которая сначала просит ввести пользователя два числа, потом делит первое на второе и выводит результат на экран. И так что нам для этого потребуется?

Во-первых, мы должны решить, какой тип данных использовать для наших переменных. Тип char в данном случае нам не подходит. Для этого в C++ есть специальный числовые типы данных. Один из этих типов данных: тип int (сокращение от английского слова integer, что в переводе на русский язык означает «целое»). Теперь мы можем написать нашу программу:

#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;

int main()
{
    int num1, num2, total;

    cout << "Введите первое число: \n\n";
    cin >> num1;
    cout << "Введите второе число: \n\n";
    cin >> num2;
    total = num1 / num2;
    cout << "Результат: " << total << "\n\n";
    system("PAUSE");
    return 0;
}

Для тех, кто читал предыдущие уроки, здесь все должно быть знакомо, за исключение двух вещей:

1. 1. Если переменные имею одинаковый тип, их можно объявлять через запятую, указав перед ними тип, которому они принадлежат.
2. 2. В С++ используются те же знаки арифметических операций, за исключение знака умножения и деления. Вместо знака умножения в C++ ставиться звездочка: *, а вместо знака деления слеш /.

Все числовые типы данных имеют определенный диапазон, за которое не должно выходить вводимое число. Для int это диапазон равен от -2147483648 до 2147483647. Есть другие целочисленные типы данных в C++, которые позволяют записывать в них числа меньше чем -2147483648  и больше чем 2147483647. Это long long int или просто long long, диапазон которого от -9223372036854775808 до 9223372036854775807. К сожалению, более старые компиляторы его не поддерживают. Есть еще тип short int или просто short. Его диапазон от -32768 до 32767. Конечно, никто вам не может запретить использовать типы данных с большим диапазоном для записи маленьких чисел. При запуске наших простейших программ это никак не скажется на вычислительных ресурсах вашего компьютера. Но если это будет компьютерная игра с реальной физикой или фильм качества HD, то последствия неумелого использования типов будут намного серьезней.

И в заключение я хотел бы рассказать еще о двух типах данных, которые используются для записи чисел, у которых помимо целой, есть дробная часть. Это float (название происходит от английского слова float – плавающий) и double (название происходит от английского слова double – двойной). Тип float позволяет записать значения от 1.17549e-038 до3.40282e+038 (буква e и следующие за ней цифры означают, что после 1,7549 идут еще тридцать восемь нулей). Тип double позволяет записать значения от 2.22507e-308 до 1.79769e+308. Одно замечание, прежде чем мы двинемся дальше. В любом случае значение того или иного типа нужно уточнить в документации к вашему компилятору, т. к. это зависит, нет от операционной систему, а от компилятора. Теперь мы готовы приступить к написанию более сложных программ.

Есть древняя индийская легенда о том, что когда изобретатель шахмат показал свое изобретение царю, то ему так понравилась эта игра, что он позволил изобретателю самому выбрать себе награду. Тот не долго думая, попросил на первое поле положить одно зерно. На второе два, и так далее каждый раз удваивая количество зерен. Сначала это даже расстроило царя, так как он думал, что изобретатель такой замечательной игры достоин большего, но вскоре слуги царя сказали, что не могут собрать нужно количество зерен. Настолько было огромным число. Нам эта задача интересна тем, что с помощью ее мы сможем лучше понять целочисленные типы в C++. Итак посмотрим, сколько мы должны положить зерен на первые шестнадцать клеток...

#include <iostream>
#include <windows.h>
using namespace std;

int main()
{
    int x = 2;

    cout << "\nНа первой клетке будет лежать 1 зерно.\n\n";
    cout << "На второй клетке будут лежать ";
    cout << x;
    cout << " зерна.\n\n";
    cout << "На третьей клетке будет лежать ";
    cout << x * x;
    cout << " зерна.\n\n";
    cout << "На четвертой клетке будет лежать ";
    cout << x * x * x;
    cout << " зерен.\n\n";
    cout << "На пятой клетке будет лежать ";
    cout << x * x * x * x * x;
    cout << " зерна.\n\n";
    cout << "На шестой клетке будет лежать ";
    cout << x * x * x * x * x * x;
    cout << " зерна.\n\n";
    cout << "На седьмой клетке будет лежать ";
    cout << x * x * x * x * x * x * x;
    cout << " зерен.\n\n";
    cout << "На восьмой клетке будет лежать ";
    cout << x * x * x * x * x * x * x * x;
    cout << " зерен.\n\n";
    cout << "На девятой клетке будет лежать ";
    cout << x * x * x * x * x * x * x * x * x;
    cout << " зерен.\n\n";
    cout << "На десятой клетке будет лежать ";
    cout << x * x * x * x * x * x * x * x * x * x;
    cout << " зерна.\n\n";
    cout << "На одиннадцатой клетке будет лежать ";
    cout << x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x;
    cout << " зерен.\n\n";
    cout << "На двенадцатой клетке будет лежать ";
    cout << x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x;
    cout << " зерен.\n\n";
    cout << "На тринадцатой клетке будет лежать ";
    cout << x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x;
    cout << " зерна.\n\n";
    cout << "На четырнадцатой клетке будет лежать ";
    cout << x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x;
    cout << " зерна.\n\n";
    cout << "На пятнадцатой клетке будет лежать ";
    cout << x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x;
    cout << " зерен.\n\n";
    cout << "На шестнадцатой клетке будет лежать ";
    cout << x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x * x;
    cout << " зерен.\n\n";

    system("PAUSE");
    return 0;
}

Как видим то, что мы выводим нашу фразу с помощью трех инструкций cout, никак не отображается при выводе на экран. Если еще до запуска программы известно значение переменной, можно его инициализировать (то есть присвоить ему значение) во время объявления переменной, что мы и сделали, написав int x = 2;.

К сожалению задачи, в которых используются только целые числа, в жизни встречаются очень редко. Чаще всего нам приходится иметь дело с дробными числами. И округление до целого числа не всегда помогает. Представьте, если вы вместо полторы ложки соли положите одну или еще хуже две.

В C++ для этого существуют два специальных типа: float и double. Тип float еще называют числом с плавающей точкой. Называется он так из-за точки, которая отделяет дробную часть от целой (в английском языке для отделения дробной части от целой вместо запятой ставиться точка). Тип double переводиться с английского языка как двойной, т. е. двойной точности.

Теперь напишем небольшую программу, которая будет переводить километры в американские мили.