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@ -2,16 +2,18 @@
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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。
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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。
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**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:
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**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:
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- 整数类型 `byte` , `short` , `int` , `long` 。
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- 整数类型 `byte` , `short` , `int` , `long` 。
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- 浮点数类型 `float` , `double` ,用于表示小数。
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- 浮点数类型 `float` , `double` ,用于表示小数。
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- 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。
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- 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。
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- 布尔类型 `bool` ,用于表示“是”与“否”判断。
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- 布尔类型 `bool` ,用于表示“是”与“否”判断。
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**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:
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**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。
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- 整数类型 `byte` 占用 $1$ byte = $8$ bits ,可以表示 $2^{8}$ 个不同的数字。
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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:
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- 整数类型 `byte` 占用 $1$ byte = $8$ bits ,可以表示 $2^{8}$ 个数字。
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- 整数类型 `int` 占用 $4$ bytes = $32$ bits ,可以表示 $2^{32}$ 个数字。
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- 整数类型 `int` 占用 $4$ bytes = $32$ bits ,可以表示 $2^{32}$ 个数字。
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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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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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@ -31,15 +33,17 @@
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</div>
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</div>
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!!! tip
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对于上表,需要注意以下几点:
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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。
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- 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)。
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- 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。
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- 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。
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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。
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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”。
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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。
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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。
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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。
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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`)。
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=== "Java"
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=== "Java"
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@ -48,7 +52,7 @@
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int[] numbers = new int[5];
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int[] numbers = new int[5];
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float[] decimals = new float[5];
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float[] decimals = new float[5];
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char[] characters = new char[5];
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char[] characters = new char[5];
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boolean[] booleans = new boolean[5];
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boolean[] bools = new boolean[5];
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```
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```
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=== "C++"
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=== "C++"
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@ -58,14 +62,20 @@
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int numbers[5];
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int numbers[5];
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float decimals[5];
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float decimals[5];
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char characters[5];
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char characters[5];
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bool booleans[5];
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bool bools[5];
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```
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```
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=== "Python"
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=== "Python"
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```python title=""
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```python title=""
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# Python 的 list 可以自由存储各种基本数据类型和对象
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# 使用多种基本数据类型来初始化数组
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list = [0, 0.0, 'a', False]
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numbers: list[int] = [0] * 5
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decimals: list[float] = [0.0] * 5
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# Python 的字符应被看作长度为一的字符串
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characters: list[str] = ['0'] * 5
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bools: list[bool] = [False] * 5
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# Python 的列表可以自由存储各种基本数据类型和对象引用
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data = [0, 0.0, 'a', False, ListNode(0)]
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```
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```
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=== "Go"
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=== "Go"
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@ -75,7 +85,7 @@
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var numbers = [5]int{}
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var numbers = [5]int{}
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var decimals = [5]float64{}
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var decimals = [5]float64{}
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var characters = [5]byte{}
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var characters = [5]byte{}
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var booleans = [5]bool{}
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var bools = [5]bool{}
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```
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```
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=== "JS"
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=== "JS"
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@ -91,7 +101,7 @@
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// 使用多种基本数据类型来初始化数组
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// 使用多种基本数据类型来初始化数组
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const numbers: number[] = [];
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const numbers: number[] = [];
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const characters: string[] = [];
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const characters: string[] = [];
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const booleans: boolean[] = [];
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const bools: boolean[] = [];
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```
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```
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=== "C"
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=== "C"
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@ -101,7 +111,7 @@
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int numbers[10];
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int numbers[10];
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float decimals[10];
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float decimals[10];
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char characters[10];
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char characters[10];
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bool booleans[10];
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bool bools[10];
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```
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```
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=== "C#"
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=== "C#"
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@ -111,7 +121,7 @@
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int[] numbers = new int[5];
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int[] numbers = new int[5];
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float[] decimals = new float[5];
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float[] decimals = new float[5];
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char[] characters = new char[5];
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char[] characters = new char[5];
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bool[] booleans = new bool[5];
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bool[] bools = new bool[5];
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```
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```
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=== "Swift"
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=== "Swift"
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@ -121,7 +131,7 @@
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let numbers = Array(repeating: Int(), count: 5)
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let numbers = Array(repeating: Int(), count: 5)
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let decimals = Array(repeating: Double(), count: 5)
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let decimals = Array(repeating: Double(), count: 5)
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let characters = Array(repeating: Character("a"), count: 5)
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let characters = Array(repeating: Character("a"), count: 5)
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let booleans = Array(repeating: Bool(), count: 5)
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let bools = Array(repeating: Bool(), count: 5)
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```
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```
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=== "Zig"
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=== "Zig"
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@ -137,7 +147,7 @@
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List<int> numbers = List.filled(5, 0);
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List<int> numbers = List.filled(5, 0);
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List<double> decimals = List.filled(5, 0.0);
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List<double> decimals = List.filled(5, 0.0);
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List<String> characters = List.filled(5, 'a');
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List<String> characters = List.filled(5, 'a');
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List<bool> booleans = List.filled(5, false);
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List<bool> bools = List.filled(5, false);
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```
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```
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=== "Rust"
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=== "Rust"
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