Variables y Tipos en C++

Introducción

En este laboratorio, aprenderá sobre las variables y los tipos en C++. Aprenderá cómo definir variables y cómo utilizar diferentes tipos de variables.

Skills Graph

Vista previa del contenido

Los programas informáticos manipulan (o procesan) datos. Una variable se utiliza para almacenar un dato para su procesamiento. Se le llama variable porque se puede cambiar el valor almacenado.

• Variables
• Identificadores
• Declaración de variables
• Constantes
• Expresiones
• Asignación
• Tipos básicos
• Literales para tipos básicos y cadenas

Variables

Una variable es una ubicación de almacenamiento con nombre, que almacena un valor de un tipo de datos particular. En otras palabras, una variable tiene un nombre, un tipo y almacena un valor.

• Una variable tiene un nombre (o identificador), por ejemplo, radio, área, edad, altura. El nombre es necesario para identificar de manera única cada variable, para asignarle un valor y recuperar el valor almacenado.
• Una variable tiene un tipo, como int o double.
• Una variable puede almacenar un valor de ese tipo particular. Una variable está asociada a un tipo y solo puede almacenar valores del tipo particular.
• El tipo determina el tamaño y la disposición de los datos, el rango de sus valores y el conjunto de operaciones que se pueden aplicar.

El siguiente diagrama ilustra dos tipos de variables: int y double. Una variable int almacena un entero (número entero). Una variable double almacena un número real.

Identificadores

Se necesita un identificador para nombrar una variable (o cualquier otra entidad, como una función o una clase). C++ impone las siguientes reglas para los identificadores:

• Un identificador es una secuencia de caracteres que comprende letras mayúsculas y minúsculas (a-z, A-Z), dígitos (0-9) y subrayado "_".
• No se permiten espacios en blanco (espacio en blanco, tabulación, nueva línea) y otros caracteres especiales (como +, -, *, /, '@', etc.).
• Un identificador debe comenzar con una letra o un subrayado. No puede comenzar con un dígito. Los identificadores que comienzan con un subrayado suelen reservarse para el uso del sistema.
• Un identificador no puede ser una palabra clave reservada o un literal reservado (por ejemplo, int, double, if, else, for).
• Los identificadores distinguen entre mayúsculas y minúsculas. Una rose NO es una Rose, y NO es una ROSE.

Convenciones de Nombre de Variables

El nombre de una variable es un sustantivo o una frase nominal formada por varias palabras. La primera palabra está en minúsculas, mientras que las palabras restantes comienzan con mayúsculas, sin espacios entre las palabras. Por ejemplo, thefontSize, roomNumber, xMax y thisIsAVeryLongVariableName, que se conoce como camel case.

Recomendaciones

1. Es importante elegir un nombre que sea autodescriptivo y refleje de manera cercana el significado de la variable, por ejemplo, numberOfStudents o numStudents.
2. No utilice nombres sin sentido como a, b, c, d, i, j, k, i1, j99. Evite nombres de una sola letra, a menos que sean nombres comunes como x, y, z para coordenadas, i para índice.
3. Está perfectamente bien utilizar nombres largos de hasta 30 caracteres para asegurarse de que el nombre refleje con precisión su significado.
4. Utilice sustantivos singulares y plurales con prudencia para diferenciar entre variables singulares y plurales. Por ejemplo, use la variable row para referirse a un solo número de fila y rows para referirse a muchas filas.

Declaración de variables

Antes de utilizar una variable, primero debes declarar su nombre y tipo, utilizando una de las siguientes sintaxis:

Por ejemplo

int nota1;           // Declarar una variable int llamada nota1
nota1 = 76;          // Usar nota1
int nota2;           // Declarar variable int nota2
nota2 = nota1 + 10;  // Usar nota2 y nota1
double promedio;     // Declarar variable double promedio
promedio = (nota1 + nota2) / 2.0;   // Usar promedio, nota1 y nota2
int nota1;           // Error: Declarar dos veces
nota2 = "Hola";     // Error: Asignar un valor de un tipo diferente
int número;             // Declarado pero no inicializado
cout << número << endl; // Usado antes de inicializarse, sin advertencia/error, pero resultado inesperado.

Tenga en cuenta que:

• En C++, debes declarar el nombre de una variable antes de poder utilizarla.
• C++ es un lenguaje "fuertemente tipado". Una variable tiene un tipo. Una vez que se declara el tipo de una variable, solo puede almacenar un valor perteneciente a este tipo particular.
• Cada variable solo se puede declarar una vez.
• En C++, se puede declarar una variable en cualquier parte del programa, siempre y cuando se declare antes de utilizarla.
• El tipo de una variable no se puede cambiar dentro del programa.
• Una variable recién declarada pero no inicializada contiene basura. C/C++ no emite ninguna advertencia/error si se utiliza una variable antes de inicializarla, lo que puede conducir a algunos resultados inesperados.

Constantes (const)

Las constantes son variables no modificables, declaradas con la palabra clave const. Sus valores no pueden cambiar durante la ejecución del programa. Además, const debe inicializarse durante la declaración. Por ejemplo:

const double PI = 3.1415926;  // Es necesario inicializar

Convenciones de Nombre para Constantes: Utilice palabras en mayúsculas, unidas con subrayados. Por ejemplo, MIN_VALUE.

Expresiones

Una expresión es una combinación de operadores (como '+', '-', '*', '/') y operandos (variables o valores literales), que se puede evaluar para producir un solo valor de un cierto tipo. Por ejemplo,

1 + 2 * 3           // da int 7

int suma, número;
suma + número        // se evalúa a un valor de tipo int

double capital, tasaInterés;
capital * (1 + tasaInterés)  // se evalúa a un valor de tipo double

Asignación (=)

Una sentencia de asignación:

1. asigna un valor literal (del lado derecho) a una variable (del lado izquierdo); o
2. evalúa una expresión (del lado derecho) y asigna el valor resultante a una variable (del lado izquierdo).

El lado derecho debe ser un valor; y el lado izquierdo debe ser una variable (o dirección de memoria).

La sintaxis de la sentencia de asignación es:

La sentencia de asignación debe interpretarse de la siguiente manera: La expresión del lado derecho (RHS) se evalúa primero para producir un valor resultante (llamado rvalue o valor derecho). Luego, el rvalue se asigna a la variable del lado izquierdo (LHS) (o lvalue, que es una ubicación que puede contener un rvalue).

Tipos Básicos

La siguiente tabla muestra el tamaño, el mínimo y el máximo típicos de los tipos primitivos. Una vez más, tenga en cuenta que los tamaños dependen de la implementación.

El operador sizeof

C/C++ proporciona un operador unario sizeof para obtener el tamaño del operando (en bytes). El siguiente programa utiliza el operador sizeof para imprimir el tamaño de los tipos fundamentales (guarde el siguiente código en test.cpp en /home/labex/Code).

/*
 * Imprime el tamaño de los tipos fundamentales.
 */
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
   cout << "sizeof(char) es " << sizeof(char) << " bytes " << endl;
   cout << "sizeof(short) es " << sizeof(short) << " bytes " << endl;
   cout << "sizeof(int) es " << sizeof(int) << " bytes " << endl;
   cout << "sizeof(long) es " << sizeof(long) << " bytes " << endl;
   cout << "sizeof(long long) es " << sizeof(long long) << " bytes " << endl;
   cout << "sizeof(float) es " << sizeof(float) << " bytes " << endl;
   cout << "sizeof(double) es " << sizeof(double) << " bytes " << endl;
   cout << "sizeof(long double) es " << sizeof(long double) << " bytes " << endl;
   cout << "sizeof(bool) es " << sizeof(bool) << " bytes " << endl;
   return 0;
}

Salida:

sizeof(char) es 1 bytes
sizeof(short) es 2 bytes
sizeof(int) es 4 bytes
sizeof(long) es 4 bytes
sizeof(long long) es 8 bytes
sizeof(float) es 4 bytes
sizeof(double) es 8 bytes
sizeof(long double) es 12 bytes
sizeof(bool) es 1 bytes

La declaración typedef

Escribir unsigned int muchas veces puede resultar molesto. La declaración typedef se puede utilizar para crear un nuevo nombre para un tipo existente. Por ejemplo, puede crear un nuevo tipo llamado "uint" para "unsigned int" de la siguiente manera. Debe colocar la declaración typedef inmediatamente después de #include. Utilice typedef con cuidado porque hace que el programa sea difícil de leer y entender.

typedef unsigned int uint;

Muchos compiladores C/C++ definen un tipo llamado size_t, que es un typedef de unsigned int.

typedef unsigned int size_t;

Literales para Tipos Básicos y Cadenas

Literales enteros

Un número entero, como 123 y -456, por defecto se trata como un int. Por ejemplo,

int número = -123;
int suma = 4567;

Además de los enteros en base 10 por defecto, puede usar un prefijo '0x' para un valor en hexadecimal y prefijo '0b' para un valor binario (en algunos compiladores), por ejemplo,

int número1 = 1234;       // Decimal
int número2 = 01234;      // Octal 1234, Decimal 2322
int número3 = 0x1abc;     // hexadecimal 1ABC, decimal 15274
int número4 = 0b10001001; // binario (puede no funcionar en algunos compiladores)

Un literal long se identifica por un sufijo 'L' o 'l' (evite el minúsculo, que puede confundirse con el número uno). Un long long int se identifica por un sufijo 'LL'. También puede usar el sufijo 'U' para unsigned int, 'UL' para unsigned long y 'ULL' para unsigned long long int. Por ejemplo,

long número = 12345678L;     // Sufijo 'L' para long
long suma = 123;              // int 123 se convierte automáticamente a long 123L
long long granNúmero = 987654321LL;  // Se necesita el sufijo 'LL' para long long int

No es necesario un sufijo para los literales short. Pero solo puede usar valores enteros en el rango permitido. Por ejemplo,

short númeroMediano = -12345;

Literales de punto flotante

Un número con punto decimal, como 55.66 y -33.44, por defecto se trata como un double. También se pueden expresar en notación científica, por ejemplo, 1.2e3, -5.5E-6, donde e o E denota el exponente en potencia de 10. Puede anteponer la parte fraccionaria o el exponente con un signo más (+) o menos (-). El exponente debe ser un entero.

DEBE usar un sufijo de 'f' o 'F' para los literales float, por ejemplo, -1.2345F. Por ejemplo,

float promedio = 55.66;      // Error! El lado derecho es un double. Se necesita el sufijo 'f' para float.
float promedio = 55.66f;

Use el sufijo 'L' (o 'l') para long double.

Literales bool

Solo hay dos literales bool, es decir, true y false. Por ejemplo,

bool hecho = true;
bool juegoTerminado = false;
int i;
if (i == 9) {   // devuelve true o false
  ......
}

Literales de carácter

Un literal de char imprimible se escribe encerrando el carácter entre una pareja de comillas simples, por ejemplo, 'z', '$' y '9'. En C++, los caracteres se representan usando el código ASCII de 8 bits y pueden tratarse como enteros con signo de 8 bits en operaciones aritméticas. En otras palabras, char y entero con signo de 8 bits son intercambiables. También puede asignar un entero en el rango de [-128, 127] a una variable de tipo char; y [0, 255] a un unsigned char. Por ejemplo,

char letra = 'a';             // Lo mismo que 97
char otraLetra = 98;       // Lo mismo que la letra 'b'
cout << letra << endl;        // Se imprime 'a'
cout << otraLetra << endl; // Se imprime 'b' en lugar del número
otraLetra += 2;            // 100 o 'd'
cout << otraLetra << endl; // Se imprime 'd'
cout << (int)otraLetra << endl;  // Se imprime 100

Literales de cadena

Un literal de String está compuesto por cero o más caracteres rodeados por una pareja de comillas dobles, por ejemplo, "Hello, world!", "The sum is ", "". Por ejemplo,

String mensajeDirección = "Turn Right";
String mensajeSaludo = "Hello";
String mensajeEstado = "";             // cadena vacía

Ejemplo (Literales)

/* Probando Tipos Primarios */
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
   char género ='m';             // char está entre comillas simples
   bool casado = true;         // true(non-cero) o false(0)
   unsigned short numHijos = 8; // [0, 255]
   short añoNacimiento = 1945;      // [-32767, 32768]
   unsigned int salario = 88000;   // [0, 4294967295]
   double peso = 88.88;       // Con parte fraccionaria
   float promedioAcadémico = 3.88f;           // Se necesita el sufijo 'f' para float

   // "cout <<" se puede usar para imprimir el valor de cualquier tipo
   cout << "Género es " << género << endl;
   cout << "Está casado es " << casado << endl;
   cout << "Número de hijos es " << numHijos << endl;
   cout << "Año de nacimiento es " << añoNacimiento << endl;
   cout << "Salario es " << salario << endl;
   cout << "Peso es " << peso << endl;
   cout << "Promedio Académico es " << promedioAcadémico << endl;
   return 0;
}

Salida:

Género es m
Está casado es 1    // true
Número de hijos es 8
Año de nacimiento es 1945
Salario es 88000
Peso es 88.88
Promedio Académico es 3.88

Resumen

En esta parte, introdujimos varios tipos fundamentales. Deberías saber cómo representar una variable y cómo operar con ella. Tenga en cuenta cuál es el tamaño de cada tipo en la memoria y el rango para cada tipo.