3.4 数据类型和常量

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其实在本章前面的第一段代码中已经接触过Objective-C的基本数据类型int，例如声明为int类型的变量只能用于保存整型值，也就是说没有小数位的值。其实除了int类型之外，在Objective-C还有另外3种基本数据类型，分别是float、double和char，具体说明如下所示。

❑float：用于存储浮点数（即包含小数位的值）。

❑double：和float类型一样，但是前者的精度约是后者精度的两倍。

❑char：可以存储单个字符，例如字母a、数字字符100，或者一个分号“;”。

在Objective-C程序中，任何数字、单个字符或者字符串通常被称为常量。例如，数字88表示一个常量整数值。字符串@“Programming in Objective-C”表示一个常量字符串对象。在Objective-C程序中，完全由常量值组成的表达式被称为常量表达式。例如下面的表达式就是一个常量表达式，因为此表达式的每一项都是常量值。

        128 + 1-2

如果将i声明为整型变量，那么下面的表达式就不是一个常量表达式。

        128 + 1- i

在Objective-C中定义了多个简单（或基本）的数据类型，例如int表示整数类型，这就是一种简单的数据类型，而不是复杂的对象。

3.4.1 int类型

在Objective-C程序中，整数常量由一个或多个数字的序列组成。序列前的负号表示该值是一个负数，例如值88、-10和100都是合法的整数常量。Objective-C规定，在数字中间不能插入空格，并且不能用逗号来表示大于999的值。所以数值“1,200”就是一个非法的整数常量，如果写成“1200”就是正确的。

在Objective-C中有两种特殊的格式，它们用一种非十迚数（基数10）的基数来表示整数常量。如果整型值的第一位是0，那么这个整数将用八迚制计数法来表示，就是说用基数8来表示。在这种情况下，该值的其余位必须是合法的8迚制数字，因此必须是0到7之间的数字。因此，在Objective-C中以8迚制表示的值50（等价于10迚制的值40），表示方式为050。与此类似，八迚制的常量0177表示十迚制的值127（1×64+7×8+7）。通过在NSLog调用的格式字符串中使用格式符号%o，可以在终端上用八迚制显示整型值。在这种情况下，使用八迚制显示的值不带有前导0。而格式符号%#o将在八迚制值的前面显示前导0。

如果整型常量以0和字母x（无论是小写字母还是大写字母）开头，那么这个值都将用十六迚制（以16为基数）计数法来表示。紧跟在字母x后的是十六迚制值的数字，它可以由0到9之间的数字和a到f（或A到F）之间的字母组成。字母表示的数字分别为10到15。假如要给名为RGBColor的整型常量指派十六迚制的值FFEF0D，则可以使用如下代码实现。

        RGBColor = 0xFFEF0D;

在上述代码中，符号“%x”用十六迚制格式显示一个值，该值不带前导的0x，并用a到f之间的小写字符表示十六迚制数字。要使用前导0x显示这个值，需要使用格式字符%#x的帮助，例如下面的代码。

        NSlog("Color is %#x\n", RGBColor);

在上述代码中，通过“%X”或“%#X”中的大写字母X可以显示前导的x，然后用大写字母表示十六迚制数字。无论是字符、整数还是浮点数字，每个值都有与其对应的值域。此值域与存储特定类型的值而分配的内存量有关。在大多数情况下，在Objective-C中没有规定这个量，因为它通常依赖于所运行的计算机，所以叫做设备或机器相关量。例如，一个整数不但可以在计算机中占用32位空间，而且也可以使用64位空间来存储。

另外，在任何编程语言中，都预留了一定数量的标识符，这些标识符是不能被定义变量和常量的。下面的表3-2中列出了Objective-C程序中具有特殊含义的标识符。

3.4.2 float类型

在Objective-C程序中，float类型变量可以存储小数位的值。由此可见，通过查看是否包含小数点的方法可以区分出是否是一个浮点常量。在Objective-C程序中，不但可以省略小数点之前的数字，而且也可以省略之后的数字，但是不能将它们全部省略。例如3.、125.8及-.0001等都是合法的浮点常量。要想显示浮点值，可用NSLog转换字符——%f。

另外，在Objective-C程序中也能使用科学计数法来表示浮点常量。例如“1.5e4”就是使用这种计数法来表示的浮点值，它表示值1.5×104。位于字母e前的值称为尾数，而之后的值称为指数。指数前面可以放置正号或负号，指数表示将与尾数相乘的10的幂。因此，在常量2.85e-3中，2.85是尾数值，而-3是指数值。该常量表示值2.85×10-3，或0.00285。另外，在Objective-C程序中，不但可用大写字母书写用于分隔尾数和指数的字母e，而且也可以用小写字母来书写。

在Objective-C程序中，建议在NSLog格式字符串中指定格式字符%e。使用NSLog格式字符串%g时，允许NSLog确定使用常用的浮点计数法还是使用科学计数法来显示浮点值。当该值小于-4或大于5时，采用%e（科学计数法）表示，否则采用%f（浮点计数法）。

十六迚制的浮点常量包含前导的0x或0X，在后面紧跟一个或多个十迚制或十六迚制数字，然后紧接着是p或P，最后是可以带符号的二迚制指数。例如，0x0.3p10表示的值为3/16×210=192。

3.4.3 double类型

在Objective-C程序中，类型double与类型float类似。Objective-C规定，当在float变量中所提供的值域不能满足要求时，需要使用double变量来实现需求。声明为double类型的变量可以存储的位数，大概是float变量所存储的两倍多。在现实应用中，大多数计算机使用64位来表示double值。除非另有特殊说明，否则Objective-C编译器将全部浮点常量当作double值来对待。要想清楚地表示float常量，需要在数字的尾部添加字符f或F，例如：

        12.4f

要想显示double的值，可以使用格式符号%f、%e或%g来辅助实现，它们与显示float值所用的格式符号是相同的。其实double类型和float类型可以被称为实型。在Objective-C语言中，实型数据分为实型常量和实型变量。

1．实型常量

实型常量也称为实数或者浮点数。在Objective-C语言中，它有两种形式：小数形式和指数形式。

❑小数形式：由数字0～9和小数点组成。例如：0.0、25.0、5.789、0.13、5.0、300．和-267.8230等均为合法的实数。注意，必须有小数点。在NSLog上，使用%f格式来输出小数形式的实数。

❑指数形式：由十迚制数，加阶码标志“e”或“E”以及阶码（只能为整数，可以带符号）组成。其一般形式为：a E n（a为十迚制数，n为十迚制整数）。其值为a*10n。在NSLog上，使用%e格式来输出指数形式的实数。例如下面是一些合法的实数。

        2.1E5（等于2.1＊105）
        3.7E-2（等于3.7＊10-2）

而下面是不合法的实数。

        345（无小数点）
        E7（阶码标志E 之前无数字）
        -5（无阶码标志）
        53.-E3（负号位置不对）
        2.7E（无阶码）

Objective-C允许浮点数使用后缀，后缀为“f”或“F”即表示该数为浮点数。如356f和356F是等价的。

2．实型变量

（1）实型数据在内存中的存放形式

实型数据一般占4个字节（32位）内存空间，按指数形式存储。小数部分占的位（bit）数越多，数的有效数字越多，精度越高。指数部分占的位数越多，则能表示的数值范围越大。

（2）实型变量的分类

实型变量分为：单精度（float型）、双精度（double型）和长双精度（long double型）3类。在大多数机器上，单精度型占4个字节（32位）内存空间，其数值范围为3.4E-38～3.4E+38，只能提供7位有效数字。双精度型占8个字节（64位）内存空间，其数值范围为1.7E-308～1.7E+308，可提供16位有效数字。

3.4.4 char类型

在Objective-C程序中，char类型变量的功能是存储单个字符，只要将字符放到一对单引号中就能得到字符常量。例如‘a'、‘;’和‘0’都是合法的字符常量。其中‘a’表示字母a,‘;’表示分号，‘0’表示字符0（并不等同于数字0）。

在Objective-C程序中，不能把字符常量和C风格的字符串混为一谈，字符常量是放在单引号中的单个字符，而字符串则是放在双引号中任意个数的字符。不但要求在前面有@字符，而且要求放在双引号中的字符串才是NSString字符串对象。

另外，字符常量‘\n'（即换行符）是一个合法的字符常量，虽然这看似与前面提到的规则相矛盾。出现这种情况的原因是，反斜杠符号是Objective-C中的一个特殊符号，而其实并不把它看成一个字符。也就是说，Objective-C编译器仅仅将‘\n’看作是单个字符，尽管它实际上由两个字符组成，而其他的特殊字符由反斜杠字符开头。

在NSLog调用中，可以使用格式字符%c来显示char变量的值。例如在下面程序代码中，使用了基本的Objective-C数据类型。

        #import <Foundation/Foundation.h>
        int main (int argc, char ＊argv[])
        {
            NSAutoreleasePool ＊ pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
            int     integerVar = 50;
            float  floatingVar = 331.79;
            double doubleVar = 8.44e+11;
            char    charVar = 'W';
            NSLog (@"integerVar = %i", integerVar);
            NSLog (@"floatingVar = %f", floatingVar);
            NSLog (@"doubleVar = %e", doubleVar);
            NSLog (@"doubleVar = %g", doubleVar);
            NSLog (@"charVar = %c", charVar);
            [pool drain];

            return 0;
        }

在上述代码中，第六行floatingVar的值是331.79，但是，实际显示为331.790009。这是因为，实际显示的值是由使用的特定计算机系统决定的。出现这种不准确值的原因是计算机内部使用特殊的方式表示数字。当使用计算器处理数字时，很可能遇到相同的不准确性。如果用计算器计算1除以3，将得到结果．33333333，很可能结尾带有一些附加的3。这串3是计算器计算1/3的近似值。理论上，应该存在无限个3。然而该计算器只能保存这些位的数字，这就是计算机的不确定性。此处应用了相同类型的不确定性：在计算机内存中不能精确地表示一些浮点值。

执行上述代码后会输出。

        integerVar = 50
        floatingVar = 331.790009
        doubleVar = 8.440000e+11
        doubleVar = 8.44e+11
        charVar = ‘W’

另外，使用char也可以表示字符变量。字符变量类型定义的格式和书写规则都与整型变量相同，例如下面的代码。

        char a, b;

每个字符变量被分配一个字节的内存空间，因此只能存放一个字符。字符值是以ASCII码的形式存放在变量的内存单元之中的。如x的十迚制ASCII码是120,y的十迚制ASCII码是121。下面的例子是把字符变量a、b分别赋予‘x’和‘y'。

        a='x';
        b='y';

实际上是在a、b两个内存单元内存放120和121的二迚制代码。我们可以把字符值看成是整型值。Objective-C语言允许对整型变量赋以字符值，也允许对字符变量赋以整型值。在输出时，允许把字符变量按整型量输出，也允许把整型量按字符量输出。整型量为多字节量，字符量为单字节量，当整型量按字符型量处理时，只有低8位字节参与处理。

3.4.5 字符常量

在Objective-C程序中，字符常量是用单引号括起来的一个字符，例如下面列出的都是合法字符常量。

        'a'、'b'、'='、'+'、'? '

Objective-C中的字符常量有如下4个特点。

（1）字符常量只能用单引号括起来，不能用双引号或其他括号。

（2）字符常量只能是单个字符，不能是字符串，转义字符除外。

（3）字符可以是字符集中任意字符。但数字被定义为字符型之后就不能参与数值运算。如‘5’和5是不同的。‘5’是字符常量，不能参与运算。

（4）Objective-C中的字符串不是“abc”，而是@“abc”。

转义字符是一种特殊的字符常量。转义字符以反斜线“\”开头，后面紧跟一个或几个字符。转义字符具有特定的含义，不同于字符原有的意义，故称“转义”字符。例如，“\n”就是一个转义字符，表示“换行”。转义字符主要用来表示那些用一般字符不便于表示的控制代码。常用的转义字符及其含义如表3-3所示。

在大多数情况下，Objective-C字符集中的任何一个字符都可以使用转义字符来表示。ddd和hh分别为八迚制和十六迚制的ASCII代码，表中的\ddd和\xhh正是为此而提出的。例如\101表示字母A,\102表示字母B,\134表示反斜线，\XOA表示换行等。

        #import <Foundation/Foundation.h>
        int main（int argc, const char ＊ argv[]）
        {
        NSAutoreleasePool ＊ pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
        char a=120;
        char b=121;
        NSLog（@"%c, %c", a, b）;
        NSLog（@"%i, %i", a, b）;
        [pool drain];
        return 0;
        }

在上述代码中，定义a、b为字符型，但在赋值语句中赋以整型值。从结果看，输出a和b值的形式取决于NSLog函数格式串中的格式符。当格式符为“%c”时，对应输出的变量值为字符，当格式符为“%i”时，对应输出的变量值为整数。执行上述代码后输出。

        x, y
        120,121

3.4.6 id类型

在Objective-C程序中，id是一般对象类型，id数据类型可以存储任何类型的对象。例如在下面的代码中，将number声明为id类型的变量。

        id number;

我们可以声明一个方法，使其具有id类型的返回值。例如在下面的代码中，声明了一个名为newOb的实例方法，它不但具有名为type的单个整型参数，而且还具有id类型的返回值。在此需要注意，对返回值和参数类型声明来说，id是默认的类型。

        -(id) newOb: (int) type;

再例如在下面的代码中，声明了一个返回id类型值的类方法。

        +allocInit;

id数据类型是本书经常使用的一种重要数据类型，是Objective-C中的一个十分重要的特性。表3-4列出了基本数据类型和限定词。

在Objective-C程序中，id类型是一个独特的数据类型。在概念上和Java语言中的类Object相似，可以被转换为任何数据类型。也就是说，在id类型变量中可以存放任何数据类型的对象。在内部处理上，这种类型被定义为指向对象的指针，实际上是一个指向这种对象的实例变量的指针。例如下面定义了一个id类型的变量和返回一个id类型的方法。

        id anObject;
        - (id) new: (int) type;

id和void *并非完全一样，下面是id在objc.h中的定义。

        typedef struct objc_object {
        class isa;
        } ＊id;

由此可以看出，id是指向struct objc_object的一个指针。也就是说，id是一个指向任何一个继承了Object或NSObject类的对象。因为id是一个指针，所以在使用id的时候不需要加星号，例如下面的代码。

        id foo=renhe;

上述代码定义了一个renhe指针，这个指针指向NSObject的任意一个子类。而“id*foo= renhe;”则定义了一个指针，这个指针指向另一个指针，被指向的这个指针指向NSObject的一个子类。

3.4.7 限定词

在Objective-C程序中的限定词有：long、long long、short、unsigned及signed。

1．long

如果直接把限定词long放在声明int之前，那么所声明的整型变量在某些计算机上具有扩展的值域。例如下面是一个上述情况的例子。

        long int factorial;

通过上述代码，将变量fractorial声明为long的整型变量。这就像float和double变量一样，long变量的具体精度也是由具体的计算机系统决定。在许多系统上，int与long int具有相同的值域，而且任何一个都能存储32位宽（231-1或2147483647）的整型值。

在Objective-C程序中，long int类型的常量值可以通过在整型常量末尾添加字母L（大小写均可）来形成，此时在数字和L之间不允许有空格出现。根据此要求，我们可以声明为如下格式。

        long int numberOfPoints = 138881100L;

通过上述代码，将变量numberOfPoints声明为long int类型，而且初值为138881 100。

要想使用NSLog显示long int的值，需要使用字母l作为修饰符，并且将其放在整型格式符号i、o和x之前。这意味着格式符号%li用十迚制格式显示long int的值，符号%lo用八迚制格式显示值，而符号%lx则用十六迚制格式显示值。

2．long long

例如在下面的代码中，使用了long long的整型数据类型。

        long long int maxnum;

通过上述代码，将指定的变量声明为具有特定扩展精度的变量，通过扩展精度，保证了变量至少具有64位的宽度。NSLog字符串不使用单个字母l，而使用两个l来显示long long的整数，例如“%lli”的形式。我们同样可以将long标识符放在double声明之前，例如下面的代码。

        long double CN_NB_2012;

可以long double常量写成其尾部带有字母l或L的浮点常量的形式，例如：

        1.234e+5L

要想显示long double的值，需要使用修饰符L来帮助实现。例如通过%Lf用浮点计数法显示long double的值，通过%Le用科学计数法显示同样的值，使用%Lg告诉NSLog在%Lf和%Le之间任选一个使用。

3．short

如果把限定词short放在int声明之前，意思是告诉Objective-C编译器要声明的特定变量用来存储相当小的整数。使用short变量的主要好处是节约内存空间，当程序员需要大量内存，而可用的内存又十分有限时，可以使用short变量来解决内存不足的问题。

在很多计算机设备上，short int所占用的内存空间是常规int变量的一半。在任何情况下，需要确保分配给short int的空间数量不少于16位。

在Objective-C程序中，没有其他方法可显示编写short int型常量。要想显示short int变量，可以将字母h放在任何普通的整型转换符号之前，例如%hi、%ho或%hx。也就是说，可以用任何整型转换符号来显示short int，原因是当它作为参数传递给NSLog例程时，可以转换成整数。

4．unsigned

在Objective-C程序中，unsigned是一种最终限定符，当整数变量只用来存储正数时可以使用最终限定符。例如通过下面的代码向编译器声明，变量counter只用于保存正值。使用限制符的整型变量可以专门存储正整数，也可以扩展整型变量的精度。

        unsigned int counter;

将字母u（或U）放在常量之后，可以产生unsigned int常量，例如下面的代码。

        0x00ffU

在编写整型常量时，可以组合使用字母u（或U）和l（或L），例如下面的代码可以告诉编译器将常量10000看作unsigned long。

        10000UL

如果整型常量之后不带有字母u、U、l或L中的任何一个，而且因为太大不适合用普通大小的int表示，那么编译器将把它看作是unsigned int值。如果太小则不适合用unsigned int来表示，那么此时编译器将把它看作long int。如果仍然不适合用long int表示，编译器会把它作为unsigned long int来处理。

在Objective-C程序中，当将变量声明为long int、short int或unsigned int类型时，可以省略关键字int，为此，变量unsigned counter和如下声明格式等价。

        unsigned counter;

同样也可以将变量char声明为unsigned。

5．signed

在Objective-C程序中，限定词signed能够明确地告诉编译器特定变量是有符号的。signed主要用在char声明之前。

3.4.8 总结基本数据类型

在Objective-C程序中，可以使用以下格式将变量声明为特定的数据类型。

          type name = initial_value;

在表3-5中，总结了Objective-C中的基本数据类型。