数据类型详解

学习目标

通过本集的学习，你将能够：

• 理解基本数据类型
• 掌握复合数据类型
• 学会使用数组
• 理解记录（结构体）

1. 基本类型

1.1 数值类型

整数类型：
- byte, short, int, long（Java）
- i8, i16, i32, i64（Rust）
- int（Python, 任意精度）

浮点数类型：
- float, double（Java, C++）
- f32, f64（Rust）
- float（Python）

1.2 布尔类型

布尔类型：
- bool: true, false

示例：
flag = true
condition = 5 > 3  // true

1.3 字符类型

字符类型：
- char（Java, C++）
- char（Rust, Unicode）

示例：
c = 'A'

1.4 字符串类型

字符串类型：
- String（Java, Rust）
- str（Rust, 字符串切片）
- str（Python）

示例：
s = "Hello, World!"

2. 复合类型

2.1 什么是复合类型？

复合类型由多个值组成。

复合类型：
- 数组/列表
- 结构体/记录
- 元组
- 枚举
- 联合

3. 数组

3.1 什么是数组？

数组是相同类型元素的有序集合。

数组特点：
- 固定大小
- 相同类型
- 连续内存
- 随机访问 O(1)

3.2 数组声明

C++ 数组：
int arr[5];  // 声明
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};  // 初始化

Java 数组：
int[] arr = new int[5];
int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};

Python 列表：
arr = [1, 2, 3, 4, 5]  // 动态大小

3.3 数组访问

访问元素：
arr[0]  // 第一个元素
arr[1]  // 第二个元素

索引从 0 开始！

内存布局：
地址:  100  104  108  112  116
值:     1    2    3    4    5
索引:   0    1    2    3    4

3.4 多维数组

二维数组：
int matrix[3][3] = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6},
    {7, 8, 9}
};

访问：
matrix[0][0]  // 1
matrix[1][2]  // 6

Python：
matrix = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
    [7, 8, 9]
]

4. 记录（结构体）

4.1 什么是记录？

记录（结构体）是不同类型字段的集合。

结构体特点：
- 不同类型
- 命名字段
- 连续内存（通常）

4.2 结构体声明

C++ 结构体：
struct Point {
    int x;
    int y;
};

Point p;
p.x = 10;
p.y = 20;

Rust 结构体：
struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

let p = Point { x: 10, y: 20 };

Python 类：
class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

p = Point(10, 20)

4.3 内存布局

struct Point {
    int x;  // 4 bytes
    int y;  // 4 bytes
};

总大小：8 bytes

内存布局：
地址:  100  104
字段:  x    y
值:    10   20

5. 实用案例

5.1 案例1：数组求和

def sum_array(arr):
    total = 0
    for x in arr:
        total += x
    return total

arr = [1, 2, 3, 4, 5]
print(sum_array(arr))  // 15

5.2 案例2：结构体表示学生

struct Student {
    char name[50];
    int id;
    float gpa;
};

struct Student s;
strcpy(s.name, "Alice");
s.id = 12345;
s.gpa = 3.8;

6. 自测问题

1. 基本类型有哪些？
2. 数组和结构体的区别是什么？
3. 数组索引从几开始？
4. 什么是多维数组？
5. 结构体的优点是什么？

7. 下集预告

下一集我们将学习指针与引用！

参考资料

• 《程序设计语言：概念与构造》
• 《编程语言原理》