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【小课堂】四点五、一些支线任务

小课堂的基础篇即将过半，下半场的难度则将更上一个台阶。而在主线学习的过程中，C/C++语言还有许多细枝末节的技术知识，因此借此“中场休息”时间，本课介绍一些之前中没有涉及的“支线任务”，有些内容有些深奥，跳过不影响后续主线的学习，可视情况阅读。

注释

（其实在之前的教程中就已经出现过）
注释是写在代码中给自己或其他程序员看的文字。注释方法有两种： 

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//这是单行的注释

/*
如果需要跨行写注释
可以像这样框起来
*/

注释文字在程序中不起任何作用，编译器将忽略所有注释。但注释对一段良好的代码是必需的。随着代码逐渐复杂，将很难一眼看懂其功能，边编写边写注释可以大大提高维护代码时的工作效率。

注释的另一大功能是在测试代码时对语句进行临时的保留/删除，如： 

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for(int i=1;i<=100;i++){
    a = (b + 2) * i;
    //a = (b + 2) / i;
}

使用注释可以快速使不想执行的代码暂时“封印”，如以后需要，只需将注释符删去，代码就恢复了功能。

sizeof运算符

虽然长得不太像，sizeof的确是C/C++运算符之一，用于计算数值/表达式/类型的空间大小（字节数），如：

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cout<<sizeof(1)<<endl;
cout<<sizeof(double)<<endl;

输出：
4
8
表示整型数1占4个字节，一个double型数据占8个字节。
如果需要估算开一个数组的开销，就可以这样计算： 

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double a[10000][5000]
cout<<sizeof(double)*10000*5000/1024/1024;

输出：
381
所以，使用一个10000*5000的double型数组的开销约为381MiB

位运算符

在介绍位运算之前首先要简单引入现代计算机中的数字编码知识。
我们知道，数字在计算机中是以二进制存储的（不仅是历史原因，和二分、倍增、二叉等算法数据结构也有微妙的联系）。二进制的概念不再详细介绍，有需要可自行搜索。
位运算就是C/C++对于二进制数的操作，由于与计算机底层架构一致，效率一般比常规的运算符快上不少。
位运算符有： 

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&    //按位与
|    //按位或
~    //按位非
^    //按位异或
<<   //左移
>>   //右移

我们拿int a = 42;（二进制101010）int b = 23;（二进制1 0111）为例： 

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int a = 42, b = 23;
cout<< (a & b) <<endl;
cout<< (a | b) <<endl;
cout<< (~a) <<endl;
cout<< (a ^ b) <<endl;
cout<< (a << 2) <<endl;
cout<< (a >> 2) <<endl;

输出：
2
63
-43
61
168
10

按位与：将两个二进制数每一位进行与运算

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   0010 1010
 & 0001 0111
--------------
   0000 0010  （=十进制2）

按位或：同理，将两个二进制数每一位进行或运算

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2
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   0010 1010
 | 0001 0111
--------------
   0011 1111  （=十进制63）

按位非：将一个二进制数每一位进行非运算

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3
 ~ 0010 1010
--------------
   1101 0101  （=一个补码为11010101的数，即十进制-43）

此处有疑问可跳过，或自行了解详细的数字编码介绍（原码、反码、补码）

按位异或：将两个二进制数每一位进行异或运算
异或（xor）是和与或非类似的逻辑运算，真值表如下： 

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a    b    a xor b
1    1      0
0    0      0
1    0      1
0    1      1

即两个布尔量相同时为false，不同时为true
所以，按位异或也是如此： 

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   0010 1010
 ^ 0001 0111
--------------
   0011 1101  （=十进制61）

左移/右移：左边是一个二进制，右边是要移动的位数 

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    0010 1010
 <<         2  （每一位都往左移动了两位，最后两位用0填充）
--------------
    1010 1000  （=十进制168）

    0010 1010
 >>         2  （每一位都往右移动了两位，最后两位舍去了）
--------------
    0000 1010  （=十进制10）

位运算在数学中较少出现，但在程序编写中有许多意想不到的功能，用得好则可以大大提高运行效率。这里简单介绍几种用法，更多用途可以自行探索。

我们发现，左、右移操作就是在二进制数末尾添0/去除位数的操作。类比十进制数添n个0 == $*10^n$ ，对照上例，a<<n即 $a*2^n$ 、a>>n即 $a/2^n$（向下取整）

一些其他的数据类型

除了之前介绍过的数据类型外，C/C++语言还提供更多的内置类型，这里也只是简单介绍：

类型修饰符

C/C++提供类型修饰符对基础的类型进行修饰，以适应不同的应用。
修饰符有：

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signed unsigned long short

它们可置于char、int、double类型前，改变数据类型，如： 

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short int a;//-32768 到 32767
unsigned int b;//0 到 4294967295
unsigned short int c;//0 到 65535
long double d;//16 个字节
unsigned char e;//0 到 255

另外，C/C++语言还提供指针、自定义类型，都是C/C++类型系统的一部分：
C中有：指针、枚举、联合体、结构体
C++中有：指针、引用、枚举、联合体、结构体、类、还有模板提供泛型甚至元编程的支持。

typedef

C/C++还提供typedef保留字为数据类型起别名，以增加代码的可读性，如： 

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typedef int month;
month a,b;
a=8;

此时变量a的类型仍是int，但可以用month进行定义。

switch语句

与if类似，switch语句是C/C++提供的另一种分支结构语法: 

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switch(变量){
    case 常量1: 
        语句1;
        break;//可选
    case 常量2: 
        语句2;
        break;//可选
    ...
    case 常量n: 
        语句n;
        break;//可选
    default: 
        语句n+1;
}

例： 

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char choice;
int score;
cin>>choice;
switch(choice){
    case 'A':
        score = 100;
        break;
    case 'B':
        score = 80;
        break;
    case 'C':
        score = 70;
        break;
    default:
        score = 0;
}
cout<<score;

即：选A得100分、选B得80分、选C的70分，其他选项不得分。

其中的变量须是整型、字符型或枚举型，满足条件即会进入对应的case语句，执行其中的语句。须注意：break语句为可选，如果删除则执行完case中的语句后将不会退出switch语句，而是执行下面的case语句，可自行验证。

switch语句的功能与对应的if-else语句等价，虽然switch语句语法略复杂，但在效率上switch语句会略优于if-else语句，也有更好的可读性和可维护性。因此，可以视使用场合灵活运用两种分支语句。