# 2.2 變數與輸入像 `1`, `24`, `3.14` 這樣的數，我們稱為 **字面常數**(literal constant)，它的值是固定不變的。另外像我們在數學代數中用到的 `x`, `y`, `z` 等，則稱為 **變數** ，它的值可以改變。在電腦程式中，變數是很重要的。它可以用來儲存輸入的資料，計算中的數值，表示某個狀態等。 ## 使用 cin 輸入資料下面這段程式在執行之後，會先詢問你的年齡，在你輸入年齡並按下 [Enter] 後，輸出 `"You are xx years old."`。這個 `xx` 會是你輸入的值。 ```C++ int age; cout << "How old are you?"; cin >> age; cout << "You are " << age << " years old." << endl; ``` ### 標準輸入在程式中出現的 `cin` 是用來由 **標準輸入(standard input)** 將資料讀入電腦，我們可以把它想像成和 `cout` 相反的流向。一般來說標準輸入指的是鍵盤的輸入，而輸入的值必須被存放到電腦裡，供後續運算和使用。

### 變數我們可以把變數想像成是一塊有名字的記憶體。但是它除了有名字之外還有 **型別** ，一個型別為整數(integer)的變數，裡面只能放整數；型別為字串(string)的變數，裡面只能放字串。 #### 宣告在上面程式碼的第一行 `int age;`，是在 **宣告(declare)** 這個變數。每一個變數在使用前都必須先宣告，明確指出變數的型別和名字。一個典型的變數宣告，長這個樣子。 **型別**` `**變數名;** 例如： **int**` `**age;** 如果不宣告就使用變數，會發生什麼事呢？ ```C++ #include using namespace std; int main() { cout << "How old are you?"; cin >> age; cout << "You are " << age << " years old." << endl; return 0; } ``` 在上面這個程式的第 8 行，我們想使用 age 這個變數。但是往前看卻沒有看到這個變數的宣告。這個程式在編譯時，編譯器(compiler)會發出如下的錯誤訊息。 ``` main.cpp: In function ‘int main()’: main.cpp:8:12: error: ‘age’ was not declared in this scope 8 | cin >> age; | ^~~ ``` 編譯器的錯誤訊息都是英文的，但是同學們一定要學會看錯誤訊息，看懂錯誤訊息可以讓你很快抓到重點，把錯誤修正。在這段錯誤息裡 * 第一行是告訴我們，它抓到錯誤的位置在 `main.cpp` 這個檔案裡的 `int main()` 函數裡。 * 第二行可以看到精確的位置，第 8 列(row)，第 12 行(column)。所以到第 8 列第 12 個字元的位置，你就可以看到這個錯誤訊息描述的 'age'。 * 繼續往下看 `error` 表示這是個「錯誤」，不修正它程式就無法成功編譯執行。 * 之後則是錯誤的描述 `‘age’ was not declared in this scope`，它說「這個 'age' 沒有在這個範圍內宣告」(它有在下面把位置標記給你看)

稍後我們還會看到編譯器給出 `warring` 也就是「警告」的狀況，這是編譯器發現某處可能有問題，但程式依然可以完成編譯並執行。

看懂錯誤訊息後，下一步就是修正它。我們在前面補上宣告即可。 ```C++ #include using namespace std; int main() { int age; // <-- 我們在這裡補上宣告 cout << "How old are you?"; cin >> age; cout << "You are " << age << " years old." << endl; return 0; } ``` ## 變數的資料型別和名字前面提到了兩個重點 * 變數在使用前要 **宣告(declare)** * 宣告時要明定其 **「型別」** 和 **「名字」** ### 變數名命規則我們可以自行命名每一個變數，但是必須遵守以下規則： 1. 變數名稱的第一個字元必須是底線 `_` 或英文字母 `A~Z, a~z` 2. 除了第一個字元外，變數名稱只能由底線 `_` 、英文字母 `A~Z, a~z` 和數字 `0~9` 組成。 * 合法的變數名稱例子，如：`Age`, `age`, `length`, `_name`, `id1246` * 不合法的變數名稱例子，如：`369city` (開頭不能是數字), `my#name`(變數名稱不能用 #) **注意！** C++裡的變數名稱是有區分大小寫的，也就是 `Age` 和 `age`，會被視為 2 個不同的變數。 ### 常用的基本資料型別 |名稱|關鍵字|大小|範圍|備註| |------------|------------|------|:---------------------:|----------------------------| |字元 |char |1 Byte|$0 \sim 255$ |

ASCII

如：'a', '@' | |整數 |int |4 Byte|$-2^{31} \sim 2^{31}-1$|如：12, -65 | |無號整數 |unsigned int|4 Byte|$0 \sim 2^{32}-1$ |如：23, 656372 | |單精確浮點數|float |4 Byte| |

IEEE 754

IEEE 754

如：3.14, 5.0| |字串 |string | | |如："Peter" | 資料型別牽涉到資料如何被儲存到記憶體裡，以及記憶體中的資料要如何被解讀。 #### 避免誤用或使用不合適的型別在下面這個用半徑計算圓周長的程式裡，我們宣告了一個名為 pi 的整數(int)型別變數，但是卻把一個浮點數 3.14 放入這個變數裡。 ```C++ int r; cout << "請輸入半徑 r:"; cin >> r; int pi; pi=3.14; cout << "半徑為 " << r << " 的圓，其周長為 " << 2*pi*r << endl; ``` 編譯時沒有出現任何錯誤訊息，執行結果如下。

如果把第 5 行的 pi 宣告成浮點數 ```C++ double pi; ``` 執行結果則為

修改前因為 int 無法儲存小數的值，所以在 `pi=3.14;` 這裡發生了一些狀況。 3.14 本來是個浮點數，因為被指定(assign)到 int 型別的變數 pi，所以隱式轉型(implicit casting)為 int，喪失精確度變成了 3，過程中沒有出現任何錯誤訊息。如果我們在寫一個需要精確到小數以下 2 位的程式時，誤用 int 型別的變數來儲存數值，那麼結果可能會造成重大的損失。如果是連喪失精確度轉型都做不到的狀況呢？ ```C++ #include using namespace std; int main() { int name; name = "Peter"; // <--我們在這裡把字串放入整數型別的變數裡 cout << "Hello, " << name << endl; return 0; } ``` 會出現錯誤訊息。

重點在這句 `invalid conversion from ‘const char*’ to ‘int’` 不可以把 `const char*` 轉型為 `int`，因為「字串」沒辦法轉換成「整數」。 ### 連續讀取多個值 cout 可以像這樣串接，一次輸出多組資料。 ```C++ cout << "I am " << 16 << " years old."; ``` cin 也可以串接，讀取多個輸入值。 ```C++ string name; int age; cin >> name >> age; cout << name << " is " << age << " years old."; ``` 原則上判斷輸入的斷句是在 `[空白]` 或 `[Enter]` 程式執行後，你可以輸入 `Peter` `[空格]` `16` `[Enter]`，或是輸入 `Peter` `[Enter]` `16` `[Enter]` 第一個輸入的值("Peter")會被放入變數 name 裡，第二個輸入的值(16)會被放入變數 age 裡。