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。

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，供後續的運算和使用。

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？

#include <iostream>

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，我們想使用到 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。

#include <iostream>

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
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：

變數名稱的第一個字元必須是底線 _ 或英文字母 A~Z, a~z
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有：Age age length _name id1246
不合法的變數名稱例子有：369city my#name

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 如：3.14, 5.0
雙精確浮點數	double	8 Byte		IEEE 754 如：3.14, 5.0
字串	~~dtring~~string			如："Peter"