Типи даних, змінні та константи

Навіщо потрібні типи даних?

Ви вже вмієте виводити текст на екран. Але програми існують не лише для показу надписів — вони обробляють дані: рахують зарплати, аналізують інформацію, конвертують одиниці виміру. Для цього дані потрібно десь зберігати.

Уявіть, що оперативна пам'ять комп'ютера — це величезна шафа з ящиками різних розмірів. Перш ніж покласти щось у ящик, ви повинні вибрати правильний розмір: ви ж не будете наливати молоко в сірникову коробку або ховати велосипед у шухляду.

Тип даних (data type) — поняття, що визначає максимальний розмір (у байтах) та вид інформації, яка буде зберігатися.

Класифікація типів даних

Усі базові типи в C++ можна розділити на три групи:

graph TD
    A["Типи даних C++"] --> B["Числові"]
    A --> C["Символьний"]
    A --> D["Логічний"]

    B --> B1["Цілі числа"]
    B --> B2["Дійсні числа"]

    B1 --> B1a["int — 4 байти"]
    B1 --> B1b["short — 2 байти"]
    B1 --> B1c["long — 4 байти"]
    B1 --> B1d["long long — 8 байтів"]

    B2 --> B2a["float — 4 байти"]
    B2 --> B2b["double — 8 байтів"]

    C --> C1["char — 1 байт"]
    D --> D1["bool — 1 байт"]

    style A fill:#3b82f6,stroke:#1d4ed8,color:#ffffff
    style B fill:#f59e0b,stroke:#b45309,color:#ffffff
    style C fill:#f59e0b,stroke:#b45309,color:#ffffff
    style D fill:#f59e0b,stroke:#b45309,color:#ffffff
    style B1 fill:#64748b,stroke:#334155,color:#ffffff
    style B2 fill:#64748b,stroke:#334155,color:#ffffff

Як це виглядає в пам'яті?

Кожен тип даних займає певну кількість байтів. Один байт складається з 8 бітів (одиничок та нулів). Для зручності ми часто дивимося на пам'ять у шістнадцятковому (HEX) форматі.

Ціле число (int): займає 4 байти. Наприклад, число 10 у пам'яті:

Символ (char): займає 1 байт. Символ 'A' (код 65 або 0x41):

Логічний (bool): займає 1 байт. true зазвичай зберігається як 1:

Числові типи

Цілі числа (integer types)

Цілі числа — це числа без дробової частини: вік, кількість, рік, номер кімнати тощо.

Дійсні числа (floating-point types)

Дійсні числа — це числа з дробовою частиною: температура, вага, відстань, ціна тощо.

Що таке «точність»? Це кількість значущих цифр, які тип може зберегти. Наприклад, float зберігає приблизно 7 цифр: число 123456789.0 буде збережено як 123456792.0 — останні цифри «загубляться».

Експоненційний запис

Для дуже великих або дуже малих чисел використовують експоненційну форму:

double weightAtom = 2.5194e+017;
// Це означає: 2.5194 × 10^17 = 251 940 000 000 000 000

Символьний тип

char symbol = 'A';  // Один символ — в одинарних лапках!

char letter = 'A';            // ✅ Один символ
cout << "Hello";              // ✅ Рядок тексту
char wrong = "A";             // ❌ Помилка! Подвійні лапки для char

Escape-послідовність трактується компілятором як один символ і може бути записана в змінну типу char:

const char NEW_LINE = '\n';
cout << NEW_LINE; // Виведе порожній рядок

Логічний тип

bool isStudent = true;
bool hasDiploma = false;

Логічний тип використовується для зберігання результатів перевірок та умов. Детальніше ви познайомитеся з ним, коли вивчите розгалуження та цикли.

Змінні та константи

Тепер, коли ви знаєте, які бувають «ящики» (типи даних), розберемося, як їх створювати та використовувати.

Оголошення змінних

Існує два способи створити змінну:

// Спосіб 2: Оголошення з ініціалізацією (рекомендовано)
int age = 25;    // Створили змінну і одразу задали значення

::debugger-view{title="State: Initialization" :variables='[{"name": "age (uninitialized)", "type": "int", "value": " -858993460 (сміття)"}, {"name": "age (initialized)", "type": "int", "value": "25"}]'}
::

Оголошення констант

const int DAYS_IN_WEEK = 7;

• const — ключове слово, що робить значення незмінним
• int — тип даних
• DAYS_IN_WEEK — ім'я константи
• = 7 — значення

const int PI = 3;
PI = 4;  // ❌ Помилка! Неможливо змінити константу

Оператор присвоєння

Знак = у C++ — це оператор присвоєння (assignment operator). Він записує значення з правого боку в змінну зліва:

int age;
age = 34;    // Змінній age ПРИСВОЇТИ значення 34

Зверніть увагу: це не рівняння з математики! Зліва — куди записати, справа — що записати.

Вивід змінних на екран

// Вивід значення змінної (без лапок!)
cout << age;

// Вивід кількох змінних
cout << age << height;

// Комбінування тексту та змінних
cout << "Вік: " << age << ", Зріст: " << height << "\n";

Правила іменування

Ім'я змінної (ідентифікатор) — це бирка, за якою ви знаходите дані в пам'яті. Є обов'язкові правила, яких неможливо порушити:

Практичний приклад: Скільки годин у 2000 році?

Розробимо програму, що обчислює кількість годин у 2000 році (366 днів × 24 години).

Алгоритм:

1. Оголосити константи: кількість днів та годин у добі
2. Обчислити результат
3. Вивести на екран

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    // Оголошуємо константи
    const int DAYS_IN_2000 = 366;
    const int HOURS_IN_DAY = 24;

    // Оголошуємо змінну для результату
    int hoursInYear;

    // Обчислюємо
    hoursInYear = DAYS_IN_2000 * HOURS_IN_DAY;

    // Виводимо результат
    cout << "\t\t In 2000 year " << hoursInYear;
    cout << " hours\n";

    return 0;
}

Розберемо ключові рядки:

• Рядок 8–9: Створюємо константи — значення, що не зміняться в програмі. Оператор * — знак множення в C++ (комбінація Shift + 8)
• Рядок 12: Оголошуємо змінну без початкового значення — ми заповнимо її на наступному кроці
• Рядок 15: Обчислюємо: 366 × 24 = 8784 та зберігаємо результат в hoursInYear
• Рядок 18: Виводимо текст в лапках та значення змінної без лапок

Практичний приклад: Розрахунок покупки

Напишемо програму, яка обчислює вартість покупки зі знижкою.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    // Оголошуємо змінні
    float discount = 0.05;    // Знижка 5%
    float cost = 10.50;       // Ціна одиниці товару
    int count = 5;            // Кількість
    float price;              // Підсумкова вартість

    // Обчислюємо вартість зі знижкою
    price = count * cost - count * cost * discount;

    // Виводимо результат
    cout << "Please, pay: " << price << "\n";

    return 0;
}

• Рядок 8: float — використовуємо тип з рухомою точкою, бо знижка — дробове число
• Рядок 10: int — кількість товару завжди ціле число
• Рядок 14: Формула: повна_вартість - знижка, де знижка = кількість × ціна × відсоток

Символьні та логічні змінні

// Логічна змінна
bool flag;
flag = true;

// Символьна змінна — один символ у одинарних лапках
char symbol = 'A';

// Escape-послідовність як символ
const char NEW_LINE = '\n';
cout << NEW_LINE; // Виведе порожній рядок

Літерали

Літерали (literals) — це фіксовані значення, записані безпосередньо в коді програми. На відміну від змінних, літерали не мають імені і не можуть бути змінені.

cout << "abrakadabra" << '\n';  // "abrakadabra" — рядковий, '\n' — символьний
int a = 2;                       // 2 — літерал типу int
float pi = 3.14f;               // 3.14f — літерал типу float

Чутливість до регістру

int age = 25;   // ✅ Правильно
int Age = 30;   // ✅ Це ІНША змінна!
int AGE = 35;   // ✅ І це теж інша змінна!

int number;     // ✅ Тип int — з малої літери
int Number;     // ✅ Змінна Number
Int number2;    // ❌ ПОМИЛКА! "Int" — не існує, правильно "int"

Практичні завдання

Рівень 1 — Базовий

int 1number = 10;
float my value = 3.14;
const int MAX;
Int count = 5;
char letter = "B";

Рівень 2 — Логічний

Рівень 3 — Творчий

Підсумок