2.3 初识基本数据类型

本节主要向读者介绍整型、浮点型、布尔型数据在Swift语言中的应用。

2.3.1 数学进制与计算机存储原理

所谓进制，是数学计算中人为规定的一套进位规则。生活中，人们习惯使用十进制进行数据计算，例如到文具店买3支铅笔、到菜市场买菜花费5元3角等。在数学与计算机领域除了十进制之外，二进制、八进制、十六进制的应用也十分广泛，进制的实质即是在数据计算时逢几进一（十进制是逢十进一，十六进制是逢十六进一，二进制就是逢二进一，以此类推，x进制就是逢x进位）。

计算机是由逻辑电路组成的，逻辑电路通常只有两个状态，即开关的接通与断开，正好可以表示两种状态（0和1），对计算机而言，采用二进制不仅能够简化运算法则，提高运算效率，更具有很高的抗干扰能力和可靠性，因此二进制也被称为“机器的语言”。

Swift语言支持开发者使用多种进制进行数据的定义与计算，默认为十进制，如果有特殊需求，可以通过在数据前面加前缀的方式实现，示例如下：

    var type_10 = 17;  //十进制的17
    var type_2 = 0b10001 //二进制的17
    var type_8 = 0o21  //八进制的17
    var type_16 = 0x11 //十六进制的17

在进一步了解了数据类型的相关知识外，读者首先应该清楚几个概念。计算机内存中最小的数据运算单元是一个二进制位（bit），其只有两种状态：0或者1。字节（B）是最小的数据单元，1个字节由8个二进制运算位组成。针对无符号数来说，1个字节最大可以表示的数为二进制11111111，即十进制数255。读者如果有一些编程经验，一定会对ASCII码十分熟悉，ASCII码的存储空间即1个字节的大小，因此其最多可以表示256个字符。在字节之上，还有千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）、太字节（TB）等，它们之间的换算关系如下：


1B=8bit

1KB=2^10B

1MB=2^10KB

1GB=2^10MB

1TB=2^10GB

1PB=2^10TB

2.3.2 整型数据

Swift语言中的整型数据分为有符号整型数据与无符号整型数据。所谓有符号与无符号，通俗的理解即为分正负号与不分正负号。

对于无符号整型，Swift中提供了5种类型。其中，4种存储空间的数据类型，分别对应占用8位、16位、32位、64位而进行运算位的存储空间。使用Xcode开发工具创建一个新的Playground，命名为BasicDataType，编写如下演示代码：

    //8位无符号整型数的最大值 255
    var a1 = UInt8.max
    //16位无符号整型数的最大值 65535
    var a2 = UInt16.max
    //32位无符号整型数的最大值 4294967295
    var a3 = UInt32.max
    //64位无符号整型数的最大值 18446744073709551615
    var a4 = UInt64.max

上面代码中创建了4个变量a1、a2、a3、a4。在Swift语言中，整型数据类型实际上是采用结构体的方式实现的，其中max属性可以获取到当前类型的最大值。读者可能会有疑问，在实际开发中，到底应该选择哪一种类型来表达无符号整型呢？上面有提到，Swift语言中的无符号整型实际有5种，还有1种为UInt类型，这种类型编译器会自动适配，在64位的机器上为UInt64，在32位的机器上为UInt32，示例代码如下：

    //获取数据类型所占位数 在64位机器上UInt占8字节64位
    var a5 = MemoryLayout<UInt>.size

MemoryLayout是Swift标准库中定义的一个枚举，顾名思义就是用于获取内存相关信息。MemoryLayout<UInt>是一种泛型的用法，调用其size属性可以获取某种数据类型所占内存空间的字节数。

有符号整型数据与无符号整型数据十分类似，只是其首位二进制位为符号位，不纳入数值计算，示例代码如下：

与max属性对应，min属性用于获取整型数据的最小值。

2.3.3 浮点型数据

浮点型数据用来表示一些小数。浮点型数据分为单精度浮点型与双精度浮点型，分别用Float与Double表示，示例代码如下：

    var b = MemoryLayout<Float>.size    //4个字节
    var b1 = MemoryLayout<Float32>.size //4个字节
    var b2 = MemoryLayout<Float64>.size //8个字节
    var b3 = MemoryLayout<Float80>.size //16个字节
    var c = MemoryLayout<Double>.size  //8个字节

Swift语言中也支持使用科学计数法来表示数字，在十进制中使用e来表示10的n次方，在十六进制中使用p来表示2的n次方，示例代码如下：

    var sum = 1.25e3 //1.25*(10^3) = 1250
    var sun2 = 0x1p3 //1*(2^3) = 8

Swift语言中还有一个十分有意思的特性，无论是整型数据还是浮点型数据，都可以在数字前加任意个0来进行位数填充，也可以在数字中加入下划线进行分隔，进而增加可读性，这些操作并不会影响原始数值，却提高了对开发者的编程友好性，使代码的结构更加清爽，示例如下：

2.3.4 布尔型数据

布尔类型很多时候也叫作逻辑类型，熟悉Objective-C编程语言的读者可能会了解，在Objective-C语言中，BOOL类型其实并非严格意义上的逻辑布尔类型，Objective-C中可以使用0与非零来表达逻辑假与逻辑真。而在Swift语言中则不同，Swift语言的Bool类型十分严格，只有true和false两种值，分别表示真和假。同样，在Swift语言的条件语句以及需要进行逻辑判断的语句中，所使用的条件表达式的值也必须为Bool类型。

创建真与假的布尔值示例代码如下：

    var bool1 = true   //创建布尔真变量
    var bool2 = false  //创建布尔假变量
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