6.3. Типы данных

Определения и обозначения

Тип данных — это характеристика величины, которая определяет допустимые значения и действия с ними. Например, число можно складывать, а текст обычно соединяют с другим текстом. Тип помогает программе верно понимать, что хранится в переменной.

Целочисленный тип предназначен для целых чисел без дробной части: например, 8, 0 или −4. Его выбирают, когда значение считают отдельными единицами и долей единицы быть не может. Так хранят количество книг или номер этажа.

Вещественный тип используют для представления чисел с дробной частью, например 3,14 или −0,5. Он нужен, когда значение может находиться между целыми числами: так бывает с массой, длиной или ценой. Конкретная точность представления зависит от языка и способа хранения числа.

Логический тип имеет два значения: истина и ложь. Такие значения получаются, например, при проверке, больше ли одно число другого. Они нужны, чтобы программа могла выбирать действия в зависимости от выполнения условия.

Как это устроено

При описании величины тип указывают не для формальности: программа должна знать, как трактовать сохранённые данные. Одни и те же знаки могут быть числом или текстом, а допустимые действия для них различаются. Тип задаёт правила, поэтому помогает избежать неверной обработки значения.

Выбор типа зависит от того, какие данные обрабатывает программа. Для подсчёта целых объектов подходит целочисленный тип, для измерений с дробной частью — вещественный, для одного знака — символьный, а для последовательности знаков — строковый. Если программе нужно проверить условие, используется логическое значение.

Внешне похожие действия не всегда дают одинаковый результат для разных типов. Например, при делении целых чисел в некоторых языках дробная часть отбрасывается: 7 / 2 может дать 3. Если хотя бы один операнд вещественный, результат может быть 3,5; точное правило зависит от языка программирования. Поэтому при вычислениях учитывают типы обоих чисел.

Сравнение чисел отвечает на вопрос о том, верно ли утверждение: например, температура A выше температуры B. Результатом будет не новая температура, а логическое значение — истина или ложь. Его можно поместить в условие, чтобы программа выполнила одну ветвь действий при истине и другую при лжи.

Типы помогают обнаруживать действия, которые не подходят данным, а также ошибки в выражениях. Например, попытка выполнить арифметическое действие с текстом может быть запрещена языком или потребовать специального преобразования. Если программа сообщает о несоответствии типов, проверьте смысл величин, знаки операций и правила записи данных.

Основные типы данных и их назначение

Пользуйтесь таблицей, начиная со смысла величины: определите, что именно нужно сохранить, а затем подберите подходящий тип. Пример значения помогает проверить, подходит ли выбранный вариант. Для конкретного языка дополнительно уточняйте правила записи текста и чисел.

Разбор задач

Задача 1. Определить подходящий тип для переменной, в которой хранится количество учеников в классе. Количество считают отдельными людьми, поэтому оно выражается целым числом и не может содержать дробную часть. Решение можно проверить, спросив себя, имеет ли смысл значение вроде 24,5 ученика.

1. Определяем смысл величины: это число учеников, а не измерение.
2. Учитываем, что учеников считают целыми единицами.
3. Выбираем тип, предназначенный для целых чисел без дробной части.

Ответ: целочисленный тип.

Задача 2. Определить типы величин для хранения цены товара и его названия. Цена может содержать дробную часть, а название состоит из букв и, возможно, других знаков. Значит, для этих величин нужны разные типы, соответствующие разным видам данных.

1. Рассматриваем цену: например, она может быть равна 12,50, поэтому подходит вещественный тип.
2. Рассматриваем название: например, «Тетрадь» является последовательностью знаков.
3. Для такой последовательности выбираем строковый тип, а не символьный, который хранит один знак.

Ответ: цену хранят как вещественное значение, название — как строковое.

Задача 3. Для выражения сравнения двух температур определить тип результата и объяснить, почему его можно использовать в условии. Пусть сравниваются значения t₁ и t₂, а выражение имеет вид t₁ > t₂. Оно проверяет утверждение, а не вычисляет новую температуру.

1. Сначала определяем действие: знак > сравнивает два значения.
2. Сравнение сообщает, верно ли, что первая температура выше второй.
3. Верность утверждения выражается одним из двух значений: истина или ложь.
4. Условию программы как раз требуется такой результат, чтобы выбрать дальнейшее действие.

Ответ: результат имеет логический тип, поэтому его можно использовать в условии.

Типичные ошибки

Для количества предметов иногда выбирают вещественный тип, потому что он тоже способен хранить целые значения. Но дробная часть количества обычно не имеет смысла, а целочисленный тип точнее отражает задачу. Проверьте себя: можно ли посчитать половину предмета в данном контексте?

Символ и строку могут считать одним и тем же, ведь оба связаны с текстом. Разница в том, что символ хранит один знак, а строка — несколько знаков или даже пустую последовательность. Чтобы не ошибиться, посмотрите, нужно ли сохранить одну букву или целое слово.

Нельзя всегда ожидать вещественный результат от деления целых чисел: правила зависят от языка программирования и типов операндов. В некоторых языках дробная часть при таком делении отбрасывается. Проверьте типы чисел и правила языка, особенно если ответ должен содержать дробную часть.

Текст иногда записывают без обозначения, принятого в языке для строк. Тогда программа может принять его за имя переменной или команду, а не за текстовое значение. Сверьте запись со правилами языка и проверьте, отделены ли текстовые данные от кода нужным способом.

Связь с другими темами

Для изучения типов нужно понимать, что такое величина, переменная и выражение в программе. Величина хранит данные, переменная позволяет обращаться к ним по имени, а выражение задаёт вычисление или проверку. Представление о типах помогает точнее разбираться в том, что именно происходит с данными.

Типы применяются при описании переменных, вводе и выводе данных, вычислении выражений и составлении условий. Когда программа получает значение, его нужно сохранить и затем обработать подходящими операциями. Поэтому выбор типа влияет на весь путь данных — от ввода до результата.

Что запомнить

• Тип данных определяет допустимые значения величины.
• Тип влияет на допустимые операции и результат вычисления.
• Целочисленный тип используют для целых чисел.
• Вещественный тип используют для чисел с дробной частью.
• Символьный тип хранит один знак, строковый — последовательность знаков.
• Результат сравнения имеет логический тип.