本节书摘来华章计算机《交互式程序设计 第2版》一书中的第2章 ，第2.3.1节，Joshua Noble 著 毛顺兵 张婷婷 陈宇 沈鑫 任灿江 译更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。
2.3.1 一些简单的类型
在本书所提及的平台里，所有的变量都有特定的“类型”。计算机根据变量的类型判断变量里存放的是什么种类的东西。数值、字母（通常称为“字符”）和true/false（真/假，通常称为布尔值）各需要不同大小的空间来存放和移动。
以下是一些最常见的类型，你会在本书涉及的任何一种编程语言中见到它们。
整型（int）
整型用于存放整数，没有小数点，例如2或20 392。下面我们来解决本章的第一个问题：本书用到了3种编程语言，它们包含的东西都差不多，但有时作用却有些不同。在Processing语言中，整数的范围是－2 147 483 648～2 147 483 647。而Arduino语言和openFrameworks（oF）所使用的C++中，情况则有些许不同。要明白为什么会有这个不同，就需要先快速理解一下有符号变量和无符号变量，这点我们在下一小节讨论。这一小节一开始理解起来可能会有些困难，你可能想跳过它，尤其是如果你比较感兴趣的是Processing的话。
有符号（signed）和无符号（unsigned）
如前文所述，需要声明变量的类型，以通知计算机分配多少空间存放该变量。也就是说，一个整型数据是4字节（即32比特）长度的信息，它能容纳4字节的信息量。那么对于负整数又是怎样的状况呢？这时你就要把符号信息也存下来，遇到是负整数，就把原来整数的值按某种方式取反一下。我们以oF要用到的C++为例，其他语言以此类推。在C++里，整型的范围为－2 147 483 647～2 147 483 647。如果你用到的整型里没有负数，你就可以用无符号整型，它的取值范围为0～4 294 967 295。这就是有符号变量和无符号变量之间的区别。无符号变量不能存放负数，而有符号变量可以存放负数。其中的原理要用二进制来解释。
整型是32比特的二进制数。不像我们平常用0到9来记数，二进制用的是1和0。也就是说，你在存储器的那个位置写了个1，值就是1；当你要存放数值2的时候，你就要往存储器里写10，意思是权值为2的数位上是1，权值为1的数位上是0。如果是数值3，那就是11，意思是权值为2的数位上是1，权值为1的数位上也是1， 2+1即为3。接下来，4就是100，意思是权值为4的数位上是1，其他数位为0。同理，16就是1000，17是1001，18是1010，以此类推。这是所谓的二补数，因为每一位的权值是前一位的平方。这里只是对二进制的简单介绍，别着急，在后面的章节里我们会对此详细讨论，并且你还会开始使用比特和二进制。
我们可以从图2-1看到有符号变量和无符号变量是怎样存放和表示的。C++里整型的长度是32比特，所以用32格来表示一个整型数，1格对应1比特。
无符号数的首比特（最高位）跟其他比特一样用来计数，而有符号数的首比特表示的是数值的正或者负，所以无符号变量可表示的最大值比有符号变量大。
Arduino和C++可使用无符号变量，但定义变量时默认其有符号，定义无符号变量的时候要特别声明，即在变量类型前面添加“unsigned”：
unsigned int = 5;
Processing不使用无符号变量，所有数值变量都有符号。
在oF所使用的C++里，有符号整型的范围为－2 147 483 647 ～2 147 483 647，无符号整型的范围为0～4 294 967 295。而在Arduino中，整型的范围为－32 768～32 767。复杂吗？其实不然。大多数情况下，不用考究整型里到底存放了些什么数据。如果要用一个很大的值，可以使用值域更大的数据类型，例如长整型（long）或双精度型（double）。这些稍后我们会讨论到。使用Processing的时候，你一点不用担心数值的大小问题，只需要想想要不要用小数。如果用小数，就用浮点型（float）；如果用不到小数，就用整型。
图2-1：有符号变量和无符号变量中的比特
浮点型（float）
浮点型用来表示小数。浮点数比整型数值域更大，可近似地表示连续数值。有符号浮点数的取值范围为－2 147 483 647～2 147 483 647。C++和Arduino里的浮点数是无符号的。
字符型（char）
这种类型用来表示字符，即单个字母或印刷符号，例如A、d和$。下面是两个字符型变量的声明：
char firstLetter = 'a';
char secondLetter = 'b';
那么浮点型、整型和字符型之间有何不同呢？字符型变量有时也可以像数那样相加，但不是你想象中的那种方式。Processing和Arduino里字符型变量不可以相加，而在C++里可以，但不是你想象的那样：
char thirdLetter = 'a' + 'b'; // 相加结果不会是'ab'或者'c'
正如前文所述，Processing和Arduino不允许这样的运算，它们会直接向你报错。而C++允许字符型变量相加，其运算的原理稍后讨论。
ASCII
字符在计算机里有若干种存储方式，其中一种就是把字符存为数，而ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准码）就是为此而设计的系统。ASCII设定了字符“a”对应值97，“b”对应值98。所以如果你在C++编译器、Processing或Arduino里运行以下3行代码，你会得到一个值为195的c：
char a = 'a';
char b = 'b';
int c = a+b; // 注意a+b的结果存为一个整型数
把两个字符型变量相加，实际上是把它们所对应的值相加，所以你可以用一个整型变量来存放它们相加的结果。
键盘上每一个键都可以对应到一个字符，包括一些功能键。用字符表示功能键的时候需要用到“转义字符”。“转义字符”在程序中有特殊的作用。当某些键无法用字母或数字表示时，可通过转义字符使之获得相应的字符表示。除了ASCII，还有其他的编码系统可以把数值和字母对应起来。UTF（Unicode Transformation Format，统一码转换格式）是其中很常用的一个系统，你可能在之前也听说过。编码是一个复杂的主题，而我们只需谨记字符型变量既是数也是字符。
布尔型（bool或boolean）
布尔型变量有两个取值：true（真）和false（假）。C++和Arduino里的true值为1，false为0。直接使用true和false很清楚，但如果你喜欢，也可以用1和0。布尔型非常方便用来存储简单的结果：例如你收到了服务器发出的消息还是没有收到，用户按了F键还是没有按。
Arduino和Processing里的代码可以这样写：
boolean b = true;
C++里这样写：
bool b = true;
注意，布尔型在Processing和Arduino里用“boolean”表示，在C++里用“bool”表示。
true和false都是保留字，也就是说，编译器永远只会把它们理解为布尔型变量的值，不会再有其他意义。例如，这样写是不对的：
boolean true = false;
编译器会报错。虽然这样的错误难以避免，但你最好尽量减少这样的错误，而把精力集中在有助于你创作的更有意思的事情上。
字符串（string）
字符串就是一串字符。这样的说法只是打个比方，但确实有助于理解。稍后我们会对此作更仔细的讨论。字符串有若干有用的方法（method），例如查询当中的每个字符，比较字符串之间的异同，查找字符串里的某部分（例如从“toaster”中查找“toast”），提取字符串里的某部分（例如从“toaster”中提取“toast”）。字符串和字符的差别在于，字符串总是包括在双引号里（例如 “Abc”）并可含有多个字符，而字符是包括在单引号里（例如‘A’）并且只含一个字符。
Processing里字符串可以这样表示：
String f = "foo";
String b = "bar";
String fb = f+b; // 相加的结果是 "foobar"
C++里字符串可以这样表示：
string f = "foo";
string b = "bar";
string foobar = f+" "+b;// 结果是"foo bar" ，留意双引号内的空格
我们已经看到了Processing里用String，C++里用String，那么Arduino呢？Arduino不使用字符串，因为它根本不需要。到下一节我们再讨论Arduino的这个问题，反正不是什么大问题。
字符串由双引号括住：
string super = "super";
若字符串本身含有双引号，则要在该双引号之前加反斜杠：
string quoted = "He said \"It's super\"."
这个反斜杠就是之前提到的 “转义字符”，能把紧接其后的一个字符按某种规定换成其他的意义。使用转义字符的例子还有：t表示tab键，n表示新起一行，\表示反斜杠（若只用一根反斜杠，则编译器会认为是转义字符）。如果你想打出that抯 great!，就应该这样写：
string quoted = "\\that's great!";
否则，缺少了双反斜杠，你得到的将是
" hat's great!"
编译器认为\t是tab。字节型（byte）
字节型是以字节为单位计算的数据类型，也就是说，8位的信息存为1个数值。Processing的字节型变量取值从－128到127（有符号数），Arduino的是从0到255（无符号数）。当要发送字符串或其他类型无法表示的信息时，就要用到字节型，例如文件中的内容、硬件收发的数据、图像的像素数据或1毫秒的声音数据。
以下是字节型变量在Processing和Arduino里的例子：
byte firstByte = 55;
byte newByte = 10+firstByte;
现在可以随意摆布字节型变量newByte了。如果把它用作字符，就会得到A；如果用作一个整数，就是65。字节型变量使用起来很灵活，经常用于存放有待读写或发送的数据，又或者是那些没有合适数据类型存放的数据。
C++没有字节型。在Processing和Arduino里用字节型存放的数据，在C++里可以用字符型。这是为什么呢？你应该还记得ASCII码用－128～127（或者无符号字符型的0～225）的数字表示字母或字符。C++承继了C语言的这个特点，字符型变量不仅用于存储字符，还可以是任何东西。比起Processing和Arduino， C++使用字符型变量要频繁得多。
长整型（long）
长整型变量用于存储非浮点型的长度较长的整数，跟整型的不同在于取值范围。在C++和Arduino中，长整型取值从－2 147 483 648到2 147 483 647。而在Processing中，长整型的最大值就更大了，为18 446 744 073 709 551 615。
