Новичкам, ищущим своё профессиональное место в области кодов и алгоритмов, обязательно необходимо знать про такой основополагающий момент, как данные. По сути, это информация, которая зафиксирована таким образом, что компьютер может с ней работать – получать, обрабатывать и передавать.
Виды данных в программировании бывают разные, и не зная их сложно добиться высот в IT-сфере. Заполнить пробел в этой теме вам поможет представленная ниже статья. В ней мы рассказали про понятие и основные разновидности данных, а также дополнили материал примерами.
Основные виды данных в программировании
Виды данных в программировании – основополагающее понятие. Классификация данных позволяет определить, где они хранятся, что собой представляют и для каких операций могут применяться.
Виды данных в программировании – это варианты представления переменных конкретного объекта. Чтобы генерировать нужный код программирования, информация о типах данных должна быть доступна программисту и транслятору.
Как правильно искать информацию? [Фишки Google]
Виды данных = формат + размерные характеристики, диапазон показателей + операции.
Для вас подарок! В свободном доступе до 18.06 —>
Скачайте ТОП-10
бесплатных нейросетей
для программирования
Помогут писать код быстрее на 25%
Чтобы получить подарок, заполните информацию в открывшемся окне
Различают базовые и производные виды данных в программировании:
- Первый вид (БВД) включает данные, которые изначально заложены в транслятор. Как правило, они зависят от сферы применения языка программирования. В языке Си, который отличается зависимостью от архитектуры, базовые виды данных не отличаются от основных форматов, принятых в IT. Другими словами, при преобразовании операций с данными в различные машинные команды они (данные) совершенно не меняются.
- Второй вид – производные (ПВД), программист преобразует из базовых. Это приводит к формированию иерархии видов данных. При этом для обозначения некоторых из них могут применяться дополнительные имена, которые также можно применять наряду с базовыми. Например, в языке Си++, который является объектно-ориентированным, это имена классов.
Разновидности базовых типов данных в программировании
- Числовые виды данных в программировании
Целочисленные.
Виды данных в программировании делятся на знаковые и беззнаковые. Уже понятно из наименования: в знаковых могут храниться все действительные числа, а также ноль, а в беззнаковых – только положительные (больше нуля).
У беззнаковых данных диапазон больше в 2 раза, чем у знаковых. Это – из-за компьютерного восприятия: в знаковых типах бит отражает знак числа, где 0 является положительным значением, а 1 – отрицательным.
Учитывая восприятие компьютерными устройствами целого значения, в ячейке памяти из n бит может храниться и 2 n-1 для знаковых типов, и 2 n – для беззнаковых:
- Тип short (короткий целый.) Для него в памяти отведено 16 бит, то есть 2 байта (216 = 65 536). Диапазон значений, который может принять тип short со знаком – это [-32 768; 32 767].
- Переменный тип long (длинный целый). Этому типу выделено 64 бита, то есть 8 байт. (264 = 1,8 446 744 * 1 019). Он имеет внушительный диапазон: в случае знакового типа это [-9 223 372 036 854 775 808 9 223 372 036 854 775 807]. Также модификатор long может использоваться в связке с другими типами (long будет указан перед наименованием типа, допустим, long double). Благодаря этому увеличивается диапазон возможных значений.
Вещественные.
Изучение GitHub в одном видео уроке за 15 минут!
Значения этого типа имеют плавающую запятую.
Плавающая запятая — форма представления действительных чисел, в которой число хранится в форме мантиссы и показателя степени. Если говорить на языке программирования, то каждое число может быть представлено в следующей форме:
где N — записываемое число;
p (целое) — порядок.
Узнай, какие
ИТ-профессии входят
в ТОП-30 с доходом от 200 000 ₽/мес
Команда GeekBrains совместно с международными специалистами по развитию карьеры подготовили материалы, которые помогут вам начать путь к профессии мечты.
Подборка содержит только самые востребованные и высокооплачиваемые специальности и направления в IT-сфере. 86% наших учеников с помощью данных материалов определились с карьерной целью на ближайшее будущее!
Скачивайте и используйте уже сегодня:
Александр Сагун
Эксперт GeekBrains
Топ-30 самых востребованных и высокооплачиваемых профессий 2023
Поможет разобраться в актуальной ситуации на рынке труда
Подборка 50+ ресурсов об IT-сфере
Только лучшие телеграм-каналы, каналы Youtube, подкасты, форумы и многое другое для того, чтобы узнавать новое про IT
ТОП 50+ сервисов и приложений от Geekbrains
Безопасные и надежные программы для работы в наши дни
Скачать подборку бесплатно
Уже скачали 21230
Например: 14 441 544 = 1,4 441 544 ∗ 10 7 ; 0,0 004 785 = 4,785 ∗ 10 -4 . На мониторе компьютера вы увидите следующие значения:
Таким образом, в предназначенном месте памяти хранится целое число фиксированной длины и последовательность вносимого значения. Разберем пример типа данных, хранящихся в 64 битах. Мантисса будет равна 53 битам: 1 для знака числа и 52 для её значения; порядок 10 битов: 1 бит для знака и 10 для значения. Здесь можно порассуждать о диапазоне точности, а именно какое самое большое и самое маленькое число может хранить рассматриваемый тип данных: от 4,94 * 10 −324 до 1,79 * 10 308 .
Но мы помним, что компьютерная память не резиновая, поэтому сохраняются первые разряды мантиссы. По-другому их ещё именуют значащими.
Итог: вещественные виды данных в программировании, примеры которых мы привели, характеризуются количеством значащих разрядов и диапазоном точности, что отличает их от целочисленных.
- Символьный тип данных в программировании.
В символьном типе переменная имеет только один символ, целое число. В соответствии с кодировкой, он преобразуется в некий символ. Символьному виду данных в программировании присущ только размер выделяемой под них памяти.
- Логический тип данных в программировании.
У этого типа данных могут быть следующие значения: false (ложь) или true (правда). Ему соответствуют в языках С# и C++ тип bool, в Java – boolean.
- Перечислимый вид данных в программировании.
Для внутреннего представления этот вид аналогичен целочисленному, но в нем программист использует уже готовые конкретные строковые значения вместо чисел.
Для более точного представления разберем пример на языке С++ (в С# и Java – аналогично):
В данном случае переменные перечислимого вида данных Forms могут иметь только те значение, которые указаны в примере. Это удобно, поскольку мы работает не с числами, а определенными смысловыми значениями. Но компьютер считывает данные как целые числа.
Только до 15.06
Скачай подборку тестов, чтобы определить свои самые конкурентные скиллы
Список документов:
Тест на определение компетенций
Чек-лист «Как избежать обмана при трудоустройстве»
Инструкция по выходу из выгорания
Чтобы зарегистрироваться на бесплатный интенсив и получить в подарок подборку файлов от GeekBrains, заполните информацию в открывшемся окне
Теперь рассмотрим сложные виды данных в программировании. И на первом месте – массив. Массив – это последовательно выстроенная и имеющая общее имя структура данных, в которой хранятся элементы одного типа. Его можно представить как набор пронумерованных ячеек, в каждую из которых поместили какие-то данные (один элемент данных в конкретную ячейку).
Каждый массив определяется типом данных составляющих его элементов, а они могут быть абсолютно любыми. В программировании не допускается использование всего массива, работа осуществляется с определенной его частью. Для того, чтобы добраться до него, в трёх указанных выше языках применяют оператор «[]»:
Индексом массива является целое число, ссылающее на определенную часть массива. Индекс, как правило, имеет вид int.
До этого мы разобрали встроенные виды данных в программировании. Далее рассмотрим пользовательский тип данных.
Структура хранит в себе комплект переменных различных видов. В программировании структуры нужны для того, чтобы объединить близкие по значению вещи.
Другим пользовательским видом данных в программировании является класс. Класс наделен теми же возможностями, что и структура, но, помимо параметров, он ещё имеет и методы. Также класс поддерживает большое число вещей, которые объединены объектно-ориентированным программированием.
Примеры видов данных в программировании
- В языке Рython используются следующие типы данных программирования:
- int — целочисленный;
- char — символьный;
- bool — логический;
- float —с плавающей запятой;
- double —с плавающей запятой двойной точности.
- srting — тип данных «строка»;
- number — «число»;
- object — тип данных, хранящих свойства и методы;
- undefined — тип данных, значения которых не определены;
- boolean — логический;
- null —с «пустыми» значениями.
Источник: gb.ru
Компьютерная грамотность с Надеждой
Заполняем пробелы — расширяем горизонты!
Представление информации в компьютере
Вопрос представления и кодирования информации в компьютере является очень важным вопросом компьютерной грамотности.
Если есть сигнал — единичка, если нет — нолик
В статье «Пять поколений ЭВМ» перечисляется элементная база компьютеров разных поколений: электронные лампы, транзисторы, микросхемы. До сих пор ничего принципиально нового не появилось.
Перечисленные элементы четко распознают только два состояния: включено или выключено, есть сигнал или нет сигнала. Для того чтобы закодировать эти два состояния, достаточно двух цифр: 0 (нет сигнала) и 1 (есть сигнал).
Таким образом, с помощью комбинации 0 и 1 компьютер (с первого поколения и по сей день) способен воспринимать любую информацию: тексты, формулы, звуки и графику.
Иными словами, компьютеры обычно работают в двоичной системе счисления, состоящей из двух цифр 0 и 1. Все необходимые преобразования (в привычную для нас форму или, наоборот, в двоичную систему счисления) могут выполнить программы, работающие на компьютере.
Обычная для нас десятичная форма счисления состоит из десяти цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Кстати, числа 10 в этом списке нет: оно состоит из 0 и 1 — чисел, входящих в десятичную систему счисления.
Что такое бит и что такое байт
Один двоичный знак — 0 или 1 – называется бит (англ. bit – сокращение от английских слов binary digit, что означает двоичная цифра). Бит представляет наименьшую единицу информации. Однако компьютер имеет дело не с отдельными битами, а с байтами.
Байт (англ. byte) – число из восьми бит (различные комбинации из восьми нулей и единиц). Байт является единицей измерения информации.
Последовательностью битов можно закодировать текст, изображение, звук или какую-либо другую информацию. Такой метод представления информации называется двоичным кодированием (binary encoding).
О представлении информации в компьютере
Чтобы перевести в цифровую форму музыкальный звук, можно применить такое устройство, как аналого-цифровой преобразователь. Он из входного звукового (аналогового) сигнала на выходе дает последовательность байтов (цифровой сигнал).
Обратный перевод можно сделать с помощью другого устройства – цифро-аналогового преобразователя, и таким образом воспроизвести записанную музыку.
На самом деле роль преобразователей (аналого-цифрового и цифро-аналогового) выполняют специальные компьютерные программы. Поэтому при использовании компьютера надобности в таких устройствах нет.
Похожим образом обрабатывается и текстовая информация. При вводе в компьютер каждая буква и каждый знак (цифры, знаки препинания, пробел, математические знаки и др.) кодируется, так чтобы один символ занимал 1 байт памяти (восемь бит, сочетание 8-и единиц и нулей). А при выводе на экран монитора или на принтер по этим байтам заново воспроизводятся соответствующие изображения символов текста, понятные человеку.
Сохранить можно не только текстовую и звуковую информацию. В виде кодов хранятся и изображения. Если посмотреть на рисунок с помощью увеличительного стекла, то видно, что он состоит из точек одинаковой величины и разного цвета – это так называемый растр.
Координаты каждой точки можно запомнить в виде числа, цвет точки – это еще одно число для последующего кодирования. Эти числа могут храниться в памяти компьютера и передаваться на любые расстояния. По ним компьютерные программы способны воспроизвести рисунок на экране монитора или напечатать его на принтере. Изображение можно увеличить или уменьшить, сделать темнее или светлее. Его можно повернуть, наклонить, растянуть.
Больше чем просто типы данных…
Welcome! Никак руки не доходили сделать эту статью, но теперь я её пишу.
Типы данных — одна из важнейших частей языка. Переменные, функции, поля класса и даже другие типы данных — ничто без данных. Без данных: перменная уже не хранит значение, а функция его не возвращает. Но что такое данные? Почему всё держится именно на них?
Зачем данные разделяют на типы? И почему int ≠ 4 байта?
Хочешь узнать ответы? Бегом под кат!
Что такое данные?
— Что такое данные?
Казалось бы. Это все лишь вопрос. Как он связан с данными? Но всё не так просто.
Когда человек задаёт вопрос: он передаёт информацию, а другой человек получает информацию. Когда прозвучит ответ: человек задавший вопрос получит информацию, а человек ответивший на него передаст информацию.
Это называется обмен данными. Но что сдесь данные? Давайте заглянем в терминологию:
Да́нные — зарегистрированная информация; представление фактов, понятий или инструкций в форме, приемлемой для общения, интерпретации, или обработки человеком или с помощью автоматических средств (ISO/IEC/IEEE 24765-2010).
Зачем нужны данные? (Где используются данные?)
Теперь, когда мы знаем что такое данные, мы должны узнать с чем их едят.
На самом деле, данные используются везде. И сейчас, то, что ты читаешь — это данные. А на вид и не скажешь. Вы думали что данные — это единицы, да нолики? А вот и нет. Это ещё и двойки. 2
Почему всё держится именно на данных
Из прошлого предложения можно понять: «Все — есть данные».
Соответсвенно на них же всё и держится. Когда мы создаём переменную: мы передаём в неё данные.
int var = 123; // var = 123
— Но что если мы передадим в переменную. Другую переменную?
int var = 123; // var = 123 int foo = variable; // foo = var = 123
— Ага, то есть, перменная это тоже данные?
Да, всё именно так.
— А что будет, если мы создадим пустую переменную? Мы же не передаём в неё данные?
Хорошо, давай попробуем.
int var; // var = ?
Чему тогда равна переменная? Нулю? Пустоте(void)? А вот и нет.
int var; // var = ? var == 0; // False. var ≠ 0 void null; // null is empty. null = void var == null; // False. var ≠ null. var ≠ void
Выходит в переменной есть данные. Но какие? Это мы должны спросить у конкретных типов данных. Например в int по стандарту(в C++) помещается значение одного из адрессов оперативной памяти.
— Но какого адресса? Он же не случайный?
Нет, конечно. Когда мы создаём переменную: под неё выделяется память, и значение которое было по адрессу нашей новой переменной, присваевается переменной.
int var; // var = junk
— Хмм, хорошо. А что ты скажешь по поводу void? Это же пустота. В void 0 байт.
Void ничему не равен.
Хах, давай проверим.
void var; // var is empty int var_size; // var_size = junk var_size = sizeof(var); // var_size = 1 (1 byte)
— Стоп, что? Но void же ничему не равен! Как он занимает 1 байт?
На самом деле тут нет ничего странного. Любая переменная в C++ хранится в ОЗУ. И void тоже. Соответственно, void должна что-то хранить. Но что она хранит — мы не можем узнать.
Так как void хранит значение, мы можем получить адресс void переменной.
void* var; // var = ? void var2 = var; // var2 = var
Зачем данные делят на типы?
Для начала, давайте разберёмся, что такое тип данных?
Тип данных — допустимое множество значений.
Это один из вариантов того, как можно описать данный термин. Этот вариант хорошо подходит для этой статьи, because я расказываю только о простых типах данных, а они как раз таки и являются множеством допустимых значений.
Для пользовательских типов данный (ака классы) лучше использовать этот вариант.
Тип данных — класс данных, характеризуемый членами класса и операциями, которые могут быть к ним применены.
— Хорошо. Мы знаем что такое тип данных. А зачем эти типы нужны?
Ответ на данный вопрос есть. Принадлежит он, конечно, не мне.
Наверное, вам известно, что в памяти компьютера все числа хранятся в виде последовательности 0 и 1. Так вот, для того чтобы записать любое число только ноликами и единичками существуют определённые правила. Эти правила довольно сильно отличаются для целых чисел и для вещественных чисел. В памяти компьютера числа «3» и «3.0» будут записаны совершенно по-разному.
int ≠ 4 байта. Почему?
Ответ на этот вопрос предельно прост. Размер и числовой диапазон типов данных задаётся процессором. Соответсвенно размер int зависит от процессора в комьютере. Для 16 битный процессоров — это 2 байта (short int), для 32 и 64 битных — 4 байта (long int). Правда это не всегда так. «Но почему?», — спросите вы меня.
А ответа я не дам. Попробуйте найти ответ сами 😉
Источник: habr.com