Cで変数のデータ型を指定する必要があるのはなぜですか

通常、Cでは、変数宣言でデータの種類をコンピューターに伝える必要があります。たとえば、次のプログラムでは、2つの浮動小数点数XとYの合計を出力します。

#include<stdio.h>
main()
{
  float X=5.2;
  float Y=5.1;
  float Z;
  Z=Y+X;
  printf("%f",Z);

}

変数Xの型をコンパイラーに伝える必要がありました。

• コンパイラXはそれ自身で型を決定できませんか？

はい、これを行うとできます：

#define X 5.2

コンパイラーに次のようなタイプを伝えることなく、プログラムを作成できるようになりXました。

#include<stdio.h>
#define X 5.2
main()
{
  float Y=5.1;
  float Z;
  Z=Y+X;
  printf("%f",Z);

}  

したがって、C言語には何らかの種類の機能があり、それを使用してデータのタイプを独自に判別できることがわかります。私の場合、それXはfloat型であると判断されました。

• main（）で何かを宣言するとき、なぜデータのタイプに言及しなければならないのですか？なぜコンパイラは、自身の中に変数のデータ型を判断することはできませんmain()、それはでませんよう#define。

変数宣言を#defines と比較していますが、これは正しくありません。を使用して#define、ソースコードの識別子とスニペット間のマッピングを作成します。Cプリプロセッサは、指定されたスニペットでその識別子の出現を文字通り置換します。書き込み

#define FOO 40 + 2
int foos = FOO + FOO * FOO;

コンパイラにとって、書くことと同じことになる

int foos = 40 + 2 + 40 + 2 * 40 + 2;

自動コピー＆ペーストと考えてください。

また、通常の変数は再割り当てできますが、で作成されたマクロは再割り当て#defineできません（再割り当てはできます#define）。FOO = 7「rvalues」に割り当てることができないため、式はコンパイラエラーになり40 + 2 = 7ます。これは不正です。

それでは、なぜ型が必要なのでしょうか？一部の言語は明らかに型を取り除きますが、これはスクリプト言語では特に一般的です。ただし、通常、変数には固定型はないが値にはある「動的型付け」と呼ばれるものがあります。これははるかに柔軟性がありますが、パフォーマンスも低下します。Cはパフォーマンスが好きなので、変数の非常にシンプルで効率的な概念があります。

「スタック」と呼ばれる一連のメモリがあります。各ローカル変数は、スタック上の領域に対応しています。ここで問題は、この領域が何バイト必要かということです。Cでは、各タイプのサイズは明確に定義されており、を介してクエリできますsizeof(type)。コンパイラーは、各変数のタイプを認識して、スタック上の適切な量のスペースを確保できるようにする必要があります。

で作成された定数に#define型注釈が必要ないのはなぜですか？スタックには保存されません。代わりに、#defineコピーと貼り付けよりも保守しやすい方法で、ソースコードの再利用可能なスニペットを作成します。"foo"またはなどのソースコード内のリテラルは、42.87コンパイラによって特別な命令としてインラインで格納されるか、結果のバイナリの別のデータセクションに格納されます。

ただし、リテラルには型があります。文字列リテラルはchar *です。42ですが、intより短いタイプにも使用できます（縮小変換）。42.8になりますdouble。あなたはリテラルを持っており、それは別の種類を持っているしたい場合（例えば作るために、または、あなたはサフィックスを使用することができます） -文字をリテラルた後、その変更方法コンパイラ扱いリテラルいます。私たちの場合、またはと言うかもしれません。42.8float42unsigned long int42.8f42ul

一部の言語にはCのように静的型付けがありますが、型注釈はオプションです。例は、ML、Haskell、Scala、C＃、C ++ 11、およびGoです。それはどのように機能しますか？魔法？いいえ、これは「型推論」と呼ばれます。C＃およびGoでは、コンパイラは割り当ての右側を見て、その型を推測します。右側がなどのリテラルである場合、これはかなり簡単です42ul。それから、変数の型がどうあるべきかは明らかです。他の言語には、変数の使用方法を考慮したより複雑なアルゴリズムもあります。例えば、あなたがしなければx/2、そのx文字列にすることはできませんが、いくつかの数値型を持っている必要があります。

2番目の例のXはフロートではありません。これはマクロと呼ばれ、ソースで定義されているマクロ値「X」を値に置き換えます。#defineに関する読みやすい記事はこちらです。

提供されたコードの場合、コンパイルの前にプリプロセッサがコードを変更します

Z=Y+X;

に

Z=Y+5.2;

それがコンパイルされます。

つまり、これらの「値」を次のようなコードに置き換えることもできます

#define X sqrt(Y)

あるいは

#define X Y

簡単な答えは、履歴/ハードウェアを表すため、Cには型が必要であるということです。

歴史：Cは1970年代初期に開発され、システムプログラミングの言語として意図されていました。コードは理想的には高速で、ハードウェアの機能を最大限に活用します。

コンパイル時に型を推測することは可能でしたが、すでに遅いコンパイル時間は増加していました（XKCDの「コンパイル」漫画を参照してください。これは、Cが公開されてから少なくとも10年間は​​「hello world」に適用されていました）。実行時に型を推論することは、システムプログラミングの目的に適合しませんでした。ランタイム推論には、追加のランタイムライブラリが必要です。Cは最初のPCよりもずっと前に登場しました。256個のRAMがありました。ギガバイトやメガバイトではなく、キロバイト。

あなたの例では、タイプを省略した場合

   X=5.2;
   Y=5.1;

   Z=Y+X;

そうすれば、コンパイラーはXとYが浮動小数点数であり、Zを同じにすることができたはずです。実際、最新のコンパイラーでは、XとYは不要であり、Zを10.3に設定するだけです。

計算が関数内に埋め込まれていると仮定します。関数の作成者は、ハードウェアに関する知識、または解決される問題を使用する場合があります。

doubleはfloatよりも適切ですか？より多くのメモリを使用し、速度は低下しますが、結果の精度は高くなります。

floatからintへの変換にはコストがかかりますが、小数は重要ではないため、関数の戻り値はint（またはlong）になる可能性があります。

戻り値は、float + floatがオーバーフローしないことを保証する二重にすることもできます。

これらの質問はすべて、今日書かれているコードの大部分にとっては無意味に思えますが、Cが作成されたときには非常に重要でした。

Cには型推論がありません（コンパイラが変数の型を推測したときに呼び出されるものです）。1970年代初期に開発されました

多くの新しい言語には、タイプ（ruby、javascript、pythonなど）を指定せずに変数を使用できるシステムがあります。