第五章：基本值与数据

级别 1 — 入门

所有计算的基础：类型、值，以及 C 和 Auto 如何表示数据。

这是级别 1 中最重要的章节。你在 C 或 Auto 中构建的一切都建立在对语言如何在内存中表示值的理解之上。我们将涵盖抽象机器模型、基本类型、转换、初始化器、命名常量和二进制表示。

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5.1 抽象状态机

C 深入： C 标准并不描述一台物理计算机。相反，它定义了一个抽象状态机，规定了符合标准的程序必须做什么。真实编译器的工作是生成代码，使其表现得就像抽象状态机执行了该程序一样。

抽象状态机包括：

• 对象——保存值的存储区域（变量、分配的内存）。
• 值——存储在对象中的位模式，根据其类型进行解释。
• 副作用——机器状态的改变（写入变量、调用 I/O 函数）。
• 序列点——保证所有先前副作用完成的时刻。

当你写 int x = 42; 时，抽象状态机：

1. 为名为 x 的对象分配存储空间。
2. 确定其类型为 int。
3. 将值 42 存储在该对象中。

Auto 通过移除未定义行为简化了这个模型。如果 Auto 程序能编译，它就有明确定义的语义。代价是 Auto 隐藏了 C 暴露的某些机器级细节（如原始指针算术和精确的对象布局）。

要点： C 的抽象状态机是你和编译器之间的契约。遵守契约，你的代码就是可移植和可预测的。违反它（例如通过未定义行为），编译器可以做任何事。

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5.2 基本类型

C 有一组小但精细的基本类型。Auto 将它们映射到更清晰的子集：

C 类型	Auto 类型	典型大小	备注
char	char	1 字节	字符或小整数
signed char	i8	1 字节	显式有符号 8 位
unsigned char	u8	1 字节	无符号 8 位
short	i16	2 字节	短整数
int	int	4 字节	默认整数
long	i64	4 或 8 字节	平台相关
long long	i64	8 字节	至少 64 位
float	float	4 字节	单精度 IEEE 754
double	float	8 字节	双精度；Auto 用 float 统一表示
_Bool	bool	1 字节	C99 布尔；Auto 有 bool
size_t	usize	4 或 8 字节	无符号，sizeof 结果

主要区别：

• C 的 double 与 float 是不同的类型。 Auto 将它们统一为 float，让编译器选择精度。
• C 的每种整数类型都有有符号/无符号变体。 Auto 默认有符号，提供显式的 u8、u16、u32、u64 用于无符号需求。
• C 的 char 可能是有符号或无符号的，取决于平台。Auto 将 char 视为仅用于字符数据的独立类型。