ตัวแปร ชนิดข้อมูล และตัวดำเนินการ

Author: Pakin Olanraktham & njoop

ตัวแปรคืออะไร

ตัวแปร คือสิ่งที่เราใช้ในการเก็บข้อมูล ซึ่งจะมี ชื่อตัวแปร และ ชนิดของข้อมูล กำหนดไว้ จะคล้ายๆ กับตัวแปรทางคณิตศาสตร์ เช่น \(x = 5, y = 3\) โดยจะมีวิธีการประกาศตัวแปรดังนี้

ชนิดข้อมูล ชื่อตัวแปร = ค่าของข้อมูล;

เช่น

int age = 20; // ค่าของตัวแปรชื่อ age เป็น 20

ชนิดข้อมูลพื้นฐานในภาษา C++

ชนิดข้อมูล	คำอธิบาย	หน่วยความจำที่ใช้	ตัวอย่าง
`int`	จำนวนเต็ม ตั้งแต่ \(-2^{31}\) ถึง \(2^{31} - 1\)	4 bytes	`int age = 15;`
`long long`	จำนวนเต็ม ตั้งแต่ \(-2^{63}\) ถึง \(2^{63} - 1\)	8 bytes	`long long speed = 3000000000;`
`float`	ทศนิยมความละเอียด 6-7 หลัก	4 bytes	`float pi = 3.14;`
`double`	ทศนิยมความละเอียด 16-17 หลัก	8 bytes	`double price = 99.99;`
`char`	ตัวอักษร 1 ตัว	1 byte	`char grade = 'A';`
`bool`	ค่าความจริง มี 2 สถานะคือ จริง (1 / true) หรือ เท็จ (0 / false)	1 byte	`bool x = true;`

สามารถศึกษาเพิ่มเติมได้ที่ GeeksforGeeks

ขนาดข้อมูล

หากคุณลองสังเกต ในหนังสือหรือสไลด์ค่ายสอวน. เก่าๆ จะเขียนว่า int เก็บได้ตั้งแต่ \(-2^{15}\) ถึง \(2^{15}-1\) (นั่นก็คือ int เป็น 16 bit)

ค่าของ int นั้น ขึ้นอยู่กับคอมไพล์เลอร์ที่ใช้ ซึ่งในสมัยก่อน นิยมใช้ int เป็น 16 bit แต่ในปัจจุบัน ส่วนใหญ่ใช้ 32 bit

เราสามารถใช้คำสั่ง sizeof ในการตรวจสอบขนาดของตัวแปรได้

ข้อควรระวัง

float และ double เป็นเพียงแค่การประมาณค่าเท่านั้น ดังนั้นค่าอาจไม่แม่นยำ หรือสูญหาย จึงไม่ควรใช้ถ้าหากอยากเก็บทศนิยมที่มีความละเอียดมากขึ้น

เพื่อเป็นตัวอย่าง สามารถรันโค้ดดังต่อไปนี้

#include <iostream>
#include <iomanip>

using namespace std;

int main() {
    float a = 0.1;
    cout << fixed << setprecision(10) << a; // ให้แสดงผลทศนิยม 10 หลักของตัวแปร a
}

จะได้ผลลัพธ์ดังนี้

0.1000000015

ตัวดำเนินการ (operator)

ตัวดำเนินการ เป็นสิ่งที่สามารถใช้ในการทำงานกับตัวแปรต่างๆ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ใหม่

ตัวดำเนินการกำหนดค่า

ถ้าเกิดตัวแปรมีค่าอยู่ แล้วทำการให้ค่าซ้ำ ค่าใหม่ที่ให้จะไปแทนค่าเก่า เช่น

int age = 20;
age = 15; // ค่า age จะมีค่าเป็น 15 แทน

โจทย์ตัวอย่าง

เรามีค่าในตัวแปร x และ y เป็นชนิด int ต้องการสลับค่าสองค่านี้ เช่น สมมติ x = 3, y = 5 เราต้องการให้หลังจากสลับค่าได้เป็น x = 5, y = 3 สามารถทำได้อย่างไร

เฉลย

วิธีที่ผิด:

x = y;
y = x;

ลองมาดูว่าเกิดอะไรขึ้น สมมติให้ตอนแรก x=3 และ y=5

บรรทัดแรก x = y; หลังจากคำสั่งนี้ จะได้ว่า x=5 และ y=5

บรรทัดต่อมาy = x; หลังจากคำสั่งนี้ จะได้ว่า x=5 และ y=5

ซึ่งไม่ใช่สิ่งที่เราต้องการ

สังเกตว่าค่า 3 ของตัวแปร x เดิมนั่นหายไป

วิธีที่ถูกต้อง: เก็บตัวแปรชั่วคราว มาเก็บค่า x ไว้ก่อน สมมติให้ตัวแปรนี้มีชื่อว่า z

int z;
z = x;
x = y;
y = z;

บรรทัดแรก int z; เป็นการประกาศตัวแปร จะได้ว่า x=3 และ y=5

บรรทัดที่สอง z = x หลังจากคำสั่งนี้ จะได้ว่า z=3 x=3 และ y=5

บรรทัดที่สาม x = y หลังจากคำสั่งนี้ จะได้ว่า z=3 x=5 และ y=5

บรรทัดสุดท้าย z = x หลังจากคำสั่งนี้ จะได้ว่า z=3 x=5 และ y=3

ผลลัพธ์สุดท้าย จะได้ x=5 และ y=3 ซึ่งตรงตามที่เราต้องการ

ตัวดำเนินการคณิตศาสตร์

ในภาษา C++ เราสามารถนำตัวแปรแต่ละตัวมาบวกลบคูณหาร กันได้เหมือนในคณิตศาสตร์ เช่น \(z = 3x+7(y+5)\)

มีตัวดำเนินการ ดังนี้

การบวก (+)
การลบ (-)
การคูณ (*)
การหาร (ปัดเศษ) (/)
เศษจากการหาร (modulo) (%)

สมมติให้ int a = 5 และ int b = 3 จะได้

การดำเนินการ	ค่า
`a + b`	\(5 + 3 = 8\)
`a - b`	\(5 - 3 = 2\)
`a * b`	\(5 × 3 = 15\)
`a / b`	\(\lfloor 5/3 \rfloor\) = 1
`a % b`	\(5\) หาร \(3\) เหลือเศษ \(2 = 2\)

ตัวดำเนินการเปรียบเทียบ

เราสามารถเปรียบเทียบตัวแปรต่างๆ เช่น จำนวนเต็ม จะให้ผลลัพธ์เป็นตัวแปรประเภท bool โดยถ้าเป็นจริง จะได้ true หรือ 1 และถ้าเป็นเท็จ จะให้ false หรือ 0

มีตัวดำเนินการ ดังนี้

เท่ากับ (==)
ไม่เท่ากับ (!=)
มากกว่า (>)
มากกว่าเท่ากับ (>=)
น้อยกว่า (<)
น้อยกว่าเท่ากับ (<=)

สมมติให้ int a = 5 และ int b = 3 จะได้

การดำเนินการ	ค่าความจริง
`a == b`	เท็จ
`a != b`	จริง
`a > b`	จริง
`a >= b`	จริง
`a < b`	เท็จ
`a <= b`	เท็จ

ตัวดำเนินการเชิงตรรกะ

โดยตัวดำเนินการเหล่านี้ ใช้ในการรวมเงื่อนไขของหลายๆ ตัวแปร จะให้ผลลัพธ์เป็นตัวแปรประเภท bool เหมือนตัวดำเนินการเปรียบเทียบ

มีตัวดำเนินการ ดังนี้

และ / AND (&&): x && y จะเป็นจริงก็ต่อเมื่อทั้ง x และ y เป็นจริง
หรือ / OR (||): x || y จะเป็นจริงก็ต่อเมื่อ x หรือ y อย่างใดอย่างหนึ่งเป็นจริง
ไม่ / NOT (!): !x จะมีค่าตรงข้ามกับ x เสมอ

สมมติให้ bool x = true และ bool y = false จะได้

การดำเนินการ	ค่าความจริง
`x && y`	เท็จ
`x \|\| y`	จริง
`!x`	เท็จ
`!y`	จริง

ลำดับความสำคัญ

ซึ่งตัวดำเนินการแต่ละตัวมี ลำดับความสำคัญ โดยเรียงตามตารางดังต่อไปนี้ หากมีลำดับความสำคัญที่เท่ากัน จะทำจากซ้ายไปขวา

ลำดับ	ตัวดำเนินการ	ความหมาย	ตัวอย่าง
1	`()`	วงเล็บ	`(a + b) * c`
2	`*`, `/`, `%`	คูณ, หาร, หารเอาเศษ	`a * b`, `a / b`, `a % b`
3	`+`, `-`	บวก, ลบ	`a + b`, `a - b`
4	`<`, `<=`, `>`, `>=`	เปรียบเทียบตัวเลข	`a < b`, `a >= c`
5	`==`, `!=`	เท่ากับ, ไม่เท่ากับ	`a == b`, `a != c`
6	`&&`	ตัวเชื่อม AND	`a && b`
7	`\|\|`	ตัวเชื่อม OR	`a \|\| b`
8	`=` และตัวดำเนินการกำหนดค่าอื่นๆ เช่น `+=`, `-=`, `*=`, `/=`, `%=`	การกำหนดค่า	`a = b`, `a += 1`

หมายเหตุ

การหารเอาเศษ จะคล้ายกับ mod ในคณิตศาสตร์ เช่น 5 % 3 = 2, 7 % 10 = 7 แต่ต่างกันตรงที่ว่าหากตัวตั้งต้นติดลบ เช่น -a % b เมื่อ a เป็นจำนวนเต็มบวก จะได้ค่าออกมาเป็น -(a % b), -5 % 3 = -2
เราสามารถเปลี่ยนประเภทตัวแปรจากจำนวนเต็ม ไปเป็นทศนิยมได้ โดยการ (data_type) variable เช่น (float) x; ซึ่งวิธีนี้ สำคัญมากหากเราต้องการหารจำนวนเต็มสองจำนวน ให้ออกมาเป็นทศนิยม เพราะหากเศษ หรือ ส่วน ตัวใดตัวหนึ่งเป็นทศนิยม จะได้คำตอบออกมาเป็นทศนิยม เช่น ((float) x) / y;