Este documento describe los diferentes tipos de datos en C++. Incluye tipos fundamentales como int y double, tipos definidos por el usuario como clases y estructuras, y tipos de cadenas como std::string. También cubre punteros, tipos de Windows específicos y más. El sistema de tipos de C++ es estricto y cada variable y expresión debe tener un tipo asignado.

1. TIPOS DE DATOS PARA
C++
Pedraza Tavera Oscar Alejandro
Ríos Reyes Jesús Julián

2. • El concepto de tipo es muy importante en C++. Cada variable,
argumento de función y valor devuelto por una función debe tener un
tipo para compilarse. Asimismo, antes de evaluar cada una de las
expresiones (incluidos los valores literales), el compilador da
implícitamente un tipo a estas expresiones. Algunos ejemplos de tipos
son int, que almacena valores integrales, double, que almacena valores
de punto flotante (también conocidos como tipos de datos escalares) o
la clase std::basic_string de la biblioteca estándar, que almacena texto.
Puede crear su propio tipo definiendo un objeto class o struct. El tipo
especifica la cantidad de memoria que se asignará para la variable (o el
resultado de la expresión), las clases de valores que se pueden
almacenar en esa variable, cómo se interpretan estos valores (como
patrones de bits) y las operaciones que se pueden realizar en ella. Este
artículo contiene información general sobre las principales
características del sistema de tipos de C++.

3. Terminología
• Variable: nombre simbólico de una cantidad de datos. Este nombre se puede utilizar para
acceder a los datos a los que hace referencia en el ámbito del código en el que se define. En
C++, el término “variable” se utiliza normalmente para hacer referencia a las instancias de
tipos de datos escalares, mientras que las instancias de otros tipos normalmente se
denominan “objetos”.
• Objeto: por simplicidad y coherencia, en este artículo se utiliza el término “objeto” para
hacer referencia a cualquier instancia de una clase o estructura. Cuando se utiliza en sentido
general, incluye todos los tipos, incluso las variables escalares.
• Tipo POD (datos estándar): esta categoría informal de tipos de datos de C++ hace referencia a
los tipos que son escalares (vea la sección de tipos fundamentales) o que son clases POD. Una
clase POD no tiene ningún miembro de datos estático que no sea también POD, y no tiene
ningún constructor definido por el usuario, ningún destructor definido por el usuario ni ningún
operador de asignación definido por el usuario. Además, las clases POD no tienen funciones
virtuales, clases base ni ningún miembro de datos no estático privado o protegido. Los tipos
POD suelen utilizarse para el intercambio de datos externos, por ejemplo, con un módulo
escrito en lenguaje C (que solo tiene tipos POD).

4. Especificar tipos de variable y función
C++ es un lenguaje fuertemente tipado y que, además, contiene tipos estáticos.
Cada objeto tiene un tipo y ese tipo nunca cambia (no debe confundirse con los
objetos de datos estáticos).
Al declarar una variable en el código, debe especificar explícitamente su tipo o
utilizar la palabra clave auto para indicar al compilador que deduzca el tipo desde
el inicializador.
Al declarar una función en el código, debe especificar el tipo de cada argumento
y su valor devuelto (o void, si la función no devuelve ningún valor). La excepción
se produce cuando se utilizan plantillas de función, que están permitidas en los
argumentos de tipos arbitrarios.
Una vez que se declara por primera vez una variable, no se puede cambiar su
tipo. Sin embargo, el valor de la variable o el valor devuelto por una función se
puede copiar en otra variable de distinto tipo. Este tipo de operaciones se
denominan conversiones de tipo. Estas conversiones a veces resultan necesarias,
aunque también pueden producir errores o pérdidas de datos.

5. Cuando se declara una variable de tipo POD, se recomienda
encarecidamente iniciarla, lo que significa darle un valor inicial.
Una variable, hasta que se inicializa, tiene el valor "no
utilizado", que se compone de los bits que estaban previamente
en esa ubicación de memoria. Este es un aspecto importante de
C++ que debe recordarse, sobre todo si anteriormente utilizaba
otro lenguaje que controlaba la inicialización sin su
intervención. Cuando se declara una variable de un tipo que
pertenece una clase que no es POD, el constructor controla la
inicialización.
En el ejemplo siguiente se muestran algunas sencillas
declaraciones de variable con descripciones de cada una de
ellas. En el ejemplo se muestra también cómo el compilador
utiliza la información de tipo para permitir o no permitir que
posteriormente se realicen ciertas operaciones en la variable.

6. Ejemplo

7. Tipos (integrados) fundamentales
A diferencia de algunos lenguajes, C++ no tiene un tipo base universal del que se deriven
todos los demás tipos. La implementación del lenguaje en Visual C++ contiene muchos
tipos fundamentales, también conocidos como tipos integrados. Esto incluye los tipos
numéricos, como int, double, long y bool, además de los tipos char y wchar_t para los
caracteres ASCII y Unicode, respectivamente. La mayoría de los tipos fundamentales
(excepto bool, double, wchar_t y tipos relacionados) tienen versiones sin signo, que
modifican el intervalo de valores que la variable puede almacenar. Por ejemplo, un valor
int, que almacena un entero de 32 bits con signo, puede representar un valor comprendido
entre -2.147.483.648 y 2.147.483.647. Un valor unsigned int, que también se almacena
como 32 bits, puede almacenar un valor comprendido entre 0 y 4.294.967.295. El número
total de valores posibles en cada caso es el mismo; solo cambia el intervalo.
El compilador reconoce los tipos fundamentales y tiene reglas integradas que rigen las
operaciones que se pueden realizar en esos tipos y cómo se pueden convertir en otros tipos
fundamentales. Para obtener una lista completa de los tipos integrados y sus límites de
tamaño y numéricos, vea Tipos fundamentales.

8. En la ilustración
siguiente se
muestran los
tamaños relativos
de los tipos
integrados:

10. El tipo void
• El tipo void es un tipo especial. No se puede declarar una variable
de tipo void, pero se puede declarar una variable de tipo void *
(puntero a void), lo que a veces resulta necesario cuando se asigna
memoria (sin tipo) sin formato. Sin embargo, los punteros a void
no tienen seguridad de tipos y, por lo general, su uso se
desaconseja completamente en el lenguaje C++ actual. En una
declaración de función, un valor devuelto de tipo void significa
que la función no devuelve un valor; se trata de un uso común y
aceptable de void. Aunque el lenguaje C requería que las
funciones que no tenían ningún parámetro declararan void en la
lista de parámetros

11. Tipos string
• En sentido estricto, el lenguaje C++ no tiene un tipo “string” integrado.
char y wchar_t almacenan caracteres individuales: es necesario declarar
una matriz de estos tipos para aproximarse a una cadena y agregar un
valor final null (por ejemplo, ‘0’ en ASCII) al elemento de matriz
después del último carácter válido (también denominado “cadena de
estilo C“). En las cadenas de estilo C, era necesario escribir mucho más
código o usar funciones de bibliotecas de utilidades de cadena externas.
Sin embargo, en el lenguaje C++ actual, tenemos los tipos de la
biblioteca estándar std::string (para cadenas de caracteres de tipo char
de 8 bits) o std::wstring (para cadenas de caracteres de tipo wchar_t de
16 bits). Estos contenedores STL se pueden considerar tipos de cadena
nativos, ya que forman parte de las bibliotecas estándar que se incluyen
en cualquier entorno de compilación conforme a C++. Solo tiene que
usar la directiva #include <string> para que estos tipos estén disponibles
en el programa. (Si usa MFC o ATL, la clase CString también está
disponible, pero no forma parte del estándar de C++). En el lenguaje C++
actual, se desaconseja completamente usar matrices de caracteres que
terminen con un valor null (las cadenas de estilo C mencionadas
previamente).

12. Tipos definidos por el usuario
Cuando se define un objeto class, struct, union o enum, esa construcción se utiliza en el resto del código
como si fuera un tipo fundamental. Esa construcción tiene un tamaño conocido en memoria y se aplican
ciertas reglas sobre su uso durante la comprobación en tiempo de compilación y, en tiempo de ejecución,
durante la vida útil del programa. Las diferencias principales entre los tipos fundamentales integrados y los
tipos definidos por el usuario son las siguientes:
• El compilador no tiene conocimiento integrado de un tipo definido por el usuario. El compilador “conoce”
el tipo la primera vez que encuentra la definición durante el proceso de compilación.
• El usuario especifica las operaciones que se pueden realizar en el tipo y cómo se puede convertir en otros
tipos definiendo (mediante sobrecarga) los operadores adecuados, como los miembros de clase o las
funciones que no son miembro. Para obtener más información, vea Sobrecargar (C++).
• No es necesario que tengan tipos estáticos (la regla establece que el tipo de un objeto nunca cambia). A
través de los mecanismos de herencia y polimorfismo, una variable declarada como un tipo de clase
definido por el usuario (a la que se hace referencia como una instancia de objeto de una clase) podría
tener un tipo diferente en tiempo de ejecución que en tiempo de compilación. Para obtener más
información, vea Herencia.

13. Tipos de puntero
Desde las primeras versiones del lenguaje C, C++ sigue permitiendo declarar
una variable de un tipo de puntero mediante el declarador especial *
(asterisco). Un tipo de puntero almacena la dirección de la ubicación en
memoria donde se almacena el valor de datos real. En el lenguaje C++ actual,
estos punteros se denominan punteros sin formato y se accede a ellos en el
código a través de los operadores especiales * (asterisco) o -> (guion con el
símbolo "mayor que"). Esto se denomina desreferenciar y el operador que se
utilice dependerá de si se va a desreferenciar un puntero a un valor escalar o
un puntero a un miembro de un objeto. Trabajar con tipos de puntero ha sido
uno de los aspectos más difíciles y confusos del desarrollo de programación de
C y C++. En esta sección se describen algunos hechos y prácticas de ayuda
sobre el uso de punteros sin formato, aunque en el lenguaje C++ actual ya no
es necesario (o no se recomienda) utilizar punteros sin formato para la
propiedad del objeto gracias a la evolución del puntero inteligente (más
información al final de esta sección). Todavía resulta útil y seguro utilizar
punteros sin formato para inspeccionar objetos, pero si es necesario
utilizarlos para la propiedad del objeto, debe hacerse con precaución y debe
valorarse cuidadosamente el modo en que los objetos de su propiedad se
crean y se destruyen.

14. • Lo primero que debe saber es que, al declarar una variable de
puntero sin formato, se asignará solo la memoria necesaria para
almacenar una dirección de la ubicación de memoria a la que el
puntero hará referencia cuando esté desreferenciado. La
asignación de memoria para el propio valor de datos (también
denominada memoria auxiliar) todavía no está asignada. Es decir,
al declarar una variable de puntero sin formato, se crea una
variable de la dirección de memoria, no una variable real de los
datos. Si se desreferencia una variable de puntero antes de tener
la seguridad de que contiene una dirección válida en una memoria
auxiliar, se producirá un comportamiento no definido
(normalmente un error irrecuperable) en el programa.

15. Tipos de datos de Windows
En la programación Win32 clásica de C y C++, la mayoría de las funciones utilizan
definiciones de tipos y macros #define (definidas en windef.h) específicas de Windows
para especificar los tipos de parámetros y los valores devueltos. La mayoría de estos
“tipos de datos de Windows” son solo nombres especiales (alias) especificados en los
tipos integrados de C/C++. Para obtener una lista completa de estas definiciones de
tipo y las definiciones de preprocesador, vea Windows Data Types. Algunas de estas
definiciones de tipos, como HRESULT y LCID, son útiles y significativas. Otras, como
INT, no tienen ningún significado especial y son solo alias para los tipos fundamentales
de C++. Otros tipos de datos de Windows tienen nombres que se provienen de la época
de programación de C y de los procesadores de 16 bits, y no tienen ningún propósito o
significado en el hardware y sistemas operativos modernos. Hay también tipos de
datos especiales asociados a la biblioteca de Windows en tiempo de ejecución, que se
muestran como Windows Runtime base data types. En el lenguaje C++ actual, la regla
general establece una preferencia por los tipos fundamentales de C++, a menos que el
tipo de Windows comunique un significado adicional sobre cómo debe interpretarse el
valor.