GO 语言的数据类型
Go 语言内置对以下这些基本数据类型的支持:
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布尔类型:bool
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整型:int8、byte、int16、int、uint、uintptr 等
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浮点类型:float32、float64
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复数类型:complex64、complex128
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字符串:string
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字符类型:rune
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错误类型:error
GO 语言也支持以下复合类型:
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指针(pointer)
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数组(array)
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切片(slice)
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字典(map)
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通道(chan)
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结构体(struct)
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接口(interface)
与其他静态语言相比,Go语言新增了通道类型,该类型主要用于并发编程时不同协程间的通信。
结构体类似于面向对象编程中的类(class),Go语言沿用了C语言的该语法,Go语言还把接口单独作为一个类型提取出来。
1 布尔类型
布尔类型的关键字为bool,可赋值且只可以赋值为预定义常量true和false,示例代码如下:
var v1 bool
v1 = true
v2 := (1 == 2) // v2 也会被推导为 bool 类型
fmt.Println("布尔类型初始化打印===")
fmt.Println(v1, v2)
代码运行测试
Go语言是强类型语言,变量类型一旦确定,就不能够将其他类型的值赋值给该变量,因此,布尔类型不能接受其它类型的赋值,也不支持自动或强制的类型转换。以下操作会导致Go语言的编译错误:
var b bool
b = 1
b = boo1(1)
Go 语言中,不同类型的值不能使用 ==
或 !=
运算符进行比较,在编译期就会报错,示例代码如下:
b := (false == 0)
在编译期报错:
2 整型和运算符
2.1 整型
整型是所有编程语言中最基础的数据类型,Go语言默认支持如下整型类型:
类型 | 长度(单位:字节) | 说明 | 值范围 | 默认值 |
---|---|---|---|---|
int8 | 1 | 带符号8位整型 | -128~127 | 0 |
uint8 | 1 | 无符号8位整型,与 byte 类型等价 | 0~255 | 0 |
int16 | 2 | 带符号16位整型 | -32768~32767 | 0 |
uint16 | 2 | 无符号16位整型 | 0~65535 | 0 |
int32 | 4 | 带符号32位整型,与 rune 类型等价 | -2147483648~2147483647 | 0 |
uint32 | 4 | 无符号32位整型 | 0~4294967295 | 0 |
int64 | 8 | 带符号64位整型 | -9223372036854775808~9223372036854775807 | 0 |
uint64 | 8 | 无符号64位整型 | 0~18446744073709551615 | 0 |
int | 32位或64位 | 与具体平台相关 | 与具体平台相关 | 0 |
uint | 32位或64位 | 与具体平台相关 | 与具体平台相关 | 0 |
uintptr | 与对应指针相同 | 无符号整型,足以存储指针值的未解释位 | 32位平台下为4字节,64位平台下为8字节 | 0 |
Go语言针对整型类型划分较多,可以根据需要选择适合的类型以节省内存开支。
注:
-
如未注明整型的类型,Go语言默认设置
-
Go语言中,这些整型都是不同的数据类型,例如 int 和 int32 在Go语言中被认为是不同的数据类型,编译器也不会自动进行类型转换,如下类似的操作就会报错:
var intValue1 int8
// Go语言会将未声明的数字默认为int类型
intValue2 := 8
intValue1 = intValue2 // 编译错误,intValue1是int8类型,intValue2是int类型
编译运行报错
使用强制类型转换可以解决这个编译错误:
var intValue1 int8
// Go语言会将未声明的数字默认为int类型
intValue2 := 8
intValue1 = int8(intValue2)
这里出现了一个错误 intValue1 declared and not used,如果出现该错误,建议在赋值语句前添加 _ 来忽略这个报错。
var intValue1 int8
intValue2 := 8 // Go语言会将未声明的数字默认为int类型
// intValue1 = intValue2 // 编译错误,intValue1是int8类型,intValue2是int类型
_ = intValue1 //忽略 declared and not used 错误
intValue1 = int8(intValue2) // 正确,将intValue2转换为int8类型
fmt.Printf("intValue1:%d, intValue2:%d\n", intValue1, intValue2)
我们还可以通过 intValue := uint8(intValue2) 这种方式同时完成类型转化和赋值操作。
2.2 运算符
2.2.1 算术运算符
GO 语言支持所有常规的整数四则运算:+、-、*、/ 和 %(取余只能用于整数),由于 GO 语言是强类型语言,不同类型的整型值不能够直接进行运算,否则会报错。
intValue3 := intValue1 + intValue2 // int + int8
intValue3 := int(intValue1) + intValue2 // 使用强类型进行转换
此外,也需要注意整型的溢出
var intValue1 int8
intValue1 = 128 // int8 可取值的范围在 -128~127
Go 语言中也支持自增/自减运算符,即 ++、--,是只能作为语句,不能作为表达式,且只能用作后缀,不能放到变量前面:
intValue1 := 10
intValue1++ // 有效,intValue1 的值变成 11
intValue1-- // 有效,intValue1 的值变成 10
intValue1 = intValue1++ // 无效,编译报错
--intValue1 // 无效,编译报错
同样支持+=、-=、*=、/=、%= 这种快捷写法:
intValue1, intValue2 := 10, 20
intValue1 += intValue2
intValue1 -= intValue2
intValue1 *= intValue2
intValue1 /= intValue2
intValue1 %= 3
2.2.2 比较运算符
Go 语言支持以下几种常见的比较运算符: >、<、==、>=、<= 和 !=,比较运算符运行的结果是布尔值。
intValue1, intValue2 := 10, 20
if intValue1 <= intValue2 {
fmt.Println("intValue1 <= intValue2")
}
需要注意,不同的整型类型同样不能够使用比较运算符,但所有的比较运算都可以直接和数字进行比较。
var intValue3 int8 = 10
if intValue3 == 10 {
fmt.Println("intValue3 == 10")
}
// 需要注意溢出的问题,这里的直接比较是编译自动进行的转换
// 编译报错:128 (untyped int constant) overflows int8
if intValue3 == 128 {
fmt.Println("intValue3 == 128")
}
2.2.3 位运算符
Go 语言支持以下这几种位运算符:
运算符 | 含义 | 结果 |
---|---|---|
x & y | 按位与 | 把 x 和 y 都为 1 的位设为 1 |
x | y | 按位或 | 把 x 或 y 为 1 的位设为 1 |
x ^ y | 按位异或 | 把 x 和 y 一个为 1 一个为 0 的位设为 1 |
^x | 按位取反 | 把 x 中为 0 的位设为 1,为 1 的位设为 0 |
x << y | 左移 | 把 x 中的位向左移动 y 次,每次移动相当于乘以 2 |
x >> y | 右移 | 把 x 中的位向右移动 y 次,每次移动相当于除以 2 |
位运算符代码测试:
var intValue1 uint8
var intValue2 uint8
intValue1 = 255 // 1111 1111
intValue2 = 0 // 0000 0000
fmt.Println("intValue1 & intValue2:", intValue1&intValue2) // 按位与,0
fmt.Println("intValue1 | intValue2:", intValue1|intValue2) // 按位或,255
fmt.Println("intValue1 ^ intValue2:", intValue1^intValue2) // 按位异或,255
fmt.Println("^intValue1:", ^intValue1) // 按位取反 0
fmt.Println("intValue1 << 1:", intValue1<<1) // 左移1位,254
fmt.Println("intValue1 >> 1:", intValue1>>1) // 右移1位,127
2.2.3 逻辑运算符
Go语言支持以下逻辑运算符:
运算符 | 含义 | 结果 |
---|---|---|
x && y | 逻辑与运算符(AND) | 如果 x 和 y 都是 true,则结果为 true,否则结果为 false |
x || y | 逻辑或运算符(OR) | 如果 x 或 y 是 true,则结果为 true,否则结果为 false |
!x | 逻辑非运算符(NOT) | 如果 x 为 true,则结果为 false,否则结果为 true |
代码运行测试:
intValue1, intValue2 := 10, 20
if intValue1 > 0 && intValue2 > 0 {
fmt.Println("intValue1 > 0 && intValue2 > 0")
}
if intValue1 > 15 || intValue2 > 15 {
fmt.Println("intValue1 > 15 || intValue2 > 15")
}
fmt.Println("!(intValue1 > 15):", !(intValue1 > 15))
2.2.3 运算符优先级
// 优先级自高向低进行排列
^(按位取反) !
* / % << >> & &^
+ - | ^(按位异或)
== != < <= > >=
&&
||
3 浮点型与复数类型
3.1 浮点型
3.1.1 浮点型的表示
浮点型也叫浮点数,用于表示包含小数点的数据,比如 3.14
、1.00
都是浮点型数据。
Go语言中的浮点数采用 IEEE-754 标准的表达式,定义了两个类型:float32 和 float64,其中float32是单精度浮点数,可以精确到小数点后7位(类似于PHP、Java等语言的float类型),float64是双精度浮点数,可以精确到小数点后15位(类似于PHP、Java等语言的double类型)。
Go语言中,定义一个浮点型变量的代码如下:
var floatValue1 float32
floatValue1 = 10
floatValue2 := 10.0 // 如果不加小数点,floatValue2 会被推导为整型而不是浮点型
floatValue3 := 1.1e-10
对于浮点类型需要被自动推导的变量,其类型将被自动设置为 float64
,而不管赋值给它的数字是否是用 32 位长度表示的。因此,对于以上的例子,下面的赋值将导致编译错误:
floatValue1 = floatValue2
floatValue1 = float32(floatValue2) // 不同浮点类型的赋值,必须要进行类型强制转换
在实际的开发中,应该尽可能地使用 float64
类型,因为 math 包中所有有关数学运算的函数都会要求接收这个类型。
3.1.2 浮点数的精度
浮点数不是一种精确的表达方式,因为二进制无法精确表示所有十进制小数,比如 0.1
、0.7
这种,如下代码进行演示:
floatValue4 := 0.1
floatValue5 := 0.7
floatValue6 := floatValue4 + floatValue5 // 浮点数的操作同样严格规范类型,float32 和 float64不能够直接进行计算
0.1 + 0.7 输出结果并不是我们所想的0.8,这是因为计算机底层将十进制的 0.1 和 0.7 转化为二进制表示时,会丢失精度,因此在实践中,通常会建议避免直接比较浮点数是否相等,而是使用一个小的容忍度(epsilon)来检查它们是否足够接近。
floatValue4 := 0.1
floatValue5 := 0.7
floatValue6 := floatValue4 + floatValue5
epsilon := 1e-10
sum := 0.8
if math.Abs(sum-floatValue6) < epsilon {
fmt.Println("sum and c are approximately equal")
} else {
fmt.Println("sum and c are not equal")
}
3.1.3 浮点数的比较
浮点数支持通过算术运算符进行四则运算,也支持通过比较运算符进行比较(前提是运算符两边的操作数类型一致),但是涉及到相等的比较除外,因为我们上面提到,看起来相等的两个十进制浮点数,在底层转化为二进制时会丢失精度,因此不能被表象蒙蔽。
如果一定要判断浮点数的相等,除去上面提到的精度,也可以使用 math.Dim() 方法:
floatValue1 := 0.1
floatValue2 := 0.1
p := 0.00001
// 判断 floatValue1 与 floatValue2 是否相等
if math.Dim(float64(floatValue1), floatValue2) < p {
fmt.Println("floatValue1 和 floatValue2 相等")
}
因此判断两个浮点数是否相同,在Go语言中是通过判断两者相差的精度值,其他语言中的浮点数判断也是如此。
3.2 复数类型
除了整型和浮点型之外,Go 语言还支持复数类型,与复数相对,我们可以把整型和浮点型这种日常比较常见的数字称为实数,复数是实数的延伸,可以通过两个实数(在计算机中用浮点数表示)构成,一个表示实部(real),一个表示虚部(imag),常见的表达形式如下:
z = a + bi
其中 a、b 均为实数,i 称为虚数单位,当 b = 0 时,z 就是常见的实数,当 a = 0 而 b ≠ 0 时,将 z 称之为纯虚数。
在 Go 语言中,复数支持两种类型:complex64
(32 位实部和虚部) 和 complex128
(64 位实部与虚部),对应的示例如下,和数学概念中的复数表示形式一致:
var complexValue1 complex64
complexValue1 = 1.10 + 10i // 由两个 float32 实数构成的复数类型
complexValue2 := 1.10 + 10i // 和浮点型一样,默认自动推导的实数类型是 float64,所以 complexValue2 是 complex128 类型
complexValue3 := complex(1.10, 10) // 与 complexValue2 等价
对于一个复数 z = complex(x, y)
,就可以通过 Go 语言内置函数 real(z)
获得该复数的实部,也就是 x
,通过 imag(z)
获得该复数的虚部,也就是 y
。
real := real(complexValue1) // 获取复数的实部
imag := imag(complexValue1) // 获取复数的虚部
复数支持和其它数字类型一样的算术运算符。当你使用 ==
或者 !=
对复数进行比较运算时,由于构成复数的实数部分也是浮点型,需要注意对精度的把握。
更多关于复数的函数,请查阅 math/cmplx 标准库的文档。如果你对内存的要求不是特别高,最好使用 complex128
作为计算类型,因为相关函数大都使用这个类型的参数。
4 字符串及底层字符类型
4.1 字符串
在 Go 语言中,字符串是一种基本类型,默认是通过 UTF-8 编码的字符序列,当字符为 ASCII 码时则占用 1 个字节,其它字符根据需要占用 2-4 个字节,比如中文编码通常需要 3 个字节。
4.1.1 声明和初始化:
var str string // 声明字符串变量
str = "Hello World" // 变量初始化
str2 := "Hello World" // 也可以同时进行声明和初始化
也能够对这些字符串进行格式化输出:
fmt.Printf("The length of \"%s\" is %d \n", str, len(str))
如下表格是格式化所使用的一些参数
动词 | 功能 |
---|---|
%v | 按值的本来值输出 |
%+v | 在 % v 基础上,对结构体字段名和值进行展开 |
%#v | 输出 Go 语言语法格式的值 |
%T | 输出 Go 语言语法格式的类型和值 |
%% | 输出 % 本体 |
%b | 整型以二进制方式显示 |
%o | 整型以八进制方式显示 |
%d | 整型以十进制方式显示 |
%x | 整型以十六进制方式显示 |
%X | 整型以十六进制、字母大写方式显示 |
%U | Unicode 字符 |
%f | 浮点数 |
%p | 指针,十六进制方式显示 |
虽然可以通过下标访问字符串中的字符,但是和数组不同,在Go语言中,字符串一旦初始化之后,不允许被修改。
注意,这里只是字符串中的字符不能被修改,你可以整体修改字符串。
4.1.2 转义字符
Go 语言的字符串不支持单引号,只能通过双引号定义字符串字面值,如果要对特定字符进行转义,可以通过 \
实现,就像我们上面在字符串中转义双引号和换行符那样,常见的需要转义的字符如下所示:
-
\n
:换行符 -
\r
:回车符 -
\t
:tab 键 -
\u
或 \U :Unicode 字符 -
\\
:反斜杠自身
此外,也可以通过如下方法在字符串中包含引号。
label := `'Search' results for "Golang":`
多行字符串,也可以通过``构建。
results := `Search results for "Golang":
- Go
- Golang
- Golang Programming
`
fmt.Println(results)
也可以使用 + 进行字符串的拼接
results = "Search results for \"Golang\":\n" +
"- Go\n" +
"- Golang\n" +
"- Golang Programming\n"
fmt.Printf("%s", results)
4.1.3 字符串操作
字符串连接
Go 内置提供了丰富的字符串函数,常见的操作包含连接、获取长度和指定字符,获取长度和指定字符前面已经介绍过,字符串连接只需要通过 +
连接符即可:
str := "Hello"
str = str + ", World"
str += ", World" // 上述语句也可以简写为这样,效果完全一样
此外,字符串可能过长,会出现换行的情况,+
务必保证出现在上一行。
str = str +
", World"
字符串切片
在 Go 语言中,可以通过字符串切片实现获取子串的功能。
str := "hello, world"
str1 := str[:5] // 获取索引5(不含)之前的子串
str2 := str[7:] // 获取索引7(含)之后的子串
str3 := str[0:5] // 获取从索引0(含)到索引5(不含)之间的子串
fmt.Println("str1:", str1)
fmt.Println("str2:", str2)
fmt.Println("str3:", str3)
字符串遍历
Go 语言支持两种方式遍历字符串。
// 方式一:字节数组遍历
str := "Hello, 世界"
n := len(str)
for i := 0; i < n; i++ {
ch := str[i] // 依据下标取字符串中的字符,ch 类型为 byte
fmt.Println(i, ch)
}
// 方式二:unicode字符遍历
str := "Hello, 世界"
for i, ch := range str {
fmt.Println(i, ch) // ch 的类型为 rune
}
可以看出,这个字符串长度为 13,尽管从直观上来说,这个字符串应该只有 9 个字符。这是因为每个中文字符在 UTF-8 中占 3 个字节,而不是 1 个字节。
这个时候,打印的就是 9 个字符了,因为以 Unicode 字符方式遍历时,每个字符的类型是 rune
,而不是 byte
。
这里的 rune 和 byte 也即Go语言底层字符类型。
-
byte
,代表 UTF-8 编码中单个字节的值(它也是uint8
类型的别名,两者是等价的,因为正好占据 1 个字节的内存空间); -
rune
,代表单个 Unicode 字符(它也是int32
类型的别名,因为正好占据 4 个字节的内存空间)。
5 基本数据类型之间的转化
5.1 整型之间的转化
在进行类型转化时只需要调用要转化的数据类型对应的函数即可:
v1 := uint(16) // 初始化 v1 类型为 unit
v2 := int8(v1) // 将 v1 转化为 int8 类型并赋值给 v2
v3 := uint16(v2) // 将 v2 转化为 uint16 类型并赋值给 v3
由高向低转换时,需要注意整数的溢出
v1 := uint(-255) // uint 是无符号整型,在编译时这里会产生溢出
v4 := int16(-255) // 这里也要注意溢出,如这里是int8(-255)就会报错
5.2 整型和浮点数之间的转化
v1 := 99.99
v2 := int(v1) // 浮点数转化为整型,小数点后的数字直接被抛弃
v3 := 99
v4 := float64(v3) // 整型转化为浮点数,直接调取对应的类型即可
5.3 数值和浮点数的转换
目前 Go 语言不支持将数值类型转化为布尔型,需要自己根据需求去实现类似的转化。
5.4 字符串和其他基本类型之间的转化
5.4.1 整型转化成字符串
整型数据可以通过 Unicode 字符集转化为对应的 UTF-8 编码的字符串:
v1 := 65
v2 := string(v1) // v2 = A
v3 := 30028
v4 := string(v3)
5.4.2 strconv 包
Go 语言默认不支持将字符串类型强制转化为数值类型,即使字符串中包含数字也不行。
如果要实现更强大的基本数据类型与字符串之间的转化,可以使用 Go 官方 strconv
包提供的函数:
v1 := "100"
v2, _ := strconv.Atoi(v1) // 将字符串转化为整型,v2 = 100
v3 := 100
v4 := strconv.Itoa(v3) // 将整型转化为字符串, v4 = "100"
v5 := "true"
v6, _ := strconv.ParseBool(v5) // 将字符串转化为布尔型
v5 = strconv.FormatBool(v6) // 将布尔值转化为字符串
v7 := "100"
v8, _ := strconv.ParseInt(v7, 10, 64) // 将字符串转化为整型,第二个参数表示进制,第三个参数表示最大位数
v7 = strconv.FormatInt(v8, 10) // 将整型转化为字符串,第二个参数表示进制
v9, _ := strconv.ParseUint(v7, 10, 64) // 将字符串转化为无符号整型,参数含义同 ParseInt
v7 = strconv.FormatUint(v9, 10) // 将无符号整数型转化为字符串,参数含义同 FormatInt
v10 := "99.99"
v11, _ := strconv.ParseFloat(v10, 64) // 将字符串转化为浮点型,第二个参数表示精度
v10 = strconv.FormatFloat(v11, 'E', -1, 64)
q := strconv.Quote("Hello, 世界") // 为字符串加引号
q = strconv.QuoteToASCII("Hello, 世界") // 将字符串转化为 ASCII 编码