GO语言基本数据类型

一、整型

Go语言的数值类型分为以下几种：整数、浮点数、复数，其中每一种都包含了不同大小的数值类型，例如有符号整数包含 int8、int16、int32、int64 等，每种数值类型都决定了对应的大小范围和是否支持正负符号。本节我们主要介绍一下整数类型。

Go语言同时提供了有符号和无符号的整数类型，其中包括 int8、int16、int32 和 int64 四种大小截然不同的有符号整数类型，分别对应 8、16、32、64 bit（二进制位）大小的有符号整数，与此对应的是 uint8、uint16、uint32 和 uint64 四种无符号整数类型。

此外还有两种整数类型 int 和 uint，它们分别对应特定 CPU 平台的字长（机器字大小），其中 int 表示有符号整数，应用最为广泛，uint 表示无符号整数。实际开发中由于编译器和计算机硬件的不同，int 和 uint 所能表示的整数大小会在 32bit 或 64bit 之间变化。

大多数情况下，我们只需要 int 一种整型即可，它可以用于循环计数器（for 循环中控制循环次数的变量）、数组和切片的索引，以及任何通用目的的整型运算符，通常 int 类型的处理速度也是最快的。

用来表示 Unicode 字符的 rune 类型和 int32 类型是等价的，通常用于表示一个 Unicode 码点。这两个名称可以互换使用。同样，byte 和 uint8 也是等价类型，byte 类型一般用于强调数值是一个原始的数据而不是一个小的整数。

最后，还有一种无符号的整数类型 uintptr，它没有指定具体的 bit 大小但是足以容纳指针。uintptr 类型只有在底层编程时才需要，特别是Go语言和C语言函数库或操作系统接口相交互的地方。

尽管在某些特定的运行环境下 int、uint 和 uintptr 的大小可能相等，但是它们依然是不同的类型，比如 int 和 int32，虽然 int 类型的大小也可能是 32 bit，但是在需要把 int 类型当做 int32 类型使用的时候必须显示的对类型进行转换，反之亦然。

Go语言中有符号整数采用 2 的补码形式表示，也就是最高 bit 位用来表示符号位，一个 n-bit 的有符号数的取值范围是从 -2^(n-1) 到 2^(n-1)-1。无符号整数的所有 bit 位都用于表示非负数，取值范围是 0 到 2^n-1。例如，int8 类型整数的取值范围是从 -128 到 127，而 uint8 类型整数的取值范围是从 0 到 255。

哪些情况下使用 int 和 uint

程序逻辑对整型范围没有特殊需求。例如，对象的长度使用内建 len() 函数返回，这个长度可以根据不同平台的字节长度进行变化。实际使用中，切片或 map 的元素数量等都可以用 int 来表示。

反之，在二进制传输、读写文件的结构描述时，为了保持文件的结构不会受到不同编译目标平台字节长度的影响，不要使用 int 和 uint。

二、浮点型

Go语言提供了两种精度的浮点数 float32 和 float64，它们的算术规范由 IEEE754 浮点数国际标准定义，该浮点数规范被所有现代的 CPU 支持。

这些浮点数类型的取值范围可以从很微小到很巨大。浮点数取值范围的极限值可以在 math 包中找到：

• 常量 math.MaxFloat32 表示 float32 能取到的最大数值，大约是 3.4e38；
• 常量 math.MaxFloat64 表示 float64 能取到的最大数值，大约是 1.8e308；
• float32 和 float64 能表示的最小值分别为 1.4e-45 和 4.9e-324。

一个 float32 类型的浮点数可以提供大约 6 个十进制数的精度，而 float64 则可以提供约 15 个十进制数的精度，通常应该优先使用 float64 类型，因为 float32 类型的累计计算误差很容易扩散，并且 float32 能精确表示的正整数并不是很大。

var f float32 = 16777216 // 1 << 24
fmt.Println(f == f+1)    // "true"!

浮点数在声明的时候可以只写整数部分或者小数部分，像下面这样：

const e = .71828 // 0.71828
const f = 1.     // 1

很小或很大的数最好用科学计数法书写，通过 e 或 E 来指定指数部分：

const Avogadro = 6.02214129e23  // 阿伏伽德罗常数
const Planck   = 6.62606957e-34 // 普朗克常数

用 Printf 函数打印浮点数时可以使用“%f”来控制保留几位小数

package main
import (
    "fmt"
    "math"
)
func main() {
    fmt.Printf("%f\n", math.Pi)
    fmt.Printf("%.2f\n", math.Pi)
}

运行结果如下所示：

3.141593
3.14

三、复数

Go语言拥有两种复数类型，分别是 complex64（32 位实数和虚数）类型和 complex128（64 位实数和虚数）类型。

内置的 complex 函数用于构建复数，内建的 real 和 imag 函数分别返回复数的实部和虚部：

var x complex128 = complex(1, 2) // 1+2i
var y complex128 = complex(3, 4) // 3+4i
fmt.Println(x*y)                 // "(-5+10i)"
fmt.Println(real(x*y))           // "-5"
fmt.Println(imag(x*y))           // "10"

复数使用 re+imi 来表示，其中 re 代表实数部分，im 代表虚数部分，i 代表根号负 1。如果一个浮点数或一个十进制整数后面跟着一个 i，例如 3.141592i 或 2i，它将构成一个复数的虚部，而复数的实部是 0：

fmt.Println(1i * 1i) // "(-1+0i)", i^2 = -1

如果大家对复数的运算法则不是很了解，可以点击这里《复数运算法则》，其中详细的讲解了复数的加减乘除操作。

复数支持和其它数值类型一样的运算，当你使用等号 == 或者不等号 != 对复数进行比较运算时，注意对精确度的把握。cmath 包中包含了一些操作复数的公共方法，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，因为相关函数都使用这个类型的参数。

四、布尔类型

一个布尔类型的值只有两种：true 或 false。if 和 for 语句的条件部分都是布尔类型的值，并且==和<等比较操作也会产生布尔型的值。

一元操作符!对应逻辑非操作，因此!true的值为 false，更复杂一些的写法是(!true==false) ==true，实际开发中我们应尽量采用比较简洁的布尔表达式，就像用 x 来表示x==true。

var aVar = 10
aVar == 5  // false
aVar == 10 // true
aVar != 5  // true
aVar != 10 // false

Go语言对于值之间的比较有非常严格的限制，只有两个相同类型的值才可以进行比较，如果值的类型是接口（interface），那么它们也必须都实现了相同的接口。如果其中一个值是常量，那么另外一个值可以不是常量，但是类型必须和该常量类型相同。如果以上条件都不满足，则必须将其中一个值的类型转换为和另外一个值的类型相同之后才可以进行比较。

布尔值可以和 &&（AND）和 ||（OR）操作符结合，并且有短路行为，如果运算符左边的值已经可以确定整个布尔表达式的值，那么运算符右边的值将不再被求值，因此下面的表达式总是安全的：

s != "" && s[0] == 'x'

其中 s[0] 操作如果应用于空字符串将会导致 panic 异常。

因为&&的优先级比||高（&& 对应逻辑乘法，|| 对应逻辑加法，乘法比加法优先级要高），所以下面的布尔表达式可以不加小括号：

if 'a' <= c && c <= 'z' ||
    'A' <= c && c <= 'Z' ||
    '0' <= c && c <= '9' {
    // ...ASCII字母或数字...
}

布尔值并不会隐式转换为数字值 0 或 1，反之亦然，必须使用 if 语句显式的进行转换：

i := 0
if b {
    i = 1
}

如果需要经常做类似的转换，可以将转换的代码封装成一个函数，如下所示：

// 如果b为真，btoi返回1；如果为假，btoi返回0
func btoi(b bool) int {
    if b {
        return 1
    }
    return 0
}

数字到布尔型的逆转换非常简单, 不过为了保持对称, 我们也可以封装一个函数：

// itob报告是否为非零。
func itob(i int) bool { return i != 0 }

Go语言中不允许将整型强制转换为布尔型，代码如下：

var n bool
fmt.Println(int(n) * 2)

编译错误，输出如下：

cannot convert n (type bool) to type int

布尔型无法参与数值运算，也无法与其他类型进行转换。

五、字符串

一个字符串是一个不可改变的字节序列，字符串可以包含任意的数据，但是通常是用来包含可读的文本，字符串是 UTF-8 字符的一个序列（当字符为 ASCII 码表上的字符时则占用 1 个字节，其它字符根据需要占用 2-4 个字节）。

UTF-8 是一种被广泛使用的编码格式，是文本文件的标准编码，其中包括 XML 和 JSON 在内也都使用该编码。由于该编码对占用字节长度的不定性，在Go语言中字符串也可能根据需要占用 1 至 4 个字节，这与其它编程语言如 C++、Java 或者 Python 不同（Java 始终使用 2 个字节）。Go语言这样做不仅减少了内存和硬盘空间占用，同时也不用像其它语言那样需要对使用 UTF-8 字符集的文本进行编码和解码。

字符串是一种值类型，且值不可变，即创建某个文本后将无法再次修改这个文本的内容，更深入地讲，字符串是字节的定长数组。

定义字符串

可以使用双引号""来定义字符串，字符串中可以使用转义字符来实现换行、缩进等效果，常用的转义字符包括：

• \n：换行符
• \r：回车符
• \t：tab 键
• \u 或 \U：Unicode 字符
• \\：反斜杠自身

package main
import (
    "fmt"
)
func main() {
    var str = "C语言中文网\nGo语言教程"
    fmt.Println(str)
}

运行结果为：

C语言中文网
Go语言教程

一般的比较运算符（==、!=、<、<=、>=、>）是通过在内存中按字节比较来实现字符串比较的，因此比较的结果是字符串自然编码的顺序。字符串所占的字节长度可以通过函数 len() 来获取，例如 len(str)。

字符串的内容（纯字节）可以通过标准索引法来获取，在方括号[]内写入索引，索引从 0 开始计数：

• 字符串 str 的第 1 个字节：str[0]
• 第 i 个字节：str[i - 1]
• 最后 1 个字节：str[len(str)-1]

需要注意的是，这种转换方案只对纯 ASCII 码的字符串有效。

注意：获取字符串中某个字节的地址属于非法行为，例如 &str[i]。

字符串拼接符“+”

两个字符串 s1 和 s2 可以通过 s := s1 + s2 拼接在一起。将 s2 追加到 s1 尾部并生成一个新的字符串 s。

可以通过下面的方式来对代码中多行的字符串进行拼接：

str := "Beginning of the string " +
"second part of the string"

因为编译器会在行尾自动补全分号，所以拼接字符串用的加号“+”必须放在第一行末尾。

也可以使用“+=”来对字符串进行拼接：

s := "hel" + "lo,"
s += "world!"
fmt.Println(s) //输出 “hello, world!”

字符串实现基于 UTF-8 编码

Go语言中字符串的内部实现使用 UTF-8 编码，通过 rune 类型，可以方便地对每个 UTF-8 字符进行访问。当然，Go语言也支持按照传统的 ASCII 码方式逐字符进行访问。

关于字符串的 UTF-8 字符访问的详细方法，后面的章节将会详细介绍。

定义多行字符串

在Go语言中，使用双引号书写字符串的方式是字符串常见表达方式之一，被称为字符串字面量（string literal），这种双引号字面量不能跨行，如果想要在源码中嵌入一个多行字符串时，就必须使用`反引号，代码如下：

const str = `第一行
第二行
第三行
\r\n
`
fmt.Println(str)

代码运行结果：

第一行
第二行
第三行
\r\n

反引号`，是键盘上 1 键左边的键，两个反引号间的字符串将被原样赋值到 str 变量中。

在这种方式下，反引号间换行将被作为字符串中的换行，但是所有的转义字符均无效，文本将会原样输出。

多行字符串一般用于内嵌源码和内嵌数据等，代码如下：

const codeTemplate = `// Generated by github.com/davyxu/cellnet/
protoc-gen-msg
// DO NOT EDIT!{{range .Protos}}
// Source: {{.Name}}{{end}}
package {{.PackageName}}
{{if gt .TotalMessages 0}}
import (
    "github.com/davyxu/cellnet"
    "reflect"
    _ "github.com/davyxu/cellnet/codec/pb"
)
{{end}}
func init() {
    {{range .Protos}}
    // {{.Name}}{{range .Messages}}
    cellnet.RegisterMessageMeta("pb","{{.FullName}}", reflect.TypeOf((*{{.Name}})(nil)).Elem(), {{.MsgID}})    {{end}}
    {{end}}
}
`

这段代码只定义了一个常量 codeTemplate，类型为字符串，使用`定义，字符串的内容为一段代码生成中使用到的 Go 源码格式。

在`间的所有代码均不会被编译器识别，而只是作为字符串的一部分。

字符串类型在业务中的应用可以说是最广泛的，读者需要详细了解字符串的常见用法，请猛击下面的文章：

• Go语言计算字符串长度——len()和RuneCountInString()
• Go语言遍历字符串——获取每一个字符串元素
• Go语言字符串截取（获取字符串的某一段字符）
• Go语言修改字符串
• Go语言字符串拼接（连接）
• Go语言fmt.Sprintf（格式化输出）
• Go语言Base64编码——电子邮件的基础编码格式

六、字符类型（byte和rune）

字符串中的每一个元素叫做“字符”，在遍历或者单个获取字符串元素时可以获得字符。

Go语言的字符有以下两种：

• 一种是 uint8 类型，或者叫 byte 型，代表了 ASCII 码的一个字符。
• 另一种是 rune 类型，代表一个 UTF-8 字符，当需要处理中文、日文或者其他复合字符时，则需要用到 rune 类型。rune 类型等价于 int32 类型。

byte 类型是 uint8 的别名，对于只占用 1 个字节的传统 ASCII 编码的字符来说，完全没有问题，例如 var ch byte = 'A'，字符使用单引号括起来。

在 ASCII 码表中，A 的值是 65，使用 16 进制表示则为 41，所以下面的写法是等效的：

var ch byte = 65 或 var ch byte = '\x41'      //（\x 总是紧跟着长度为 2 的 16 进制数）

另外一种可能的写法是\后面紧跟着长度为 3 的八进制数，例如 \377。

Go语言同样支持 Unicode（UTF-8），因此字符同样称为 Unicode 代码点或者 runes，并在内存中使用 int 来表示。在文档中，一般使用格式 U+hhhh 来表示，其中 h 表示一个 16 进制数。

在书写 Unicode 字符时，需要在 16 进制数之前加上前缀\u或者\U。因为 Unicode 至少占用 2 个字节，所以我们使用 int16 或者 int 类型来表示。如果需要使用到 4 字节，则使用\u前缀，如果需要使用到 8 个字节，则使用\U前缀。

var ch int = '\u0041'
var ch2 int = '\u03B2'
var ch3 int = '\U00101234'
fmt.Printf("%d - %d - %d\n", ch, ch2, ch3) // integer
fmt.Printf("%c - %c - %c\n", ch, ch2, ch3) // character
fmt.Printf("%X - %X - %X\n", ch, ch2, ch3) // UTF-8 bytes
fmt.Printf("%U - %U - %U", ch, ch2, ch3)   // UTF-8 code point

输出：

65 - 946 - 1053236
A - β - r
41 - 3B2 - 101234
U+0041 - U+03B2 - U+101234

格式化说明符%c用于表示字符，当和字符配合使用时，%v或%d会输出用于表示该字符的整数，%U输出格式为 U+hhhh 的字符串。

Unicode 包中内置了一些用于测试字符的函数，这些函数的返回值都是一个布尔值，如下所示（其中 ch 代表字符）：

• 判断是否为字母：unicode.IsLetter(ch)
• 判断是否为数字：unicode.IsDigit(ch)
• 判断是否为空白符号：unicode.IsSpace(ch)

UTF-8 和 Unicode 有何区别？

Unicode 与 ASCII 类似，都是一种字符集。

字符集为每个字符分配一个唯一的 ID，我们使用到的所有字符在 Unicode 字符集中都有一个唯一的 ID，例如上面例子中的 a 在 Unicode 与 ASCII 中的编码都是 97。汉字“你”在 Unicode 中的编码为 20320，在不同国家的字符集中，字符所对应的 ID 也会不同。而无论任何情况下，Unicode 中的字符的 ID 都是不会变化的。

UTF-8 是编码规则，将 Unicode 中字符的 ID 以某种方式进行编码，UTF-8 的是一种变长编码规则，从 1 到 4 个字节不等。编码规则如下：

• 0xxxxxx 表示文字符号 0～127，兼容 ASCII 字符集。
• 从 128 到 0x10ffff 表示其他字符。

根据这个规则，拉丁文语系的字符编码一般情况下每个字符占用一个字节，而中文每个字符占用 3 个字节。

广义的 Unicode 指的是一个标准，它定义了字符集及编码规则，即 Unicode 字符集和 UTF-8、UTF-16 编码等。