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Go 语言教程(1)——类型系统

Go 语言教程(1)——类型系统

作者: 浮x尘 | 来源:发表于2017-12-15 13:35 被阅读77次

    类型系统

    Go 语言是更好的 C 语言,很多思想来源于 C 语言,毕竟 Go 的设计者就是 C 的设计者在几十年之后再创新高。

    变量的声明引入和 JavaScript 一样的关键字 var,不一样的机制,JavaScript 中声明变量时没有类型,Go 语言声明的变量在后面要带上类型。

    变量

    var v int // 声明变量 v,自动初始化值为零值(int 类型为 0)
    v = 1 // 给变量 v 赋值
    
    v := 1 // 声明变量 v,并初始化值为 1,编译器自动推导类型为 int
    

    上面两种方式完全等价,:= 的写法更简洁,也是官方推荐的写法,编译器可以自动从右值推导出声明的变量是哪种类型,v 必须是没被声明过的变量。

    多重赋值

    基本的赋值方法都是类似的,但 Go 提供了动态语言中才有的多重赋值功能

    i, j = j, i 交换变量如此简单,不需要引入中间变量。

    匿名变量

    函数的返回值中可能只有一个感兴趣的,别的值都不需要,是否还需要定义变量去接收这几个返回值?使用匿名变量!

    func GetName() (firstName, lastName, nickName string) {
        return "May", "Chan", "Chibi"
    }
    
    _, _, nickName := GetName()
    

    常量

    常量值必须是编译期可确定的数字、字符串、布尔值。即常说的字符字面量(literal),根据字面量可以推测出常量的类型。

    const x,y int = 1, 2 // 多常量初始化
    const Pi float64 = 3.1415926
    const zero = 0.0 // 类型推断
    const ( // 常量组
        size int64 = 1024
        eof = -1 // 类型推断
        Eof // 在常量组中,如果不提供类型和初始化值,那么视作与上⼀常量相同。
    )
    

    iota

    iota 比较特殊,可以认为是编译器内置的一个寄存器,在每一个 const 关键字出现时被重置为 0,然后在下一个 const 出现时,每出现一次 iota,其所代表的数字就会增 1

    const (
        Sunday = iota // 0
        Monday // 1
        Tuesday // 2
    )
    

    枚举

    Go 语言中不存在枚举类型,可以通过自定义类型的方式构造。

    
    type Color int // 定义类型 Color,传递 Color 的地发不能传递 int
    
    const (
        Black Color = iota // 定义常量 Black = 0
        Red
        Blue
    )
    
    func test(c Color) {}
    
    func main() {
        c := Black
        test(c)
        x := 1
        test(x) // Error: cannot use x (type int) as type Color in function argument
        test(1) // 常量会被编译器自动转换
    

    基本类型

    类型 ⻓度 默认值(零值) 说明
    bool 1 false
    byte 1 0 uint8
    rune 4 0 Unicode Code Point, int32
    int, uint 4 或 8 0 32 或 64 位
    int8, uint8 1 0 -128 ~ 127, 0 ~ 255
    int16, uint16 2 0 -32768 ~ 32767, 0 ~ 65535
    int32, uint32 4 0 -21亿 ~ 21 亿, 0 ~ 42 亿
    int64, uint64 8 0
    float32 4 0.0
    float64 8 0.0
    complex64 8
    complex128 16
    uintptr 4 或 8 ⾜以存储指针的 uint32 或 uint64 整数
    array 值类型
    struct 值类型
    string "" UTF-8 字符串
    slice nil 引⽤类型
    map nil 引⽤类型
    channel nil 引⽤类型
    interface nil 接⼝
    function nil 函数

    int、uint、uintpter 类型在 32 位系统上一般是 32 位,在 64 位系统上是 64 位。

    格式化打印类型信息和类型的技巧。

    var (
        ToBe   bool       = false
        MaxInt uint64     = 1<<64 - 1
    )
    
    func main() {
        const f = "%T(%v)\n"
        fmt.Printf(f, ToBe, ToBe)
        fmt.Printf(f, MaxInt, MaxInt)
    }
    

    引用类型

    引用类型包括 slice、map 和 channel。它们有复杂的内部结构,除了申请内存外,还需要初始化相关的属性。

    内置函数 new ,计算类型大小,为其分配零值内存,并返回指向内存的指针

    内置函数 make,会被编译器翻译成具体的创建函数,由其分配内存和初始化成员结构,返回对象而非指针

    a := []int{0, 0, 0} // 提供初始化表达式。
    a[1] = 10
    
    b := make([]int, 3) // 初始化长度为 3 的 slice
    b[1] = 10
    
    c := new([]int)
    c[1] = 10 // Error: invalid operation: c[1] (index of type *[]int)
    

    类型转换

    不支持隐式类型转化,即便是从窄向宽转换也不行。

    表达式 T(v) 将值 v 转换为类型 T

    Bool

    Bool 类型不接受其他类型的值,不支持强制类型转换,其他类型不能当 Bool 值使用。

    Float

    浮点数比较不建议使用 ==,可以使用函数判断精度。

    import "math"
    
    // p 为自定义精度
    func IsEqual(f1, f2, p float64) bool {
        return math.Fdim(f1, f2) < p
    }
    

    字符串

    字符串内容在初始化后不可变!

    • 默认值是空字符串 ""
    • 使用索引号访问的是某个字节 s[i]
    • 不能用序号获取字节元素指针,&s[i] 非法
    • 不可变类型,无法修改字节数组
    • 字节数组尾部不包含 NULL
    struct String {
        byte* str; // 指向字节数组的指针
        intgo len; // 长度
    }
    

    ⽀持⽤两个索引号返回⼦串。⼦串依然指向原字节数组,仅修改了指针和⻓度属性

    s := "Hello, World!"
    
    s1 := s[:5] // Hello
    s2 := s[7:] // World!
    s3 := s[1:5] // ello
    

    字符串遍历

    // 以字节数组遍历
    str := "Hello,世界"
    n := len(str)
    for i := 0; i < n; i++ {
        ch := str[i] // 取出下标上的字符,类型为 byte
    }
    
    // 每个中文字符在 UTF-8 占 3 个字节
    
    // 以 Unicode 字符遍历
    for i, ch := range str {
        fmt.Println(i, ch) // ch 的类型为 rune
    }
    

    修改字符串

    单引号字符常量表⽰ Unicode Code Point,⽀持 \uFFFF、\U7FFFFFFF、\xFF 格式。
    对应 rune 类型(int32 的别名,4 字节表示),UCS-4

    func main() {
        fmt.Printf("%T\n", 'a')
        
        var c1, c2 rune = '\u6211', '们'
        println(c1 == '我', string(c2) == "\xe4\xbb\xac")
    }
    

    输出

    int32 // rune 是 int32 的别名
    true true
    

    修改字符串,可先将其转换成 []rune[]byte,完成后再转换为 string。⽆论哪种转
    换,都会重新分配内存,并复制字节数组

    func main() {
        s := "abcd"
        bs := []byte(s)
        bs[1] = 'B'
        println(string(bs)) // aBcd
        
        u := "电脑"
        us := []rune(u)
        us[1] = '话'
        println(string(us)) // 电话
    }
    

    指针

    指针类型 *T 是指向类型 T 的指针,零值为 nil

    & 取址运算符。

    * 间接引用,访问对象。

    指针和 C 都是一样的,不同的是 Go 没有指针运算。

    可以通过 unsafe.Pointer 和任意类型指针间进⾏转换。

    func main() {
        x := 0x12345678
    
        p := unsafe.Pointer(&x) // *int -> Pointer
        n := (*[4]byte)(p) // Pointer -> *[4]byte 转换成数组指针
        
        // 78 45 34 12
        for i := 0; i < len(n); i++ {
            fmt.Printf("%X ", n[i])
        }
    }
    

    局部变量的指针

    返回局部变量的指针是安全的,编译器会根据需要将其分配在 GC Heap 上。

    func test() *int {
        x := 100
        return &x // 在堆上分配 x 内存。但在内联时,也可能直接分配在⺫标栈。
    }
    

    变相实现指针运算

    Pointer 转换成 uintptr,可变相实现指针运算。

    func main() {
        d := struct {
            s string
            x int
        }{"abc", 100}
        
        p := uintptr(unsafe.Pointer(&d)) // *struct -> Pointer -> uintptr
        p += unsafe.Offsetof(d.x) // uintptr + offset
    
        p2 := unsafe.Pointer(p) // uintptr -> Pointer
        px := (*int)(p2) // Pointer -> *int
        *px = 200 // d.x = 200
        
        fmt.Printf("%#v\n", d)
    }
    

    输出

    struct { s string; x int }{s:"abc", x:200}
    

    注意:GC 把 uintptr 当成普通整数对象,它⽆法阻⽌ "关联" 对象被回收。

    自定义类型

    可将类型分为命名和非命名两大类。

    命名类型包括 bool、int、string 等。

    非命令类型则是 array、slice、map 等和具体元素类型、长度等有关。

    具有相同声明的未命名类型被视为同一类型

    • 具有相同基类型指针
    • 具有相同元素类型和长度的 array
    • 具有相同元素类型的 slice
    • 具有相同键值类型的 map
    • 具有相同元素类型和传送方向的 channel
    • 具体相同字段序列(字段名、类型、标签、顺序)的匿名 struct
    • 签名相同的(参数和返回值,不包括参数名称) function
    • 方法集相同的(方法名、方法签名相同,和次序无关) interface
    var a struct { x int `a` }
    var b struct { x int `ab` }
    
    // cannot use a (type struct { x int "a" }) as type struct { x int "ab" } in assignment
    // 结构体标签不同
    b = a
    

    Type

    可以使用 type 在全局或函数内定义新类型。

    func main() {
        type bigint int64
        var x bigint = 100
        println(x)
    }
    

    新类型不是原类型的别名,除拥有相同数据存储结构外,它们之间没有任何关系,不会持有原类型任何信息。

    除⾮目标类型是未命名类型,否则必须显式转换。

    x := 1234
    
    var b bigint = bigint(x) // 必须显式转换,除⾮是常量。
    var b2 int64 = int64(b)
    
    // slice 只要存储相同类型的值
    var s myslice = []int{1, 2, 3} // 未命名类型,隐式转换。
    var s2 []int = s
    

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