golang 基础数据类型

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// Sizeof takes an expression x of any type and returns the size in **bytes**
// of a hypothetical variable v as if v was declared via var v = x.
// The size **does not include any memory possibly referenced by x**.
// For instance, if x is a slice, **Sizeof returns the size of the slice descriptor, not the size of the memory referenced by the slice**.
// The return value of Sizeof is a Go constant.

整型

int8、int16、int32和int64四种截然不同大小的有符号整数类型,分别对应8、16、32、64bit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。

还有两种一般对应特定CPU平台机器字大小的有符号和无符号整数int和uint

Unicode字符rune类型是和int32等价的类型,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也是uint8类型的等价类型,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,没有指定具体的bit大小但是足以容纳指针

其中有符号整数采用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的有符号数的值域是从2n1-2^{n-1}2n112^{n-1}-1。无符号整数的所有bit位都用于表示非负数,值域是0到2n12^n-1。例如,int8类型整数的值域是从-128到127,而uint8类型整数的值域是从0到255。

左移运算用零填充右边空缺的bit位,无符号数的右移运算也是用0填充左边空缺的bit位,但是有符号数的右移运算会用符号位的值填充左边空缺的bit位。因为这个原因,最好用无符号运算,这样你可以将整数完全当作一个bit位模式处理。

尽管Go语言提供了无符号数的运算,但即使数值本身不可能出现负数,我们还是倾向于使用有符号的int类型,就像数组的长度那样,虽然使用uint无符号类型似乎是一个更合理的选择。事实上,内置的len函数返回一个有符号的int,我们可以像下面例子那样处理逆序循环。

medals := []string{"gold", "silver", "bronze"}
for i := len(medals) - 1; i >= 0; i-- {
    fmt.Println(medals[i]) // "bronze", "silver", "gold"
}

另一个选择对于上面的例子来说将是灾难性的。如果len函数返回一个无符号数,那么i也将是无符号的uint类型,然后条件i >= 0则永远为真。在三次迭代之后,也就是i == 0时,i--语句将不会产生-1,而是变成一个uint类型的最大值(可能是26412^64-1),然后medals[i]表达式运行时将发生panic异常(§5.9),也就是试图访问一个slice范围以外的元素。

出于这个原因,无符号数往往只有在位运算或其它特殊的运算场景才会使用,就像bit集合、分析二进制文件格式或者是哈希和加密操作等。它们通常并不用于仅仅是表达非负数量的场合。

任何大小的整数字面值都可以用以0开始的八进制格式书写,例如0666;或用以0x或0X开头的十六进制格式书写,例如0xdeadbeef。十六进制数字可以用大写或小写字母。如今八进制数据通常用于POSIX操作系统上的文件访问权限标志,十六进制数字则更强调数字值的bit位模式。

浮点

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。浮点数的范围极限值可以在math包找到。常量math.MaxFloat32表示float32能表示的最大数值,大约是 3.4e38;对应的math.MaxFloat64常量大约是1.8e308。它们分别能表示的最小值近似为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(译注:因为float32的有效bit位只有23个,其它的bit位用于指数和符号;当整数大于23bit能表达的范围时,float32的表示将出现误差):

bool

unsafe.Sizeof(boolVal),1

字符串

src/runtime/string.go

type stringStruct struct {
   str unsafe.Pointer
   len int
}

unsafe.Sizeof(strVal),16

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,包括byte值0,但是通常是用来包含人类可读的文本。文本字符串通常被解释为采用UTF8编码的Unicode码点(rune)序列

内置的len函数可以返回一个字符串中的字节数目(不是rune字符数目),索引操作s[i]返回第i个字节的字节值,i必须满足0 ≤ i< len(s)条件约束。

子字符串操作s[i:j]基于原始的s字符串的第i个字节开始到第j个字节(并不包含j本身)生成一个新字符串。生成的新字符串将包含j-i个字节。

其中+操作符将两个字符串连接构造一个新字符串:

字符串可以用==和<进行比较;比较通过逐个字节比较完成的,因此比较的结果是字符串自然编码的顺序。

字符串的值是不可变的:一个字符串包含的字节序列永远不会被改变,当然我们也可以给一个字符串变量分配一个新字符串值。可以像下面这样将一个字符串追加到另一个字符串:

s := "left foot"
t := s
s += ", right foot"

这并不会导致原始的字符串值被改变,但是变量s将因为+=语句持有一个新的字符串值,但是t依然是包含原先的字符串值。

因为字符串是不可修改的,因此尝试修改字符串内部数据的操作也是被禁止的:

s[0] = 'L' // compile error: cannot assign to s[0]

不变性意味着如果两个字符串共享相同的底层数据的话也是安全的,这使得复制任何长度的字符串代价是低廉的。同样,一个字符串s和对应的子字符串切片s[7:]的操作也可以安全地共享相同的内存,因此字符串切片操作代价也是低廉的。在这两种情况下都没有必要分配新的内存。

image.png

一个原生的字符串面值形式是...,使用反引号代替双引号。在原生的字符串面值中,没有转义操作;全部的内容都是字面的意思,包含退格和换行,因此一个程序中的原生字符串面值可能跨越多行

原生字符串面值用于编写正则表达式会很方便,因为正则表达式往往会包含很多反斜杠。原生字符串面值同时被广泛应用于HTML模板、JSON面值、命令行提示信息以及那些需要扩展到多行的场景。

UTF8是一个将Unicode码点编码为字节序列的变长编码。UTF8编码是由Go语言之父Ken Thompson和Rob Pike共同发明的,现在已经是Unicode的标准。UTF8编码使用1到4个字节来表示每个Unicode码点,ASCII部分字符只使用1个字节,常用字符部分使用2或3个字节表示。每个符号编码后第一个字节的高端bit位用于表示编码总共有多少个字节。如果第一个字节的高端bit为0,则表示对应7bit的ASCII字符,ASCII字符每个字符依然是一个字节,和传统的ASCII编码兼容。如果第一个字节的高端bit是110,则说明需要2个字节;后续的每个高端bit都以10开头。更大的Unicode码点也是采用类似的策略处理。

Go语言的源文件采用UTF8编码,并且Go语言处理UTF8编码的文本也很出色。unicode包提供了诸多处理rune字符相关功能的函数(比如区分字母和数字,或者是字母的大写和小写转换等),unicode/utf8包则提供了用于rune字符序列的UTF8编码和解码的功能。

Go语言的range循环在处理字符串的时候,会自动隐式解码UTF8字符串。下面的循环运行如图3.5所示;需要注意的是对于非ASCII,索引更新的步长将超过1个字节。

image.png

for i, r := range "Hello, 世界" {
    fmt.Printf("%d\t%q\t%d\n", i, r, r)
}
a := "abc"
a1 := "你好啊"
fmt.Println(len(a), len(a1), utf8.RuneCountInString(a1)) //返回 3,9,3

字符串拼接

当使用连接符 + 拼接两个字符串时,会生成一个新的字符串并开辟新的内存空间,空间大小等于两个字符串之和。

  • 字符串 直接使用 strings.Builder, 尽量使用方法 Grow 预分配一定的空间,可以更好地提升性能

常量

常量表达式的值在编译期计算,而不是在运行期。每种常量的潜在类型都是基础类型:boolean、string或数字。

常量的值不可修改,这样可以防止在运行期被意外或恶意的修改

所有常量的运算都可以在编译期完成,这样可以减少运行时的工作,也方便其他编译优化。当操作数是常量时,一些运行时的错误也可以在编译时被发现,例如整数除零、字符串索引越界、任何导致无效浮点数的操作等。

一个常量的声明也可以包含一个类型和一个值,但是如果没有显式指明类型,那么将从右边的表达式推断类型

iota 常量生成器

在第一个声明的常量所在的行,iota将会被置为0,然后在每一个有常量声明的行加一。

type Weekday int

const (
    Sunday Weekday = iota
    Monday
    Tuesday
    Wednesday
    Thursday
    Friday
    Saturday
)

我们也可以在复杂的常量表达式中使用iota,下面是来自net包的例子,用于给一个无符号整数的最低5bit的每个bit指定一个名字:

type Flags uint

const (
    FlagUp Flags = 1 << iota // is up
    FlagBroadcast            // supports broadcast access capability
    FlagLoopback             // is a loopback interface
    FlagPointToPoint         // belongs to a point-to-point link
    FlagMulticast            // supports multicast access capability
)

无类型常量

虽然一个常量可以有任意一个确定的基础类型,例如int或float64,或者是类似time.Duration这样命名的基础类型,但是许多常量并没有一个明确的基础类型。编译器为这些没有明确基础类型的数字常量提供比基础类型更高精度的算术运算;你可以认为至少有256bit的运算精度。

通过延迟明确常量的具体类型,无类型的常量不仅可以提供更高的运算精度,而且可以直接用于更多的表达式而不需要显式的类型转换。

无类型整数常量转换为int,它的内存大小是不确定的,但是无类型浮点数和复数常量则转换为内存大小明确的float64和complex128。 如果不知道浮点数类型的内存大小是很难写出正确的数值算法的,因此Go语言不存在整型类似的不确定内存大小的浮点数和复数类型。

fmt.Printf("%T\n", 0)      // "int"
fmt.Printf("%T\n", 0.0)    // "float64"
fmt.Printf("%T\n", 0i)     // "complex128"
fmt.Printf("%T\n", '\000') // "int32" (rune)
var x float32 = math.Pi
var y float64 = math.Pi