Go 語言內置類型全解析：從布爾到字元串的全維度探究

来源:https://www.cnblogs.com/xfuture/archive/2023/09/07/17684337.html
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關註微信公眾號【TechLeadCloud】，分享互聯網架構、雲服務技術的全維度知識。作者擁有10+年互聯網服務架構、AI產品研發經驗、團隊管理經驗，同濟本復旦碩，復旦機器人智能實驗室成員，阿裡雲認證的資深架構師，項目管理專業人士，上億營收AI產品研發負責人。

本文深入探討了 Go 語言的內置類型系統，從布爾類型到複雜的字元串類型，旨在為開發者提供全面而詳盡的指導，通過豐富的代碼示例和應用場景，揭示瞭如何在實際項目中高效地運用這些類型。

在編程中，類型（type）可以被看作是值（value）的模板，而值則可以被看作是類型的實例。在這篇文章里，我們專註於介紹Go語言的內置（或稱為預聲明的）基本類型和它們字面量的表示形式。這裡並不涉及組合類型。

file

一、布爾類型

定義

在 Go 語言中，布爾類型用關鍵字 bool 表示，它有兩個預定義的常量值：true 和 false。

var myBool bool = true

基礎用法

聲明與初始化

布爾變數可以在聲明時初始化，也可以稍後進行賦值。

// 聲明並初始化
var isReady bool = true

// 聲明後賦值
var isEnabled bool
isEnabled = false

邏輯運算

布爾類型主要用於邏輯運算：AND (&&), OR (||), 和 NOT (!)。

// AND 操作
result := true && false  // 輸出：false

// OR 操作
result = true || false  // 輸出：true

// NOT 操作
result = !true  // 輸出：false

進階用法

條件語句

布爾類型經常用於 if, else if 和 else 結構中。

if isReady {
    fmt.Println("System is ready.")
} else {
    fmt.Println("System is not ready.")
}

迴圈結構

布爾表達式也可用於控制迴圈結構如 for。

for isReady {
    // 執行代碼
}

函數返回值

布爾類型也經常用作函數的返回類型，以指示函數是否成功執行或驗證。

func isAuthenticated() bool {
    // 認證邏輯
    return true
}

常見錯誤與陷阱

  1. 零值：布爾類型的零值為 false，需註意未初始化的布爾變數預設為 false。
  2. 類型轉換：Go 語言不允許布爾類型與其他類型（如整數）進行隱式轉換。

二、整數類型

定義

在 Go 語言中，整數類型主要分為兩大類：帶符號（Signed）和無符號（Unsigned）的整數，同時還有一個特殊的整數類型 rune 和 byte。

  • 帶符號整數: int8, int16, int32, int64, int
  • 無符號整數: uint8, uint16, uint32, uint64, uint
  • 特殊整數: rune (等同於 int32), byte (等同於 uint8)

基礎用法

聲明與初始化

// 聲明並初始化帶符號整數
var a int8 = -128
var b int32 = 2147483647

// 聲明並初始化無符號整數
var c uint8 = 255
var d uint32 = 4294967295

運算符

常用的整數運算符包括：加（+）、減（-）、乘（*）、除（/）和模（%）。

// 整數運算
x := 10
y := 20
result := x + y // 結果為 30

位運算

整數還支持位運算：AND (&), OR (|), XOR (^), 以及位左移 (<<) 和位右移 (>>)。

// 位運算
var m uint8 = 1 << 3 // 結果為 8

進階用法

數據溢出

需要註意的是，整數類型有範圍限制，超過範圍會導致數據溢出。

var maxInt8 int8 = 127
maxInt8 = maxInt8 + 1  // 溢出，結果為 -128

類型轉換

在不同類型之間轉換時，需顯示使用類型轉換。

var integer16 int16 = 32767
var integer32 int32

integer32 = int32(integer16)  // 類型轉換

類型推斷

在使用 := 進行變數聲明和初始化時，Go 語言會自動推斷類型。

autoInt := 42  // 類型推斷為 int

特殊整數類型

rune

rune 類型常用於表示一個 Unicode 字元。

var character rune = 'A'

byte

byte 類型通常用於處理 ASCII 字元或者二進位數據。

var b byte = 'a'

常見問題和陷阱

  1. 類型不匹配：不同整數類型之間不能直接進行運算。
  2. 數據溢出：進行算術運算時需註意數據溢出問題。

三、浮點數類型

定義

在 Go 語言中，浮點數類型主要有兩種：

  • float32: 32 位浮點數，精度約為 7 位小數。
  • float64: 64 位浮點數，精度約為 15 位小數。

基礎用法

聲明與初始化

// 聲明並初始化 float32 和 float64
var a float32 = 3.14
var b float64 = 3.141592653589793

常用運算

常用的運算符包括：加（+）、減（-）、乘（*）、除（/）。

x := 1.1
y := 2.2
result := x + y  // 結果為 3.3

進階用法

精度問題

由於電腦內部表示浮點數的限制，會有精度問題。

// 精度問題
var c float32 = 0.1
var d float32 = 0.2
var e float32 = 0.3

if c+d == e {
    fmt.Println("Equal")
} else {
    fmt.Println("Not Equal")  // 輸出 "Not Equal"
}

數學函數

Go 語言的 math 包提供了豐富的數學函數。

import "math"

// 開方
result := math.Sqrt(16.0)  // 結果為 4.0

類型轉換與推斷

// 類型轉換
var f float32 = 1.1
var g float64
g = float64(f)  // 類型轉換

// 類型推斷
autoFloat := 3.14  // Go 語言會自動推斷為 float64 類型

特殊情況

表示無窮大和 NaN

// 無窮大
var inf float64 = math.Inf(1)

// NaN (Not a Number)
var nan float64 = math.NaN()

與整數的轉換

註意：轉換時可能會有精度損失。

var h float64 = 3.9
var i int = int(h)  // 結果為 3

常見問題和陷阱

  1. 精度問題：進行浮點數運算時，需要註意精度問題。
  2. 類型轉換：在整數和浮點數之間轉換時，要註意精度損失。

四、字元串類型

定義

在 Go 語言中，字元串類型被定義為一串不可變的位元組序列，通常用於存儲文本數據。

// 聲明一個字元串類型的變數
var str string

基礎用法

聲明和初始化

// 聲明並初始化一個字元串
var hello string = "Hello, world!"

或者使用短變數聲明：

hello := "Hello, world!"

常用操作

字元串拼接：

str1 := "Hello"
str2 := "World"
result := str1 + ", " + str2  // 結果："Hello, World"

獲取字元串長度：

length := len("Hello, World!")  // 結果：13

進階用法

字元串與位元組切片

在 Go 中，可以方便地在字元串和位元組切片之間進行轉換。

// 字元串轉位元組切片
byteSlice := []byte("Hello")

// 位元組切片轉字元串
str := string(byteSlice)

字元串截取

// 截取字元串中的部分字元
subStr := "Hello, World!"[7:12]  // 結果："World"

字元串遍歷

// 遍歷字元串中的每一個字元
for i, r := range "Hello" {
    fmt.Printf("%d: %c\n", i, r)
}

輸出：

0: H
1: e
2: l
3: l
4: o

特殊用法

多行字元串

使用反引號（ ` ）可以聲明一個多行字元串。

multiLineStr := `This is
a multi-line
string.`

轉義字元

Go 字元串支持多種轉義字元，如 \n（換行）、\t（製表符）等。

// 使用轉義字元
escapedStr := "This is a line.\nThis is another line."

常見問題和陷阱

  1. 不可變性：Go 字元串是不可變的，任何嘗試改變字元串內容的操作都會創建一個新的字元串。
  2. Unicode 和 UTF-8：Go 字元串預設使用 UTF-8 編碼，這意味著一個字元串可能包含多種不同長度的字元。

五、其他特性

在前幾章節中，我們詳細地探究了 Go 語言的各種內置類型：從布爾型到整數、浮點數和字元串。這些基礎類型構成了 Go 語言的基礎結構，對於編寫高性能和可維護代碼非常重要。

類型系統的簡潔與高效

Go 語言的類型系統相對簡單，但並不意味著它不強大或靈活。恰恰相反，Go 語言提供了一套非常高效和易於理解的類型機制。

var isActive bool  // 布爾類型
var price int32    // 整數類型
var pi float32     // 浮點數類型
var name string    // 字元串類型

為什麼不可變性很重要

在 Go 中，字元串是不可變的，這有助於多線程編程。不可變性確保了在併發訪問時，數據狀態始終是可預測的。

// 字元串不可變性示例
str := "immutable"
// str[0] = 'I'  // 編譯錯誤

性能與優化

Go 提供了大量內建函數和標準庫，以優化各種類型的操作。

import "math"

// 浮點數優化
result := math.Floor(3.75)  // 輸出：3.0

其他

  1. 類型別名與自定義類型: Go 允許你創建類型別名和自定義類型，這對於編寫領域特定代碼非常有用。
  2. 嚴格類型檢查: Go 的編譯器會進行嚴格的類型檢查，這大大減少了運行時錯誤。
  3. 減少轉換: Go 的類型推斷和介面機制，減少了不必要的類型轉換。

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