Go語言 基本類型和它們的字面量表示

類型（type）可以被看作是值（value）的模板，值可以被看作是類型的實例。 這篇文章將介紹內(nèi)置（或稱為預(yù)聲明的）基本類型和它們字面量的表示形式。 本篇文章不介紹組合類型。

基本內(nèi)置類型

Go支持如下內(nèi)置基本類型：

• 一種內(nèi)置布爾類型：bool。
• 11種內(nèi)置整數(shù)類型：int8、uint8、int16、uint16、int32、uint32、int64、uint64、int、uint和uintptr。
• 兩種內(nèi)置浮點數(shù)類型：float32和float64。
• 兩種內(nèi)置復(fù)數(shù)類型：complex64和complex128。
• 一種內(nèi)置字符串類型：string。

內(nèi)置類型也稱為預(yù)聲明類型。

這17種內(nèi)置基本類型（type）各自屬于一種Go中的類型種類（kind）。 盡管所有的內(nèi)置基本類型的名稱都是非導(dǎo)出標(biāo)識符， 我們可以不用引入任何代碼包而直接使用這些類型。

除了bool和string類型，其它的15種內(nèi)置基本類型都稱為數(shù)值類型（整型、浮點數(shù)型和復(fù)數(shù)型）。

Go中有兩種內(nèi)置類型別名（type alias）：

• byte是uint8的內(nèi)置別名。 我們可以將byte和uint8看作是同一個類型。
• rune是int32的內(nèi)置別名。 我們可以將rune和int32看作是同一個類型。

以u開頭的整數(shù)類型稱為無符號整數(shù)類型。 無符號整數(shù)類型的值都是非負(fù)的。 一個數(shù)值類型名稱中的數(shù)字表示每個這個類型的值將在內(nèi)存中占有多少二進制位（以后簡稱位）。二進制位常稱為比特（bit）。 比如，一個uint8的值將占有8位。 我們稱uint8類型的值的尺寸是8位。 因此，最大的uint8值是255（2⁸-1）， 最大的int8值是127（2⁷-1）， 最小的int8值是-128（-2⁷）。

任一個類型的所有值的尺寸都是相同的，所以一個值的尺寸也常稱為它的類型的尺寸。

更多的時候，我們使用字節(jié)（byte）做為值尺寸的度量單位。 一個字節(jié)相當(dāng)于8個比特。所以uint32類型的尺寸為4，即每個uint32值占用4個字節(jié)。

uintptr、int以及uint類型的值的尺寸依賴于具體編譯器實現(xiàn)。 通常地，在64位的架構(gòu)上，int和uint類型的值是64位的；在32位的架構(gòu)上，它們是32位的。 編譯器必須保證uintptr類型的值的尺寸能夠存下任意一個內(nèi)存地址。

一個complex64復(fù)數(shù)值的實部和虛部都是float32類型的值。 一個complex128復(fù)數(shù)值的實部和虛部都是float64類型的值。

在內(nèi)存中，所有的浮點數(shù)都使用IEEE-754格式存儲。

一個布爾值表示一個真假。在內(nèi)存中，一個布爾值只有兩種可能的狀態(tài)。 這兩種狀態(tài)使用兩個預(yù)聲明（或稱為內(nèi)置）的常量（false和true）來表示。 關(guān)于常量聲明，下一篇文章將做詳細(xì)解釋。

從邏輯上說，一個字符串值表示一段文本。 在內(nèi)存中，一個字符串存儲為一個字節(jié)（byte）序列。 此字節(jié)序列體現(xiàn)了此字符串所表示的文本的UTF-8編碼形式。 我們可以從Go中的字符串一文中獲取更多關(guān)于字符串的知識。

盡管布爾和字符串類型分類各自只有一種內(nèi)置類型， 我們可以聲明定義更多自定義布爾和字符串類型。 所以，Go代碼中可以出現(xiàn)很多布爾和字符串類型（數(shù)值類型也同樣）。 下面是一個類型聲明的例子。 在這些例子中，type是一個關(guān)鍵字。

// 一些類型定義聲明
type status bool     // status和bool是兩個不同的類型
type MyString string // MyString和string是兩個不同的類型
type Id uint64       // Id和uint64是兩個不同的類型
type real float32    // real和float32是兩個不同的類型

// 一些類型別名聲明
type boolean = bool // boolean和bool表示同一個類型
type Text = string  // Text和string表示同一個類型
type U8 = uint8     // U8、uint8和 byte表示同一個類型
type char = rune    // char、rune和int32表示同一個類型

我們將上面定義的real類型和內(nèi)置類型float32都稱為float32類型 （注意這里的第二個float32是一個泛指，而第一個高亮的float32是一個特指）。 同樣地，MyString和string都被稱為字符串（string）類型，status和bool都被稱為布爾（bool）類型。

我們將在Go類型系統(tǒng)概述一文中學(xué)習(xí)到更多關(guān)于自定義類型的知識。

零值

每種類型都有一個零值。一個類型的零值可以看作是此類型的默認(rèn)值。

• 一個布爾類型的零值表示真假中的假。
• 數(shù)值類型的零值都是零（但是不同類型的零在內(nèi)存中占用的空間可能不同）。
• 一個字符串類型的零值是一個空字符串。

基本類型的字面量表示形式

一個值的字面形式稱為一個字面量，它表示此值在代碼中文字體現(xiàn)形式（和內(nèi)存中的表現(xiàn)形式相對應(yīng)）。一個值可能會有很多種字面量形式。

布爾值的字面量形式

Go白皮書沒有定義布爾類型值字面量形式。 我們可以將false和true這兩個預(yù)聲明的具名常量當(dāng)作布爾類型的字面量形式。 但是，我們應(yīng)該知道，從嚴(yán)格意義上說，它們不屬于字面量。具名常量聲明將在下一篇文章中介紹和詳細(xì)解釋。

布爾類型的零值可以使用預(yù)聲明的false來表示。

整數(shù)類型值的字面量形式

整數(shù)類型值有四種字面量形式：十進制形式（decimal）、八進制形式（octal）、十六進制形式（hex）和二進制形式（binary）。 比如，下面的三個字面量均表示十進制的15：

0xF // 十六進制表示（必須使用0x或者0X開頭）
0XF

017 // 八進制表示（必須使用0、0o或者0O開頭）
0o17
0O17

0b1111 // 二進制表示（必須使用0b或者0B開頭）
0B1111

15  // 十進制表示（必須不能用0開頭）

（注意：二進制形式和以0o或0O開頭的八進制形式從Go 1.13開始才支持。）

下面的程序打印出兩個true。

package main

func main() {
	println(15 == 017) // true
	println(15 == 0xF) // true
}

注意這里的==是一個等于比較操作符。 操作符將在后續(xù)的文章常用操作符一文中詳細(xì)解釋。

整數(shù)類型的零值的字面量一般使用0表示。 當(dāng)然，00和0x0等也是合法的整數(shù)類型零值的字面量形式。

浮點數(shù)類型值的字面量形式

一個浮點數(shù)的完整十進制字面量形式可能包含一個十進制整數(shù)部分、一個小數(shù)點、一個十進制小數(shù)部分和一個以10為底數(shù)的整數(shù)指數(shù)部分。 整數(shù)指數(shù)部分由字母e或者E帶一個十進制的整數(shù)字面量組成（xEn表示x乘以10n的意思，而xE-n表示x除以10n的意思）。 常常地，某些部分可以根據(jù)情況省略掉。一些例子：

1.23
01.23 // == 1.23
.23
1.
// 一個e或者E隨后的數(shù)值是指數(shù)值（底數(shù)為10）。
// 指數(shù)值必須為一個可以帶符號的十進制整數(shù)字面量。
1.23e2  // == 123.0
123E2   // == 12300.0
123.E+2 // == 12300.0
1e-1    // == 0.1
.1e0    // == 0.1
0010e-2 // == 0.1
0e+5    // == 0.0

從Go 1.13開始，Go也支持另一種浮點數(shù)字面量形式：十六進制浮點數(shù)字面量。 在一個十六進制浮點數(shù)字面量中，

• 一個十六進制浮點數(shù)字面量必須以一個以2為底數(shù)的整數(shù)指數(shù)部分。 這樣的一個整數(shù)指數(shù)部分由字母p或者P帶一個十進制的整數(shù)字面量組成（yPn表示y乘以2n的意思，而yP-n表示y除以2n的意思）。
• 和整數(shù)的十六進制字面量一樣，一個十六進制浮點數(shù)字面量也必須使用0x或者0X開頭。 和整數(shù)的十六進制字面量不同的是，一個十六進制浮點數(shù)字面量可以包括一個小數(shù)點和一個十六進制小數(shù)部分。

一些合法的浮點數(shù)的十六進制字面量例子：

0x1p-2     // == 1.0/4 = 0.25
0x2.p10    // == 2.0 * 1024 == 2048.0
0x1.Fp+0   // == 1+15.0/16 == 1.9375
0X.8p1     // == 8.0/16 * 2 == 1.0
0X1FFFP-16 // == 0.1249847412109375

而下面這幾個均是不合法的浮點數(shù)的十六進制字面量。

0x.p1    // 整數(shù)部分表示必須包含至少一個數(shù)字
1p-2     // p指數(shù)形式只能出現(xiàn)在浮點數(shù)的十六進制字面量中
0x1.5e-2 // e和E不能出現(xiàn)在十六進制浮點數(shù)字面量的指數(shù)部分中

注意：下面這個表示是合法的，但是它不是浮點數(shù)的十六進制字面量。事實上，它是一個減法算術(shù)表達式。其中的e為是十進制中的14，0x15e為一個整數(shù)十六進制字面量，-2并不是此整數(shù)十六進制字面量的一部分。 (算術(shù)運算將在后續(xù)的文章常用操作符一文中詳細(xì)介紹。)

0x15e-2 // == 0x15e - 2 (整數(shù)相減表達式)

浮點類型的零值的標(biāo)準(zhǔn)字面量形式為0.0。 當(dāng)然其它很多形式也是合法的，比如0.、.0、0e0和0x0p0等。

虛部字面量形式

一個虛部值的字面量形式由一個浮點數(shù)字面量或者一個整數(shù)字面量和其后跟隨的一個小寫的字母i組成。 在Go 1.13之前，如果虛部中i前的部分為一個整數(shù)字面量，則其必須為并且總是被視為十進制形式。 一些例子：

1.23i
1.i
.23i
123i
0123i   // == 123i（兼容性使然。見下）
1.23E2i // == 123i
1e-1i
011i   // == 11i（兼容性使然。見下）
00011i // == 11i（兼容性使然。見下）
// 下面這幾行從Go 1.13開始才能編譯通過。
0o11i    // == 9i
0x11i    // == 17i
0b11i    // == 3i
0X.8p-0i // == 0.5i

注意：在Go 1.13之前，虛部字面量中字母i前的部分只能為浮點數(shù)字面量。 為了兼容老的Go版本，從Go 1.13開始，一些虛部字面量中表現(xiàn)為（不以0o和0O開頭的）八進制形式的整數(shù)字面量仍被視為浮點數(shù)字面量。 比如上例中的011i、0123i和00011i。

虛部字面量用來表示復(fù)數(shù)的虛部。下面是一些復(fù)數(shù)值的字面量形式：

1 + 2i       // == 1.0 + 2.0i
1. - .1i     // == 1.0 + -0.1i
1.23i - 7.89 // == -7.89 + 1.23i
1.23i        // == 0.0 + 1.23i

復(fù)數(shù)零值的標(biāo)準(zhǔn)字面表示為0.0+0.0i。 當(dāng)然0i、.0i、0+0i等表示也是合法的。

數(shù)值字面表示中使用下劃線分段來增強可讀性

從Go 1.13開始，下劃線_可以出現(xiàn)在整數(shù)、浮點數(shù)和虛部數(shù)字面量中，以用做分段符以增強可讀性。 但是要注意，在一個數(shù)值字面表示中，一個下劃線_不能出現(xiàn)在此字面表示的首尾，并且其兩側(cè)的字符必須為（相應(yīng)進制的）數(shù)字字符或者進制表示頭。

一些合法和不合法使用下劃線的例子：

// 合法的使用下劃線的例子
6_9          // == 69
0_33_77_22   // == 0337722
0x_Bad_Face  // == 0xBadFace
0X_1F_FFP-16 // == 0X1FFFP-16
0b1011_0111 + 0xA_B.Fp2i

// 非法的使用下劃線的例子
_69        // 下劃線不能出現(xiàn)在首尾
69_        // 下劃線不能出現(xiàn)在首尾
6__9       // 下劃線不能相連
0_xBadFace // x不是一個合法的八進制數(shù)字
1_.5       // .不是一個合法的十進制數(shù)字
1._5       // .不是一個合法的十進制數(shù)字

rune值的字面量形式

上面已經(jīng)提到，rune類型是int32類型的別名。 因此，rune類型（泛指）是特殊的整數(shù)類型。 一個rune值可以用上面已經(jīng)介紹的整數(shù)類型的字面量形式表示。 另一方面，很多各種整數(shù)類型的值也可以用本小節(jié)介紹的rune字面量形式來表示。

在Go中，一個rune值表示一個Unicode碼點。 一般說來，我們可以將一個Unicode碼點看作是一個Unicode字符。 但是，我們也應(yīng)該知道，有些Unicode字符由多個Unicode碼點組成。 每個英文或中文Unicode字符值含有一個Unicode碼點。

一個rune字面量由若干包在一對單引號中的字符組成。 包在單引號中的字符序列表示一個Unicode碼點值。 rune字面量形式有幾個變種，其中最常用的一種變種是將一個rune值對應(yīng)的Unicode字符直接包在一對單引號中。比如：

'a' // 一個英文字符
'π'
'眾' // 一個中文字符

下面這些rune字面量形式的變種和'a'是等價的 （字符a的Unicode值是97）。

'\141'   // 141是97的八進制表示
'\x61'   // 61是97的十六進制表示
'\u0061'
'\U00000061'

注意：\之后必須跟隨三個八進制數(shù)字字符（0-7）表示一個byte值， \x之后必須跟隨兩個十六進制數(shù)字字符（0-9，a-f和A-F）表示一個byte值， \u之后必須跟隨四個十六進制數(shù)字字符表示一個rune值（此rune值的高四位都為0）， \U之后必須跟隨八個十六進制數(shù)字字符表示一個rune值。 這些八進制和十六進制的數(shù)字字符序列表示的整數(shù)必須是一個合法的Unicode碼點值，否則編譯將失敗。

下面這些println函數(shù)調(diào)用都將打印出true。

package main

func main() {
	println('a' == 97)
	println('a' == '\141')
	println('a' == '\x61')
	println('a' == '\u0061')
	println('a' == '\U00000061')
	println(0x61 == '\x61')
	println('\u4f17' == '眾')
}

事實上，在日常編程中，這四種rune字面量形式的變種很少用來表示rune值。 它們多用做字符串的雙引號字面量形式中的轉(zhuǎn)義字符（詳見下一小節(jié)）。

如果一個rune字面量中被單引號包起來的部分含有兩個字符， 并且第一個字符是\，第二個字符不是x、 u和U，那么這兩個字符將被轉(zhuǎn)義為一個特殊字符。 目前支持的轉(zhuǎn)義組合為：

\a   (rune值：0x07) 鈴聲字符
\b   (rune值：0x08) 退格字符（backspace）
\f   (rune值：0x0C) 換頁符（form feed）
\n   (rune值：0x0A) 換行符（line feed or newline）
\r   (rune值：0x0D) 回車符（carriage return）
\t   (rune值：0x09) 水平制表符（horizontal tab）
\v   (rune值：0x0b) 豎直制表符（vertical tab）
\\   (rune值：0x5c) 一個反斜杠（backslash）
\'   (rune值：0x27) 一個單引號（single quote）

其中，\n在日常編程中用得最多。

一個例子：

	println('\n') // 10
	println('\r') // 13
	println('\'') // 39

	println('\n' == 10)     // true
	println('\n' == '\x0A') // true

rune類型的零值常用 '\000'、'\x00'或'\u0000'等來表示。

字符串值的字面量形式

在Go中，字符串值是UTF-8編碼的， 甚至所有的Go源代碼都必須是UTF-8編碼的。

Go字符串的字面量形式有兩種。 一種是解釋型字面表示（interpreted string literal，雙引號風(fēng)格）。 另一種是直白字面表示（raw string literal，反引號風(fēng)格）。 下面的兩個字符串表示形式是等價的：

// 解釋形式
"Hello\nworld!\n\"你好世界\""

// 直白形式
`Hello
world!
"你好世界"`

在上面的解釋形式（雙引號風(fēng)格）的字符串字面量中，每個\n將被轉(zhuǎn)義為一個換行符，每個\"將被轉(zhuǎn)義為一個雙引號字符。 雙引號風(fēng)格的字符串字面量中支持的轉(zhuǎn)義字符和rune字面量基本一致，除了一個例外：雙引號風(fēng)格的字符串字面量中支持\"轉(zhuǎn)義，但不支持\'轉(zhuǎn)義；而rune字面量則剛好相反。

以\、\x、\u和\U開頭的rune字面量（不包括兩個單引號）也可以出現(xiàn)在雙引號風(fēng)格的字符串字面量中。比如：

// 這幾個字符串字面量是等價的。
"\141\142\143"
"\x61\x62\x63"
"\x61b\x63"
"abc"

// 這幾個字符串字面量是等價的。
"\u4f17\xe4\xba\xba"
      // “眾”的Unicode值為4f17，它的UTF-8
      // 編碼為三個字節(jié)：0xe4 0xbc 0x97。
"\xe4\xbc\x97\u4eba"
      // “人”的Unicode值為4eba，它的UTF-8
      // 編碼為三個字節(jié)：0xe4 0xba 0xba。
"\xe4\xbc\x97\xe4\xba\xba"
"眾人"

在UTF-8編碼中，一個Unicode碼點（rune）可能由1到4個字節(jié)組成。 每個英文字母的UTF-8編碼只需要一個字節(jié)；每個中文字符的UTF-8編碼需要三個字節(jié)。

直白反引號風(fēng)格的字面表示中是不支持轉(zhuǎn)義字符的。 除了首尾兩個反引號，直白反引號風(fēng)格的字面表示中不能包含反引號。 為了跨平臺兼容性，直白反引號風(fēng)格的字面表示中的回車符（Unicode碼點為0x0D） 將被忽略掉。

字符串類型的零值在代碼里用 ""或``表示。

基本數(shù)值類型字面量的適用范圍

一個數(shù)值型的字面量只有在不需要舍入時，才能用來表示一個整數(shù)基本類型的值。 比如，1.0可以表示任何基本整數(shù)類型的值，但1.01卻不可以。 當(dāng)一個數(shù)值型的字面量用來表示一個非整數(shù)基本類型的值時，舍入（或者精度丟失）是允許的。

每種數(shù)值類型有一個能夠表示的數(shù)值范圍。 如果一個字面量超出了一個類型能夠表示的數(shù)值范圍（溢出），則在編譯時刻，此字面量不能用來表示此類型的值。

下表是一些例子：

注意幾個溢出的例子：

• 字面量0x10000000000000000需要65個比特才能表示，所以在運行時刻，任何基本整數(shù)類型都不能精確表示此字面量。
• 在IEEE-754標(biāo)準(zhǔn)中，最大的可以精確表示的float32類型數(shù)值為3.40282346638528859811704183484516925440e+38，所以3.5e38不能表示任何float32和complex64類型的值。
• 在IEEE-754標(biāo)準(zhǔn)中，最大的可以精確表示的float64類型數(shù)值為1.797693134862315708145274237317043567981e+308，因此2e+308不能表示任何基本數(shù)值類型的值。
• 盡管0x10000000000000000可以用來表示float32類型的值，但是它不能被任何float32類型的值所精確表示。上面已經(jīng)提到了，當(dāng)使用字面量來表示非整數(shù)基本數(shù)值類型的時候，精度丟失是允許的（但溢出是不允許的）。