Go語(yǔ)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(shí)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(diǎn)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(shí)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(diǎn)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(gè)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(gè)類型。

以u開(kāi)頭的整數(shù)類型稱為無(wú)符號(hào)整數(shù)類型。 無(wú)符號(hào)整數(shù)類型的值都是非負(fù)的。 一個(gè)數(shù)值類型名稱中的數(shù)字表示每個(gè)這個(gè)類型的值將在內(nèi)存中占有多少二進(jìn)制位（以后簡(jiǎn)稱位）。二進(jìn)制位常稱為比特（bit）。 比如，一個(gè)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(gè)類型的所有值的尺寸都是相同的，所以一個(gè)值的尺寸也常稱為它的類型的尺寸。

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

uintptr、int以及uint類型的值的尺寸依賴于具體編譯器實(shí)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(gè)內(nèi)存地址。

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

在內(nèi)存中，所有的浮點(diǎn)數(shù)都使用IEEE-754格式存儲(chǔ)。

一個(gè)布爾值表示一個(gè)真假。在內(nèi)存中，一個(gè)布爾值只有兩種可能的狀態(tài)。 這兩種狀態(tài)使用兩個(gè)預(yù)聲明（或稱為內(nèi)置）的常量（false和true）來(lái)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(shuō)，一個(gè)字符串值表示一段文本。 在內(nèi)存中，一個(gè)字符串存儲(chǔ)為一個(gè)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(shí)。

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(gè)類型聲明的例子。 在這些例子中，type是一個(gè)關(guān)鍵字。

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

// 一些類型別名聲明
type boolean = bool // boolean和bool表示同一個(gè)類型
type Text = string  // Text和string表示同一個(gè)類型
type U8 = uint8     // U8、uint8和 byte表示同一個(gè)類型
type char = rune    // char、rune和int32表示同一個(gè)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(gè)float32是一個(gè)泛指，而第一個(gè)高亮的float32是一個(gè)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(shí)。

零值

每種類型都有一個(gè)零值。一個(gè)類型的零值可以看作是此類型的默認(rèn)值。

• 一個(gè)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(gè)字符串類型的零值是一個(gè)空字符串。

基本類型的字面量表示形式

一個(gè)值的字面形式稱為一個(gè)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(duì)應(yīng)）。一個(gè)值可能會(huì)有很多種字面量形式。

布爾值的字面量形式

Go白皮書沒(méi)有定義布爾類型值字面量形式。 我們可以將false和true這兩個(gè)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(shuō)，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(lái)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(jìn)制形式（decimal）、八進(jìn)制形式（octal）、十六進(jìn)制形式（hex）和二進(jìn)制形式（binary）。 比如，下面的三個(gè)字面量均表示十進(jìn)制的15：

0xF // 十六進(jìn)制表示（必須使用0x或者0X開(kāi)頭）
0XF

017 // 八進(jìn)制表示（必須使用0、0o或者0O開(kāi)頭）
0o17
0O17

0b1111 // 二進(jìn)制表示（必須使用0b或者0B開(kāi)頭）
0B1111

15  // 十進(jìn)制表示（必須不能用0開(kāi)頭）

（注意：二進(jìn)制形式和以0o或0O開(kāi)頭的八進(jìn)制形式從Go 1.13開(kāi)始才支持。）

下面的程序打印出兩個(gè)true。

package main

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

注意這里的==是一個(gè)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(diǎn)數(shù)類型值的字面量形式

一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的完整十進(jìn)制字面量形式可能包含一個(gè)十進(jìn)制整數(shù)部分、一個(gè)小數(shù)點(diǎn)、一個(gè)十進(jìn)制小數(shù)部分和一個(gè)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(gè)十進(jìn)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(gè)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(gè)可以帶符號(hào)的十進(jìn)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(kāi)始，Go也支持另一種浮點(diǎn)數(shù)字面量形式：十六進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)字面量。 在一個(gè)十六進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)字面量中，

• 一個(gè)十六進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)字面量必須以一個(gè)以2為底數(shù)的整數(shù)指數(shù)部分。 這樣的一個(gè)整數(shù)指數(shù)部分由字母p或者P帶一個(gè)十進(jìn)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(jìn)制字面量一樣，一個(gè)十六進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)字面量也必須使用0x或者0X開(kāi)頭。 和整數(shù)的十六進(jìn)制字面量不同的是，一個(gè)十六進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)字面量可以包括一個(gè)小數(shù)點(diǎn)和一個(gè)十六進(jìn)制小數(shù)部分。

一些合法的浮點(diǎn)數(shù)的十六進(jìn)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(gè)均是不合法的浮點(diǎn)數(shù)的十六進(jìn)制字面量。

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

注意：下面這個(gè)表示是合法的，但是它不是浮點(diǎn)數(shù)的十六進(jìn)制字面量。事實(shí)上，它是一個(gè)減法算術(shù)表達(dá)式。其中的e為是十進(jìn)制中的14，0x15e為一個(gè)整數(shù)十六進(jìn)制字面量，-2并不是此整數(shù)十六進(jìn)制字面量的一部分。 (算術(shù)運(yùn)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(dá)式)

浮點(diǎn)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(gè)虛部值的字面量形式由一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)字面量或者一個(gè)整數(shù)字面量和其后跟隨的一個(gè)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(gè)整數(shù)字面量，則其必須為并且總是被視為十進(jìn)制形式。 一些例子：

1.23i
1.i
.23i
123i
0123i   // == 123i（兼容性使然。見(jiàn)下）
1.23E2i // == 123i
1e-1i
011i   // == 11i（兼容性使然。見(jiàn)下）
00011i // == 11i（兼容性使然。見(jiàn)下）
// 下面這幾行從Go 1.13開(kāi)始才能編譯通過(guò)。
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(diǎn)數(shù)字面量。 為了兼容老的Go版本，從Go 1.13開(kāi)始，一些虛部字面量中表現(xiàn)為（不以0o和0O開(kāi)頭的）八進(jìn)制形式的整數(shù)字面量仍被視為浮點(diǎn)數(shù)字面量。 比如上例中的011i、0123i和00011i。

虛部字面量用來(lái)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(lái)增強(qiáng)可讀性

從Go 1.13開(kāi)始，下劃線_可以出現(xiàn)在整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)和虛部數(shù)字面量中，以用做分段符以增強(qiáng)可讀性。 但是要注意，在一個(gè)數(shù)值字面表示中，一個(gè)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(jìn)制的）數(shù)字字符或者進(jìn)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(gè)合法的八進(jìn)制數(shù)字
1_.5       // .不是一個(gè)合法的十進(jìn)制數(shù)字
1._5       // .不是一個(gè)合法的十進(jìn)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(gè)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(lái)表示。

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

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

'a' // 一個(gè)英文字符
'π'
'眾' // 一個(gè)中文字符

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

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

注意：\之后必須跟隨三個(gè)八進(jìn)制數(shù)字字符（0-7）表示一個(gè)byte值， \x之后必須跟隨兩個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字字符（0-9，a-f和A-F）表示一個(gè)byte值， \u之后必須跟隨四個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字字符表示一個(gè)rune值（此rune值的高四位都為0）， \U之后必須跟隨八個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字字符表示一個(gè)rune值。 這些八進(jìn)制和十六進(jìn)制的數(shù)字字符序列表示的整數(shù)必須是一個(gè)合法的Unicode碼點(diǎn)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(shí)上，在日常編程中，這四種rune字面量形式的變種很少用來(lái)表示rune值。 它們多用做字符串的雙引號(hào)字面量形式中的轉(zhuǎn)義字符（詳見(jiàn)下一小節(jié)）。

如果一個(gè)rune字面量中被單引號(hào)包起來(lái)的部分含有兩個(gè)字符， 并且第一個(gè)字符是\，第二個(gè)字符不是x、 u和U，那么這兩個(gè)字符將被轉(zhuǎn)義為一個(gè)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(yè)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(gè)反斜杠（backslash）
\'   (rune值：0x27) 一個(gè)單引號(hào)（single quote）

其中，\n在日常編程中用得最多。

一個(gè)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(lái)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(hào)風(fēng)格）。 另一種是直白字面表示（raw string literal，反引號(hào)風(fēng)格）。 下面的兩個(gè)字符串表示形式是等價(jià)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(hào)風(fēng)格）的字符串字面量中，每個(gè)\n將被轉(zhuǎn)義為一個(gè)換行符，每個(gè)\"將被轉(zhuǎn)義為一個(gè)雙引號(hào)字符。 雙引號(hào)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(gè)例外：雙引號(hào)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(kāi)頭的rune字面量（不包括兩個(gè)單引號(hào)）也可以出現(xiàn)在雙引號(hào)風(fēng)格的字符串字面量中。比如：

// 這幾個(gè)字符串字面量是等價(jià)的。
"\141\142\143"
"\x61\x62\x63"
"\x61b\x63"
"abc"

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

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

直白反引號(hào)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(gè)反引號(hào)，直白反引號(hào)風(fēng)格的字面表示中不能包含反引號(hào)。 為了跨平臺(tái)兼容性，直白反引號(hào)風(fēng)格的字面表示中的回車符（Unicode碼點(diǎn)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(gè)數(shù)值型的字面量只有在不需要舍入時(shí)，才能用來(lái)表示一個(gè)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(gè)數(shù)值型的字面量用來(lái)表示一個(gè)非整數(shù)基本類型的值時(shí)，舍入（或者精度丟失）是允許的。

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

下表是一些例子：

注意幾個(gè)溢出的例子：

• 字面量0x10000000000000000需要65個(gè)比特才能表示，所以在運(yùn)行時(shí)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(lái)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(lái)表示非整數(shù)基本數(shù)值類型的時(shí)候，精度丟失是允許的（但溢出是不允許的）。