Go语言的基本数据类型以及底层讲解-EW帮帮网

本章将系统讲解Go语言基础数据类型的核心知识体系。编程基础的重要构成，我们将重点剖析以下内容：

数据类型详解：深入解析数值型（整型/浮点型）、布尔型、字符型等基础类型的特性与使用规范
底层原理图解：通过内存结构示意图，直观展示各类型在计算机中的存储方式及运算机制
可视化教学特色：采用"一图胜千言"的讲解方式，每个核心知识点均配有对应的原理示意图和代码示例
拓展认知维度：在讲解语法规范的同时，延伸解析数据类型与计算机体系结构的关联性

注：变量与常量作为数据载体，本章将简要概述其基本概念，重点聚焦于类型本身的特性解析。通过本单元的学习，读者不仅能掌握Go语言的数据类型使用规范，更能建立起从代码到内存的立体认知框架

（如果感觉作者写的还不错，不妨点一个免费的关注和赞捏，我把语雀的原文展示出来，让大家更方便的观看go语言的基本数据类型）

一.变量和常量

1.1 变量

变量顾名思义就是一个可以改变的值，常见的变量类型有：整型，浮点型，布尔类型。

Go语言中的每一个变量都有自己的类型，必须经过声明才可以被使用。

回顾一下常见的声明方式

var 变量名 变量类型

eg：
var name string
var age int
var ok bool

var (
	name string
	age  int
	ok   bool
)

package main

import "fmt"
//全局变量
var global = 100

func main() {
    // 简短声明
	n := 10
	fmt.Println(n)
}

package main

import "fmt"

func foo() (int,int){
	return 10,10
}

func main() {
	a,_:= foo()
	_,b := foo()
	fmt.Println(a)
	fmt.Println(b)
}

注意：

对于简短声明，他是不可以在函数之外这样声明的
‘’_‘’多用于占位，表示忽略值
匿名变量不占用命名空间，并且不会被分配内存

1.2 常量

相对于变量，常量则是一成不变的值，只不过把var换成了const

常量的声明方式和变量基本一致，除了没有匿名常量之外。

在常量中涉及一个常量计数器（iota）看下它的使用吧

package main

import "fmt"

const (
	a1 = iota
	a2
	a3
	a4
)

func main() {
	fmt.Println("a1=", a1)
	fmt.Println("a2=", a2)
	fmt.Println("a3=", a3)
	fmt.Println("a4=", a4)
}

对于iota就会涉及一系列的问题3.有关数据类型的题目

二.数值类型

数值类型涉及int，float32和float64等等

2.1 整型

整型主要分为两大类型，按照长度分为int8，int16，int32，int64，对应无符号位的uint8，uint16，uint32，uint64。

其中uint8就是我们熟知的 byte 类型，int16对应C语言的 short 类型，int64对应 long 类型，还有int32表示 rune 类型

看一下它的范围：

有符号整数类型:

- int: 平台相关的有符号整数，大小与 uint 相同。
- int8: 8 位有符号整数，范围是 -128 到 127。
- int16: 16 位有符号整数，范围是 -32768 到 32767。
- int32: 32 位有符号整数，范围是 -2147483648 到 2147483647。
- int64: 64 位有符号整数，范围是 -9223372036854775808 到 9223372036854775807。

无符号整数类型:

- uint8: 8 位无符号整数，范围是 0 到 255。
- uint16: 16 位无符号整数，范围是 0 到 65535。
- uint32: 32 位无符号整数，范围是 0 到 4294967295。
- uint64: 64 位无符号整数，范围是 0 到 18446744073709551615。

当一个 uint 变量的值超过它所能表示的最大值时，就会发生溢出。

它的大小取决于操作系统的位数：

在 32 位系统上，uint 通常为 32 位（4 字节）。
在 64 位系统上，uint 通常为 64 位（8 字节）。

范围:

32 位系统：0 到 2^32 - 1（即 0 到 4294967295）。
64 位系统：0 到 2^64 - 1（即 0 到 18446744073709551615）。

说一下溢出原理：

范围: uint 类型的范围取决于系统的位数。在 32 位系统上，uint 的范围是 0 到 2^32 - 1（即 0 到 4294967295）；在 64 位系统上，范围是 0 到 2^64 - 1（即 0 到 18446744073709551615）。
溢出: 当你尝试将一个 uint 变量赋值为超出其最大值的数时，变量会回绕到 0。例如，如果你在 8 位的 uint 上加 1，结果会变成 0。

换句话说他最大大小只有255，但是你让他+1，就会超出他的范围，这个时候就被称为是uint的溢出

package main

import (
	"fmt"
)

func main() {
	var x uint8 = 255 // uint8 的最大值是 255
	x++
	fmt.Println(x) // 输出 0，因为发生了溢出
    是取余输出。
}

2.2 浮点型

go语言主要支持两种浮点型：float32和 float64

也可以通过常量定义。

打印的是和可以结合格式化命令来打印，%f

package main

import "fmt"

func main() {
	var a = 3.1415926
	fmt.Printf("%f",a)
}

看一下常见的格式：

2.3 复数

复数类型也有 complex64 和 complex128 两个类型

复数有实部和虚部，complex64的实部和虚部都为32位，另一个就是64位

package main

import "fmt"

func main() {
	var a complex64
	a = 1 + 2i
	fmt.Println(a)
}

注意：

这里的 i 前面必须有系数，哪怕是1也要加上

2.4 八进制和十六进制

Go语言里面无法直接定义二进制，但是可以定义八进制和十六进制

package main

import "fmt"

func main() {
	var a = 101
	fmt.Println(a)
	fmt.Printf("%b\n", a) // 转为二进制
	fmt.Printf("%o\n", a) // 转为八进制
	fmt.Printf("%x\n", a) // 转为十六进制

	// 八进制的定义
	b := 077
	fmt.Printf("%d\n", b)
	// 十六进制的定义
	c := 0x123
	fmt.Printf("%d\n", c)
}

三.布尔类型

Go语言中以bool声明布尔类型，布尔类型数据只有true和false两个值

布尔类型的默认值位false
Go语言不允许整型转化为布尔类型
布尔类型无法参与值运算

四.字符串

4.1 字符串的概念

Go语言中的字符串是以原生的数据类型出现，和上述的类型都一样。

Go语言里面的字符串实现都是使用的UTF-8编码

注意：go语言里面的字符串只能用双引号包裹，单引号是包裹字符

有关字符串的概念，都是老生常谈了，说一下转义字符和常见操作

看一下转义字符

接着看一下常见的字符串操作

除此之外还有很多比如大小写化，反引号包裹的字符串是怎么样的，等等，这些用的时候查一下即可。

4.2 深入字符串

在文章的开头曾说过byte和rune这两个类型是什么，这就来了，他们两个都是字符。

既然两者都是字符，那他们有什么区别呢？

首先要知道组成每个字符串的元素叫做“字符”，字符使用单引号包裹起来

var a := '中'
var b := 'x'

所以他们的区别到底是什么？

这主要涉及字符的编码，在最开始设置英文字母的时候是使用的ASCII，它是uint8类型，也就是byte类型，会发现它里面并没有中文，日文等等其他符合字符，也就是ASCII并没能收购所以的字符。

于是乎就出来了Unicode编码，rune类型就是用来表示这个编码，他的大小是三个字节，而不是1个，这里就会出现一个问题，当你用len去测量一个当有汉字的字符串，出来的结果和你想要得到的字符串长度他不一样。

如果你不知道rune占三个字节的话，就会很懵。

如果想要避免这个问题，你就需要把他转化为rune类型，再用len函数，就可以得到他的长度了

那字符串设置好了，它可以修改嘛？

实际上字符串是无法修改的，Go语言里面对字符串只支持读。

原因是字符串底层是由字节数组构成，且不支持直接修改其内容，这样做的目的是为了提高性能和安全性。

但是，我们可以通过转化为切片，从而实现对字符串的一个改变

字符串可以通过类型转换转换为字节切片：
    s := "Hello, World!"
    bytes := []byte(s)

字节切片也可以通过类型转换转换回字符串：
    str2 := string(bytes)

通过转化为字节切片，通过下标修改值之后，在转回string，就是实现了字符串的修改

转化的缺点

实际上在字符串和字节数组转化的过程，就是在string变成[]byte的过程，是开辟了一个新空间的，这样是十分浪费内存的。

package main

import "fmt"

func main() {
	s := "hello"
	b := []byte(s)

	// 打印底层数组地址
	fmt.Printf("字符串指针: %p\n", &s)     
	fmt.Printf("字节切片指针: %p\n", &b[0]) 
}

可以通过这一段代码进行一个验证

一般的处理转化，并不会消耗特别大的内存。

看一下两者是如何转化的

从 string 转换为 []byte：当你将 string 转换为 []byte 时，Go 会 创建一个新的字节切片。由于字符串是不可变的，因此 Go 会将字符串内容的字节值复制到新的字节切片中。这里的每个字符都会被转换为一个字节（或多个字节，对于多字节字符），而不是直接引用原始字符串数据。
从 []byte 转换为 string：当你将 []byte 转换为 string 时，Go 会 创建一个新的字符串。字符串是不可变的，因此需要复制字节切片的内容到一个新的内存区域，并按 UTF-8 编码解释每个字节，确保它符合字符串的格式。

也就是在转化的过程里面，都需要我们申请一个新的空间才可以实现转化。

补充：字节切片的常见操作

Go语言的bytes包提供了许多操作字节切片的便利函数，如bytes.Contains()、bytes.Compare()、bytes.Equal()、bytes.Trim()、bytes.Split()等。
这些函数可以用于检查字节切片是否包含某个子切片、比较两个字节切片的大小、判断两个字节切片是否相等、去除字节切片两端的指定字符、将字节切片按指定分隔符分割等。

最后呢看一下字节切片的遍历结果：

可以使用for range 的方法来遍历字节切片

下面案例中，i获取是下标，而b获取的则是ASCII值

%d就是数值，使用%c就可以打印出对应的结果

package main

import "fmt"

func main() {
	str := "hello world"
	bytes := []byte(str)
	for i, b := range bytes {
		fmt.Printf("bytes[%d]=%d\n", i, b)
	}
}

4.3 string的底层结构

在Go运行时源码(runtime/string.go)中，字符串的实际内存结构为：

type stringStruct struct {
    str unsafe.Pointer // 指向底层字节数组的指针
    len int           // 字符串字节长度
}

str指向底层的字节数组，这一块指向的空间是连续的。

为什么存这个len呢？

还记得c语言字符串最后的/0吗，用来分隔两个不同的字符串，没错，这个len的作用也是如此，不仅做到分隔，还记录这个string的字节数。

与切片不同，切片则多了一个cap，因为切片要实现动态扩容机制

type slice struct {
    array unsafe.Pointer // 底层数组指针
    len   int           // 当前长度
    cap   int           // 容量
}

到这里要涉及一个内存共享的机制：

package main

import (
	"unsafe"
)

func main() {
	s1 := "abcdefg"
	s2 := s1[:3] // 共享底层数组
	println(*(*uintptr)(unsafe.Pointer(&s1)))
	println(*(*uintptr)(unsafe.Pointer(&s2))) // 输出相同指针值
}

看到结果你会发现，他们俩共用了一个底层切片数组，这是一个浅拷贝，而不是深拷贝。

【【Golang】字符咋存？utf8咋编码？string啥结构？-哔哩哔哩】【Golang】字符咋存？utf8咋编码？string啥结构？_哔哩哔哩_bilibili

可以看这个视频帮助理解

Go语言的基本数据类型以及底层讲解