【Go语言圣经2.5】

目标

了解类型界说不仅告诉编译器怎样在内存中存储和处置惩罚数据，还对步伐计划产生深远影响：

• 内存结构：类型决定了变量的底层存储（好比占用多少字节、内存布局等）。
  
• 操作符与方法集：类型决定了哪些内置运算符适用于它，以及可否为该类型界说方法，从而扩展它的行为。
  
• 语义区分：通过界说新类型，纵然它们的底层类型雷同，也能明确区分不同概念，制止混用（例如温度单位、索引、文件描述符等）。
  
• 可读性与安全性：使用定名类型可以让代码语义更明确，从而低落出错的风险。
  

概念

• 每个变量或表达式都有一个类型，类型描述了值的属性，如数据占用的内存巨细、内部结构、支持哪些操作以及关联的方法集等。
  
• 一个 int 类型的变量可能用于表现索引、时间戳或月份；一个 float64 类型的变量可能表现速率或温度。只管底层都是数字，但语义上却截然不同。
  
• 内存与数据表现：每个数据类型在内存中的表现方式（如整数占用 32 位或 64 位）由其底层类型决定。定名类型会沿用雷同的存储方式，但在类型体系中赋予它新的含义。
  
• 方法与吸收者
  
  
  
  • **方法的界说：**在 Go 中，可以为任意定名类型界说方法，使得该类型的值具有特定行为（如格式化输出）。
    
  • 调用示例：fmt.Printf 等函数会自动调用类型的 String 方法，从而定制输出格式。
    
  • 静态分派：fmt.Printf 等函数会自动调用类型的 String 方法，从而定制输出格式。
    
  
  

要点

类型声明语句

1. type 新类型名称 底层类型

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这条语句创建一个新的类型名称，其底层结构与现有类型雷同，但在类型体系中被以为是不同的。例如：

1. type Celsius float64    // 摄氏温度类型
2. type Fahrenheit float64 // 华氏温度类型

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纵然 Celsius 和 Fahrenheit 都基于 float64，它们是两个不同的类型，防止你无意中混用不同温度单位的数据。

• 定名规则与导出
  
  
  
  • 假如新类型名称的首字符大写，则表现该类型对包外可见（导出）。
    
  • Go 语言中关于 Unicode 字母的规则也使得中文定名默认不能导出（Go 1 的规则），但在将来的 Go 2 中可能会调解。
    
  
  
• 用途
  
  
  
  • 语义区分：通过界说不同的定名类型（纵然底层雷同）可以让步伐更安全，不会将代表不同概念的值误用在一起。
    
  • 简化代码：对于复杂或冗长的类型，用一个简单的名称可以使代码更清楚易读。
    
  
  

类型转换操作

• 操作形式
  类型转换写作 T(x)，它不会改变 x 的实际值，只是将它“贴上”新的类型标签
  
  1. var f Fahrenheit = CToF(BoilingC)
  2. fmt.Println(Celsius(f)) // 将 f 转换为 Celsius 类型

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  • 限制：只有当两个类型的底层类型完全雷同时，大概都是指向雷同底层结构的指针时，才能举行转换。
    
  
  
• 作用
  通过类型转换，可以将同样底层数据但语义不同的值显式转换，使得运算和比较变得类型安全。例如
  
  1. var c Celsius
  2. var f Fahrenheit
  3. // c == f // 编译错误：类型不匹配
  4. fmt.Println(c == Celsius(f)) // 显式转换后可以比较

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类型与方法

• 方法集
  定名类型不仅是一个新的数据类型，还可以为该类型界说方法，这使得它拥有特定的行为。
  
  1. func (c Celsius) String() string {
  2.     return fmt.Sprintf("%g°C", c)
  3. }

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  这段代码为 Celsius 类型界说了一个 String 方法，在调用 fmt.Printf 时会自动调用该方法来格式化输出。（由于 fmt 包会自动调用 String 方法）（详细一点说：当一个类型实现了 String() string 方法后，它就满足了 fmt 包界说的 Stringer 接口。fmt 包在格式化输出时，会检查传入的值是否实现了该接口，假如实现了，就自动调用 String() 方法来获取该值的字符串表现。）
  
  1. c := FToC(212.0)
  2. fmt.Println(c.String()) // 输出 "100°C"
  3. fmt.Printf("%v\n", c)   // 也输出 "100°C"，因为 fmt 包会自动调用 String 方法

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  为类型界说方法不仅增长了代码的可读性，也让类型更具语义。
  

怎样界说 Celsius 与 Fahrenheit 两个定名类型及它们之间的转换和方法

1. // Package tempconv performs Celsius and Fahrenheit temperature computations.
2. package tempconv
4. import "fmt"
6. type Celsius float64    // 定义摄氏温度类型
7. type Fahrenheit float64 // 定义华氏温度类型
9. // 常量声明
10. const (
11.     AbsoluteZeroC Celsius = -273.15 // 绝对零度（摄氏）
12.     FreezingC     Celsius = 0       // 冰点（摄氏）
13.     BoilingC      Celsius = 100     // 沸点（摄氏）
14. )
16. // CToF 将摄氏温度转换为华氏温度
17. func CToF(c Celsius) Fahrenheit {
18.     return Fahrenheit(c*9/5 + 32)
19. }
21. // FToC 将华氏温度转换为摄氏温度
22. func FToC(f Fahrenheit) Celsius {
23.     return Celsius((f - 32) * 5 / 9)
24. }
26. // Celsius 的 String 方法，使其输出更友好
27. func (c Celsius) String() string {
28.     return fmt.Sprintf("%g°C", c)
29. }

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• Celsius 类型的 String 方法为其提供了定制格式，当使用 fmt 包打印时，会自动调用此方法。
  

类型比较与运算

• 支持内置运算符
  由于 Celsius 和 Fahrenheit 的底层类型都是 float64，所以它们可以使用底层类型的算术和比较运算符。例如：
  
  2. fmt.Printf("%g\n", BoilingC-FreezingC) // 输出 "100"
  3. boilingF := CToF(BoilingC)
  4. fmt.Printf("%g\n", boilingF-CToF(FreezingC)) // 输出 "180"

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  留意，直接将 Fahrenheit 与 Celsius 举行运算会导致编译错误，由于它们是不同的定名类型。
  
• 比较运算
  只有雷同类型之间才能举行直接比较：
  
  1. var c Celsius
  2. var f Fahrenheit
  3. fmt.Println(c == 0)          // "true"，0 会被视为 Celsius 类型的零值
  4. fmt.Println(f >= 0)          // "true"，同理，0 对于 Fahrenheit 也是零值
  5. // fmt.Println(c == f)       // 编译错误：类型不匹配
  6. fmt.Println(c == Celsius(f)) // 正确：通过类型转换后比较

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总结

• 类型界说描述了变量的内存表现、支持的运算符和方法集，同时区分不同的语义。
  
• 将不同的概念界说为不同的定名类型，纵然它们底层雷同，也能在编译期防止错误的混用。（例如，不警惕将温度与文件描述符混用可能引发错误，通过界说不同类型就可以制止这种情况。）
  
• 类型转换 T(x) 只改变 x 的类型标签而不改变底层数据。转换要求两个类型有雷同的底层类型或兼容的结构。
  
• 方法与类型行为：为定名类型界说方法（如 String 方法），使得在打印和其它操作时可以自动调用，加强了类型的体现力。
  
• 新类型继承了底层类型的算术与比较操作，但必须保证操作数类型一致。
  

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