第03章 - 基础语法与数据类型

本章系统讲解 Go 的基础语法元素：变量、常量、基本数据类型、运算符以及类型转换，这是编写任何 Go 程序的根基。

3.1 程序结构与包

每个 Go 源文件都以 package 声明开头，表明它属于哪个包。同一目录下的所有文件必须属于同一个包。

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    fmt.Println(math.Pi)
}

• 多个导入可以用括号分组书写。
• 导入的包如果没有被使用，会导致编译错误——这是 Go 强制简洁的体现。
• 同样，声明但未使用的局部变量也会导致编译失败。

3.2 变量声明

3.2.1 标准声明

使用 var 关键字声明变量：

var name string = "Go"
var age int = 15
var isStable bool = true

3.2.2 类型推断

如果提供了初始值，可以省略类型，由编译器自动推断：

var name = "Go"      // 推断为 string
var age = 15         // 推断为 int

3.2.3 短变量声明

在函数内部，最常用的是 := 短变量声明，它同时完成声明和初始化：

func main() {
    name := "Go"
    age := 15
    pi := 3.14
}

注意：:= 只能在函数内部使用，不能用于包级别变量声明。

3.2.4 批量声明

var (
    host string = "localhost"
    port int    = 8080
    debug bool  = false
)

3.2.5 零值

Go 中所有变量在声明时若未显式初始化，都会被赋予该类型的零值，绝不会是未定义的随机值：

类型	零值
数值类型（int、float 等）	0
布尔类型	false
字符串	""（空字符串）
指针、切片、map、channel、函数、接口	nil

var i int       // 0
var f float64   // 0.0
var s string    // ""
var b bool      // false
var p *int      // nil

3.3 常量

常量使用 const 声明，其值在编译期确定，不可修改：

const Pi = 3.14159
const (
    StatusOK = 200
    StatusNotFound = 404
)

3.3.1 iota 枚举

iota 是 Go 的常量计数器，在 const 块中从 0 开始，每行自增 1，常用于定义枚举：

const (
    Sunday = iota // 0
    Monday        // 1
    Tuesday       // 2
    Wednesday     // 3
    Thursday      // 4
    Friday        // 5
    Saturday      // 6
)

利用 iota 还能定义带计算的枚举，例如表示存储单位：

const (
    _  = iota             // 忽略 0
    KB = 1 << (10 * iota) // 1 << 10 = 1024
    MB                    // 1 << 20
    GB                    // 1 << 30
    TB                    // 1 << 40
)

3.4 基本数据类型

3.4.1 整型

Go 提供了丰富的整型，分为有符号和无符号两类：

类型	位数	范围说明
int8 / uint8	8	uint8 即 byte
int16 / uint16	16
int32 / uint32	32	int32 即 rune
int64 / uint64	64
int / uint	平台相关	32 位系统为 32 位，64 位系统为 64 位
uintptr	平台相关	存放指针的整数

建议：除非有特殊需求（如二进制协议、性能优化），整数一律使用 int。

3.4.2 浮点型

• float32：单精度，约 7 位有效数字。
• float64：双精度，约 15 位有效数字，是默认和推荐的浮点类型。

var pi float64 = 3.141592653589793

由于浮点数存在精度问题，比较两个浮点数是否相等时应判断差值是否小于一个极小值，而非直接用 ==。

3.4.3 复数

Go 原生支持复数类型 complex64 和 complex128：

c := complex(3, 4) // 3+4i
fmt.Println(real(c), imag(c)) // 3 4

3.4.4 布尔型

bool 类型只有 true 和 false 两个值。注意 Go 中布尔值不能与整数互相转换。

3.4.5 字符串

字符串是不可变的字节序列，底层使用 UTF-8 编码：

s := "Hello, 世界"
fmt.Println(len(s))        // 13（字节数，中文每个占 3 字节）
fmt.Println(s[0])         // 72（byte 值）

• 双引号字符串支持转义字符（\n、\t 等）。
• 反引号（`）定义原始字符串，不转义，可跨行，常用于正则表达式或多行文本：

raw := `第一行
第二行	带制表符
路径: C:\Users`

3.4.6 byte 与 rune

• byte 是 uint8 的别名，表示一个字节。
• rune 是 int32 的别名，表示一个 Unicode 码点（字符）。

遍历字符串时，使用 range 会按 rune（字符）迭代，正确处理多字节字符：

for i, r := range "Go语言" {
    fmt.Printf("索引 %d: 字符 %c (码点 %d)\n", i, r, r)
}

3.5 运算符

3.5.1 算术运算符

+、-、*、/、%（取余）。注意整数相除会舍弃小数部分。

3.5.2 比较运算符

==、!=、<、<=、>、>=，返回布尔值。

3.5.3 逻辑运算符

&&（与）、||（或）、!（非）。&& 和 || 具有短路求值特性。

3.5.4 位运算符

&（与）、|（或）、^（异或/按位取反）、<<（左移）、>>（右移）、&^（位清除）。

a, b := 12, 10
fmt.Println(a & b)  // 8
fmt.Println(a | b)  // 14
fmt.Println(a ^ b)  // 6
fmt.Println(a << 1) // 24

Go 没有 ++a 或 a++ 作为表达式，a++ 和 a-- 只能作为独立语句使用，且没有前置形式。

3.6 类型转换

Go 是强类型语言，不存在隐式类型转换，所有类型转换都必须显式进行：

var i int = 100
var f float64 = float64(i)   // int -> float64
var u uint = uint(f)         // float64 -> uint

// 字符串与数字之间需要使用 strconv 包，不能直接转换
import "strconv"
s := strconv.Itoa(100)         // int -> string "100"
n, err := strconv.Atoi("100")  // string -> int

常见误区：string(65) 不会得到 "65"，而是得到字符 "A"（码点 65 对应的字符）。字符串与数字的转换必须使用 strconv 包。

3.7 fmt 格式化输出

fmt 包是最常用的输出工具，常用动词如下：

动词	含义
%v	默认格式输出值
%+v	输出结构体时带字段名
%#v	Go 语法表示
%T	输出值的类型
%d	十进制整数
%f	浮点数
%s	字符串
%q	带引号的字符串
%t	布尔值
%p	指针地址
%x	十六进制

name, age := "Go", 15
fmt.Printf("%s 已经 %d 岁了\n", name, age)
fmt.Printf("类型: %T, 值: %v\n", age, age)

3.8 本章小结

本章覆盖了 Go 的基础语法核心：变量与常量声明、iota 枚举、基本数据类型（整型、浮点、字符串、byte/rune）、运算符以及显式类型转换。Go 强调简洁与显式——未使用的变量和导入会报错，没有隐式类型转换，这些设计使代码更安全、更易读。

下一章我们将学习流程控制语句与函数。