从零学习 Go 语言(03):数据类型之整型与浮点型

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Hi,大家好呀,我是一个刚学习 Go 语言不久的新手,在入门 Golang 的这段时间里,我写了很多详细的学习笔记,很适合新手学习噢。这些文章已经发布在我的个人微信公众号里:《Go编程时光》里,今天开始将文章内容搬运到这里,希望有更多的人看到,给更的人带来帮助,但是这里文章会相对滞后,想获取最新文章,可以前往关注《Go编程时光》,请放心关注,这是一个纯分享的号,完全没有广告。 **系列导读 ** [从零学习 Go 语言(01):一文搞定开发环境的搭建](https://studygolang.com/articles/27365) [从零学习 Go 语言(02):学习五种变量创建的方法](https://studygolang.com/articles/27432) --- ## 1. 整型 Go 语言中,整数类型可以再细分成10个类型,为了方便大家学习,我将这些类型整理成一张表格。 ![](http://image.python-online.cn/20200120204329.png) int 和 uint 的区别就在于一个 `u`,有 `u` 说明是无符号,没有 `u` 代表有符号。 **解释这个符号的区别** 以 `int8` 和 `uint8` 举例,8 代表 8个bit,能表示的数值个数有 2^8 = 256。 uint8 是无符号,能表示的都是正数,0-255,刚好256个数。 int8 是有符号,既可以正数,也可以负数,那怎么办?对半分呗,-128-127,也刚好 256个数。 int8 int16 int32 int64 这几个类型的最后都有一个数值,这表明了它们能表示的数值个数是固定的。 而 int 没有并没有指定它的位数,说明它的大小,是可以变化的,那根据什么变化呢? - 当你在32位的系统下,int 和 uint 都占用 4个字节,也就是32位。 - 若你在64位的系统下,int 和 uint 都占用 8个字节,也就是64位。 出于这个原因,在某些场景下,你应当避免使用 int 和 uint ,而使用更加精确的 int32 和 int64,比如在二进制传输、读写文件的结构描述(为了保持文件的结构不会受到不同编译目标平台字节长度的影响) **不同进制的表示方法** 出于习惯,在初始化数据类型为整型的变量时,我们会使用10进制的表示法,因为它最直观,比如这样,表示整数10. ``` var num int = 10 ``` 不过,你要清楚,你一样可以使用其他进制来表示一个整数,这里以比较常用的2进制、8进制和16进制举例。 2进制:以`0b`或`0B`为前缀 ```go var num01 int = 0b1100 ``` 8进制:以`0o`或者 `0O`为前缀 ```go var num02 int = 0o14 ``` 16进制:以`0x` 为前缀 ```go var num03 int = 0xC ``` 下面用一段代码分别使用二进制、8进制、16进制来表示 10 进制的数值:12 ```go package main import ( "fmt" ) func main() { var num01 int = 0b1100 var num02 int = 0o14 var num03 int = 0xC fmt.Printf("2进制数 %b 表示的是: %d \n", num01, num01) fmt.Printf("8进制数 %o 表示的是: %d \n", num02, num02) fmt.Printf("16进制数 %X 表示的是: %d \n", num03, num03) } ``` 输出如下 ``` 2进制数 1100 表示的是: 12 8进制数 14 表示的是: 12 16进制数 C 表示的是: 12 ``` 以上代码用过了 fmt 包的格式化功能,你可以参考这里去看上面的代码 ``` %b 表示为二进制 %c 该值对应的unicode码值 %d 表示为十进制 %o 表示为八进制 %q 该值对应的单引号括起来的go语法字符字面值,必要时会采用安全的转义表示 %x 表示为十六进制,使用a-f %X 表示为十六进制,使用A-F %U 表示为Unicode格式:U+1234,等价于"U+%04X" %E 用科学计数法表示 %f 用浮点数表示 ``` ## 2. 浮点型 浮点数类型的值一般由整数部分、小数点“`.`”和小数部分组成。 其中,整数部分和小数部分均由10进制表示法表示。不过还有另一种表示方法。那就是在其中加入指数部分。指数部分由“E”或“e”以及一个带正负号的10进制数组成。比如,`3.7E-2`表示浮点数`0.037`。又比如,`3.7E+1`表示浮点数`37`。 有时候,浮点数类型值的表示也可以被简化。比如,`37.0`可以被简化为`37`。又比如,`0.037`可以被简化为`.037`。 有一点需要注意,在Go语言里,浮点数的相关部分只能由10进制表示法表示,而不能由8进制表示法或16进制表示法表示。比如,`03.7`表示的一定是浮点数`3.7`。 ### float32 和 float64 Go语言中提供了两种精度的浮点数 float32 和 float64。 **float32**,也即我们常说的单精度,存储占用4个字节,也即4*8=32位,其中1位用来符号,8位用来指数,剩下的23位表示尾数 ![img](https://pic4.zhimg.com/80/v2-749cc641eb4d5dafd085e8c23f8826aa_hd.jpg) **float64**,也即我们熟悉的双精度,存储占用8个字节,也即8*8=64位,其中1位用来符号,11位用来指数,剩下的52位表示尾数 ![img](https://pic2.zhimg.com/80/v2-48240f0e1e0dd33ec89100cbe2d30707_hd.jpg) **那么精度是什么意思?有效位有多少位?** 精度主要取决于尾数部分的位数。 对于 float32(单精度)来说,表示尾数的为23位,除去全部为0的情况以外,最小为2^-23,约等于1.19*10^-7,所以float小数部分只能精确到后面6位,加上小数点前的一位,即有效数字为7位。 同理 float64(单精度)的尾数部分为 52位,最小为2^-52,约为2.22*10^-16,所以精确到小数点后15位,加上小数点前的一位,有效位数为16位。 通过以上,可以总结出以下几点: **一、float32 和 float64 可以表示的数值很多** 浮点数类型的取值范围可以从很微小到很巨大。浮点数取值范围的极限值可以在 math 包中找到: - 常量 math.MaxFloat32 表示 float32 能取到的最大数值,大约是 3.4e38; - 常量 math.MaxFloat64 表示 float64 能取到的最大数值,大约是 1.8e308; - float32 和 float64 能表示的最小值分别为 1.4e-45 和 4.9e-324。 **二、数值很大但精度有限** 人家虽然能表示的数值很大,但精度位却没有那么大。 - float32的精度只能提供大约6个十进制数(表示后科学计数法后,小数点后6位)的精度 - float64的精度能提供大约15个十进制数(表示后科学计数法后,小数点后15位)的精度 这里的精度是什么意思呢? 比如 10000018这个数,用 float32 的类型来表示的话,由于其有效位是7位,将10000018 表示成科学计数法,就是 1.0000018 * 10^7,能精确到小数点后面6位。 此时用科学计数法表示后,小数点后有7位,刚刚满足我们的精度要求,意思是什么呢?此时你对这个数进行+1或者-1等数学运算,都能保证计算结果是精确的 ```go import "fmt" var myfloat float32 = 10000018 func main() { fmt.Println("myfloat: ", myfloat) fmt.Println("myfloat: ", myfloat+1) } ``` 输出如下 ```go myfloat: 1.0000018e+07 myfloat: 1.0000019e+07 ``` 上面举了一个刚好满足精度要求数据的临界情况,为了做对比,下面也举一个刚好不满足精度要求的例子。只要给这个数值多加一位数就行了。 换成 100000187,同样使用 float32类型,表示成科学计数法,由于精度有限,表示的时候小数点后面7位是准确的,但若是对其进行数学运算,由于第八位无法表示,所以运算后第七位的值,就会变得不精确。 这里我们写个代码来验证一下,按照我们的理解下面 myfloat01 = 100000182 ,对其`+5` 操作后,应该等于 myfloat02 = 100000187, ```go import "fmt" var myfloat01 float32 = 100000182 var myfloat02 float32 = 100000187 func main() { fmt.Println("myfloat: ", myfloat01) fmt.Println("myfloat: ", myfloat01+5) fmt.Println(myfloat02 == myfloat01+5) } ``` 但是由于其类型是 float32,精度不足,导致最后比较的结果是不相等(从小数点后第七位开始不精确) ```go myfloat: 1.00000184e+08 myfloat: 1.0000019e+08 false ``` 由于精度的问题,就会出现这种很怪异的现象,`myfloat == myfloat +1` 会返回 `true` 。 ## 参考文章: https://www.zhihu.com/question/26022206 --- ![](http://image.python-online.cn/20200321153457.png)

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