从零学习 Go 语言（03）：数据类型之整型与浮点型

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。  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  **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  **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 ---