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本文介绍 类型转换(Conversion)、类型断言(type assertion) 和类型切换(type switch)。
这三个概念类似但是又完全不同。
类型转换 Conversion
将一个值x转换成特定类型T,格式为 T(x)
,非常的简单,类型加小括号即可。
如果类型T以 *、<-、func(不带结果列表),未避免造成歧义,需要将类型括号包裹起来: (T)(x)
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并不是任意的值都可以转换成类型T, 它需要遵循一定的规则,下面一一道来。
对于一个常量值x, 如果能转换成T类型的值,它需要满足下面的条件之一:
转换常量值
- x 可以表达为T的值
- x 是浮点数值, T是浮点类型。 x 使用 IEEE 754 round-to-even 规则 且 IEEE -0.0 会进一步舍入到无符号的 0.0, 经过舍入后的x可以表示为T。这一条主要约束浮点数取整的规则,并不是完全按照四舍五入规则计算的。
- x是一个整数而T是字符串类型
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转换变量值
对于一个常量值x, 如果能转换成T类型的值,它需要满足下面的条件之一:
- x可以赋值给 T
- x的类型和T的底层类型 类型一致
- x类型和T 都是未命名的指针类型,它们的指针指向的对象类型 类型一致
- x的类型和T都是整数或者浮点数
- x的类型和T都是复数
- x是整数、slice of byte、slice of rune, T是字符串类型
- x是字符串, T是slice of byte 或者slice of rune
数值类型和字符串之间的转换可能会改变x的呈现并且会带来运行时的花费。
其它的转换只是改变x的类型,不会改变x的呈现。
并没有直接整数和指针之间的转换。但是在前面的章节中也举例了,指针可以通过曲折的方式转换成整数,
它是通过包unsafe
实现的, 甚至于你通过这种方式还可以访问struct未导出的字段。
类型不一致的两个变量不能赋值, 并且也没有什么强制类型转换的概念:
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比如在类型那一章讲的例子,也是通过这种类型转换实现的:
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类型转换实践
这一节介绍常见类型一致的转换。
数值类型之间的转换
非常量的数值之间的转换遵循下面三条原则:
1、整数之间的转换时,如果值是有符号的整数,它的符号位会扩展无限大,否则零扩展,然后它会被删减以适合结果类型。怎么理解,看例子。
对于无符号数v: v := uint16(0x10F0)
,如果进行转换uint32(int8(v))
,可以看到它的结果是0xFFFFFFF0
,不会有溢出指示或者错误。
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介绍一下。 对于v1,它是一个无符号的整数, 要把它转为有符号的int8,那么我们只看v1的后8位:
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不幸的是,这个8位的最高位是1,我们会把它作为符号位,所以v2是个负数,那么11110000
就是这个负数的补码,
那么它的原码是多少呢,计算补码的补码就是负数的原码:1001 0000
,所以它是-16。如果最高位是0,简单了,本身就是它的原码。
再看v2转v3, 也就是有符号整数转无符号整数。v2是负数,内部表示为11110000
,因为要扩展为16位,将符号位1扩展到最高位1111 1111 1111 0000
,因为它是无符号整数,所以这个值整数的值65520。
你可以把v1值的值改为0xff60看看输出是什么?此时转换不会符号位为负数的情况。
补码(two's complement) 指的是正数=原码,负数=反码加一
反码(ones' complement) 指的就是通常所指的反码。
对一个整数的补码再求补码,等于该整数自身。
补码的正零与负零表示方法相同。
2、浮点数转换成整数时,小数部分被丢弃,也就是朝0方向舍入。
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3、当转换整数或者浮点数到浮点数的时候,或者一个复数到另一个复数, 结果值会被舍入到目标类型的精度。例如类型为float32的变量x可以通过附加的精度超过标准的IEEE-754 32-bit数, 但是float32(x)代表x的值舍入到 IEEE-754 32 bit的精度。类似地, x + 0.1 可以使用超过32 bit的精度,但是float32(x + 0.1) 肯定是32 bit的精度。
the value of a variable x of type float32 may be stored using additional precision beyond that of an IEEE-754 32-bit number, but float32(x) represents the result of rounding x's value to 32-bit precision. Similarly, x + 0.1 may use more than 32 bits of precision, but float32(x + 0.1) does not.
关于浮点数格式IEEE-754, 随便一本计算机原理的教材中都会介绍,网上也有无数的文章介绍,它由三个域组成,float32中分别占1位、8位、和 23位,本文中就不详细介绍了。
整数和bool之间的转换
虽然有人提议实现快速的整数和bool之间的转换,但是目前看起来还没有实现,所以下面的语句是不对的:
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但是你完全可以通过其它方式实现, 比如判断语句 n > 0
, 或者利用一个定义好的表(map,数组等)进行查表转换。
参考
基于字节的字符串的转换
字符串代表一串字节流,所以很容易的和slice of byte, slice of rune进行转换。
1、无符号整数或者有符号整数通过它对应的UTF-8编码转换成字符串。合法的Unicode code之外的值都被转换成\uFFFD
。这里的整数也包含rune.
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2、字节slice根据UTF-8编码产生字符串
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3、将rune slice转换成字符串相当于将rune连接起来
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4、将字符串转为byte slice会将字符串的字节流复制到一个byte slice
5、将一个字符串转为rune slice会将产生一个新的rune slice,包含字符串中每个rune
字符串和基本类型之间的转换
包strconv提供了字符串和基本数据类型的转换。上面我们提到了字符串和整数之间的转换,但是有时候我们需要的是将 12转换成字符串 "12",或者从字符串中解析处一个整数,这个时候就可以使用这个包。
首先它提供了一组往byte slice增加基本类型元素的方法:
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一组从字符串中解析出基本类型的方法:
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一组为字符串或者rune加引号和剥离引号的方法:
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一组检查字符串或者rune为特定类型的方法:
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一组格式化基本类型为字符串的方法:
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重要的放在最后说,我们在编程中更多的用到的两个方法, 整数字面值和字符串之间的转换:
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参考
字节slice和整数之间的转换
包 encoding/binary实现了数值和字节序列之间的转换,包含变长int的各种编解码。
Go中的数值类型都是固定长度的位数(int8, uint8, int16, float32, complex64),所以组成这些数组的bit可以转换成各种字节slice。
变长int (varint)经常用于节省空间,比如一个, Go实现的varint规范可以参考proto-buff的实现。很多编解码库中都使用了变长的int,这样对于大量的小数字我们可以用更少的字节来表示,对于网络传输来说很有好处。
这个包经常用在网络传输的序列化和反序列中。
另外一个值得注意的是数值是由多个字节组成的,这就涉及到字节序的问题,你必须指定使用小端序或大端序。
首先看一下定长的数值的转换,主要是Read
和Write
两个方法,底层还是通过移位操作实现的。
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例子:
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一种不通用的适合特定类型的转换也可以使用下面的方法:
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变长int的操作函数:
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以及一个对象被转换成多少字节的方法:
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参考
- https://golang.org/pkg/encoding/binary/
- https://zh.wikipedia.org/wiki/字节序#.E5.AD.97.E8.8A.82.E9.A1.BA.E5.BA.8F
- http://codereview.stackexchange.com/questions/15945/effectively-convert-little-endian-byte-slice-to-int32
数组和slice之间的转换
数组转换成slice很简单,前面讲到了,利用索引运算:
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而slice转数组,我们可以好好分析一下。
slice的底层实现是数组,所以有一个"hack"方法,将slice的底层数组返回:
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安全的方式是生成数组然后依次赋值,注意copy是不行的,因为copy的参数必须都是slice:
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参考
- http://stackoverflow.com/questions/19073769/in-golang-how-do-you-convert-a-slice-into-an-array
- http://stackoverflow.com/questions/11924196/convert-between-slices-of-different-types
- https://groups.google.com/forum/#!topic/golang-nuts/yNis7bQG_rY
struct和字符串之间的转换
struct类型的值和字符串之间的转换我们称之为marshal和unmarshal。
有非常多的库可以做这个事情,比如gob, encoding/json等。
Go序列化框架的性能比较可以参照我的一个开源项目: gosercomp。
Java字符串和Go字符串之间的转换
Java字符串在内部是以UTF-16编码方式存在的,每个字符包含两个字节。而Go字符串在内部是以UTF-8格式存在的,每个字符串占用的字节数可能不同。
可以使用unicode包进行转换,或者使用unicode/utf16
参考
类型断言 type assertion
和上节的类型转换不同,类型断言是将接口类型的值x,转换成类型T。
格式为:
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类型断言的必要条件是x是接口类型,非接口类型的x不能做类型断言:
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T可以是非接口类型,如果想断言合法,则T应该实现x的接口。
T也可以是接口,则x的动态类型也应该实现接口T。
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类型断言如果非法,运行时时候就会出现 impossible type assertion panic,为了避免这种情况,可以使用下面的语法:
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ok代表类型断言是否合法,如果非法ok =false,v为T的零值,这样就不会出现运行时panic了。
希望你能记住,类型转换和类型断言完全是两个概念。
类型切换 type switch
类型切换(暂且这么翻译吧,英语更准确)用来比较类型而不是对值进行比较。
switch语句虽然在下一章中去讲,但是对于读者来说,多少会一种或者几种常用的编程语言,switch是一个条件语句,它可以判断某个值是否匹配某个case clause。但是对于type switch,它检查的是值x的类型T是否匹配某个类型。
格式如下,类型类型断言,但是括号内的不是某个具体的类型,而是单词type
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type switch语句中可以有一个简写的变量声明,这种情况下,等价于这个变量声明在每个case clause隐式代码块的开始位置。如果case clause只列出了一个类型,则变量的类型就是这个类型,否则就是原始值的类型。
假设下面的例子中x的类型为x interface{}
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也许你已经看到上面的例子中有一个case clause中的类型是nil,它用来匹配x为nil的interface{}的情况。
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