Go 语言编程 — 变量与常量

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值语义和引用语义

在 C 语言中,所有变量都是值语义的。变量名所指向的内存位置,就是变量值所储存的地方。指针变量亦如此,指针变量名所指向的内存位置,就是储存指针变量值(一个内存地址)的地方。

在 Python 中,所有变量都是引用语义的。变量名所指向的内存位置所存储的内容,实际上是变量值在内存中的地址。

而 Golang 则显式的值语义和引用语义都引入了程序设计中,布尔型、数字类型、字符串类型都属于值语义,变量名指向变量值。当使用 = 赋值运算符将一个变量的值赋值给另一个变量时,如:j = i,实际上是在内存中将变量 i 的数值进行了拷贝:
在这里插入图片描述
而 Golang 中更复杂的数据类型通常使用引用语义。一个引用类型的变量 r1 存储的是 r1 的值所在的内存地址,或内存地址中的首地址。当使用赋值语句 r2 = r1 时,只有引用(地址)被复制,如果 r1 的值被改变了,那么这个值的所有引用都会指向被修改后的内容,在这个例子中,r2 也会受到影响:

在这里插入图片描述

变量(var)

Golang 使用关键字 var 来声明一个变量。格式如下:

var identifier type

也可以一次声明多个变量,称为 “并行赋值”,也可用于接受多返回值函数的返回值:

var identifier1, identifier2 type

声明全局变量:

// 这种因式分解关键字的写法一般用于声明全局变量
var (
    identifier1 type
    identifier2 type
)

注意

  1. 不可以在同一个代码块中重复声明一个同名变量。
  2. 在函数块中,不可以仅声明,但不可以一个变量。
  3. 全局变量是可以仅声明,而不使用的。
  4. 并行赋值时,可以在赋值运算符的左侧使用空白标识符 “_”,表示抛弃值,常用接受多返回值的函数调用,进行对齐补位。空白标识符的本质是一个只写(wo)变量,你不能得到它的值。这样做是因为 Golang 中你必须使用所有被声明的变量,但有时你并不需要使用从一个函数返回中得到的所有返回值。

变量声明:显式指定数据类型

与 C 语言一般,可以在一条语句中完成变量的声明、定义以及初始化。如果没有初始化,则变量默认为零值。

示例:

package main

import "fmt"

func main() {
    var num int
    fmt.Println(num)
    
    var name string = "fanguiju"
    fmt.Println(name)
}

注意,不同数据类型的零值亦不相同。例如:布尔类型的零值为 false,数值类型的零值为 0,字符串的零值为空(""),以下几种类型为 nil:

var a *int                   // 声明指针变量
var a []int                  // 声明数组变量
var a map[string]int         // 声明 Map 变量
var a chan int               // 声明 channel 变量
var a func(string) int       // 声明函数变量,类型为 func(string)
var a error                  // 声明 error 接口变量

变量声明与定义:根据初始化数值自动判定数据类型

示例:

package main

import "fmt"

func main() {
    // var a bool = true
    var b = true
    fmt.Println(b)
}

变量声明与定义:简短形似,使用 := 运算符

上述可知,Golang 支持在初始化变量的时候省略显式书写数据类型。基于这样的前提,声明语句写上 var 关键字就显得有些多余了。所以,Golang 可以使用 := 赋值运算符来省略书写 var 关键字和数据类型的预定义标识符,是一种简易的写法,通过初始化的数值来确定变量的数据类型。

注意,:= 运算法的简短形式只能在函数中使用,否则编译错误。

示例:

package main

import "fmt"

func main() {
    f := "fanguiju"  // 相对于:var f string = "fanguiju"
    fmt.Println(f)
}

但需要注意的是,:= 运算符的左值必须是新声明的变量。不能使用 := 来为已经声明或定义过的变量进行赋值,会导致编译错误。

var intVal int
intVal := 1    // 编译错误

同时声明多个变量

例如:

var vname1, vname2, vname3 string = "A", "B", "C"
// or
var vname1, vname2, vname3 = "A", "B", "C"
// or
vname1, vname2, vname3 := "A", "B", "C"

常量(const)

Golang 中使用 const 关键字来声明常量,常量的数据类型只可以是:布尔类型、数字类型和字符串类型。

声明格式:

const identifier type = value

与变量声明类似的,可以省略显式书写数据类型:

const b = "abc"

也可以进行并行赋值:

const c_name1, c_name2 = value1, value2

注意,定义常量不能使用 := 运算符。

Golang 内置的标准函数中:len()、cap()、unsafe.Sizeof() 返回的都是一个常量,所以应该直接赋值与一个常量:

package main

import (
    "fmt"
    "unsafe"
)

// 批量声明定义常量对象
const (
    a = "abc"
    b = len(a)
    c = unsafe.Sizeof(a)
)

func main() {
    fmt.Println(a, b, c)
}

结果:

abc 3 16

使用 iota 常量来实现 “枚举类型”

Golang 原生不具备 C 语言中的枚举类型关键字 enum,但可以使用 const 关键字和 iota 常量来实现。

通常的,使用因式分解的方式声明多个常量时,后一个常量成员会继承前一个常量成员的数值(若前一个成员有初始化,后一个成员没有初始化的情况下),如下:

package main

import "fmt"

const (
    Unknown = 1
    Female
    Male
)

func main() {
    fmt.Println(Unknown, Female, Male)
}

结果:

1 1 1

再者,iota 是一个特殊的常量,其数值可以被编译器所修改。iota 在 const 关键字出现时会被重置为 0,批量创建常量时,在同一 “批” 中,每新增一行常量声明,就会使 iota 计数一次。所以,iota 的本质可理解为 const 语句块中的行索引。

package main

import "fmt"

const (
    a = iota
    b = iota
    c = iota
)
/* 也可以简写为如下形式:
 *
 * const (
 *     a = iota
 *     b
 *     c
 * )
 */

func main() {
    fmt.Println(a, b, c)
}

结果:

0 1 2

示例:

package main

import "fmt"

const (
    a = iota   // 0
    b          // 1
    c          // 2
    d = "ha"   // 独立值,iota += 1
    e          // 继承上一个值,iota += 1
    f = 100    // 独立值,iota +=1
    g          // 继承上一个值,iota +=1
    h = iota   // 7(恢复计数)
    i          // 8
)

func main() {
    fmt.Println(a, b, c, d, e, f, g, h, i)
}

运行结果:

0 1 2 ha ha 100 100 7 8

再看个有趣的的 iota 示例:

package main

import "fmt"
const (
    i = 1 << iota    // 位左移运算符 1 位
    j = 3 << iota    // 位左移运算符 2 位
    k                // 位左移运算符 3 位
    l                // 位左移运算符 4 位
)

func main() {
    fmt.Println("i=", i)
    fmt.Println("j=", j)
    fmt.Println("k=", k)
    fmt.Println("l=", l)
}

结果:

i= 1
j= 6
k= 12
l= 24

简单表述:

  • i = 1 << iota:iota 为 0,左移 0 位,二进制 001,不变,仍为 1;
  • j = 3 << iota:iota 为 1,左移 1 位,二进制 110,即 6;
  • k = 3 << iota:iota 为 2,左移 2 位,二进制 1100,即 12;
  • l = 3 << iota:iota 为 3,左移 3 位,二进制 11000,即 24。

作用域

作用域是已声明标识符所表示的常量、类型、变量、函数或包在源代码中的作用范围。

注意,声明了的局部变量必须被引用,否则会触发异常。全局变量则不需要,因为编译器会考虑该全局变量是否会在其他地方被引用。

局部变量

在函数体内声明的变量称之为局部变量,它们的作用域只在函数体内,形式参数和返回值变量也是局部变量。

package main

import "fmt"

func main() {

   /* 声明局部变量 */
   var a, b, c int

   /* 初始化参数 */
   a = 10
   b = 20
   c = a + b

   fmt.Printf ("结果: a = %d, b = %d and c = %d\n", a, b, c)
}

全局变量

在函数体外声明的变量称之为全局变量,全局变量可以在整个包甚至外部包(被导出后)使用。全局变量可以在任何函数中使用。

package main

import "fmt"

/* 声明全局变量 */
var g int

func main() {

   /* 声明局部变量 */
   var a, b int

   /* 初始化参数 */
   a = 10
   b = 20
   g = a + b

   fmt.Printf("结果: a = %d, b = %d and g = %d\n", a, b, g)
}

注意:当全局变量和局部变量重名时,优先考虑局部变量。

package main

import "fmt"

/* 声明全局变量 */
var g int = 20

func main() {
   /* 声明局部变量 */
   var g int = 10

   fmt.Printf ("结果: g = %d\n",  g)
}

结果:

结果: g = 10

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