本章学习目标
- 学会使用10种不同的整数类型
- 学会选择合适的类型
- 学会使用十六进制表示和二进制表示
Go提供了10种类型用于表示整数，它们被统称为整数类型（integer）。整数类型不能存储分数，也不会出现浮点类型的精度问题，但因为每种整数类型的取值范围都各不相同，所以我们应该根据场景所需的取值范围来决定使用何种整数类型。
请考虑这一点
你可以用两个记号（token）表示多少个数字？
如果这两个记号可以按位置进行区分，那么它们将有4种可能的排列方式：两个标识都存在；两个标识都不存在；只有一个标识存在；只有另一个标识存在。这4种排列方式的每一种可以表示一个数字，因此两个记号最多可以表示4个数字。
与此类似，计算机使用二进制位表示数字，每个二进制位的值要么为
1，要么为0，这两个值分别表示打开和关闭两种状态。基于上述排列原理，使用8个二进制位总共可以表示256个不同的值。按照这种方法计算，我们需要使用多少个二进制位才可以表示数字4 000 000 000？
7.1 声明整数类型变量
在Go提供的众多整数类型当中，有5种整数类型是有符号（signed）的，这意味着它们既可以表示正整数，又可以表示负整数。在这些整数类型中，最常用的莫过于代表有符号整数的int类型了：
var year int = 2018
除有符号整数之外，Go还提供了5种只能表示非负整数的无符号（unsigned）整数类型，其中的典型为uint类型：
var month uint = 2
因为Go在进行类型推断的时候总是会选择int类型作为整数值的类型，所以下面这3行代码的意义是完全相同的：
year := 2018
var year = 2018
var year int = 2018
提示 正如第6章的浮点类型例子所示，如果类型推断可以正确地为变量设置类型，那么我们就没有必要为其指定
int类型。
速查7-1
如果你的水杯里面有半杯水，你会选择哪种整数类型来表示水杯中的水有多少毫升呢？
7.1.1 为不同场合而设的整数类型
无论是有符号整数还是无符号整数，它们都有各种不同大小（size）的类型可供选择，而不同大小又会影响它们自身的取值范围以及内存占用。表7-1列出了8种与计算机架构无关的整数类型，以及这些类型需要占用的内存大小。
表7-1 与计算机架构无关的整数类型
| 类型 | 取值范围 | 内存占用情况 |
|---|---|---|
int8 |
–128至127 | 8位（1字节） |
uint8 |
0至255 | 8位（1字节） |
int16 |
–32 768至32 767 | 16位（2字节） |
uint16 |
0至65 535 | 16位（2字节） |
int32 |
–2 147 483 648至2 147 483 647 | 32位（4字节） |
uint32 |
0至4 294 967 295 | 32位（4字节） |
int64 |
–9 223 372 036 854 775 808至9 223 372 036 854 775 807 | 64位（8字节） |
uint64 |
0至18 446 744 073 709 551 615 | 64位（8字节） |
正如表7-1所示，Go提供了非常多的整数类型可供选择。本章稍后将会介绍其中一些类型的应用场景，并说明当程序超出类型的有效取值范围时会发生什么事情。
因为int类型和uint类型会根据目标硬件选择最合适的位长，所以它们未被包含在表7-1里面。举个例子，在诸如Go Playground、Raspberry Pi 2和旧款手机等32位架构上，int和uint都是32位值，而较新的计算机都基于64位架构，所以这些架构上的int和uint都是64位值。
提示 如果你的程序需要操作20亿以上的数值并且可能会在32位架构上运行，那么请确保你使用的是
int64类型或者uint64类型，而不是int类型或者uint类型。
注意 在某些架构上把
int看作int32，而在另一些架构上则把int看作int64，这是一种非常想当然的想法，但这种想法实际上并不正确：int不是其他任何类型的别名，int、int32和int64实际上是3种不同的类型。
速查7-2
哪种整数类型的值可以是–20 151 021？
7.1.2 了解类型
正如代码清单7-1所示，如果你对Go编译器推断的类型感到好奇，那么可以使用Printf函数提供的格式化变量%T去查看指定变量的类型。
代码清单7-1 检视变量的类型：inspect.go
year := 2018
fmt.Printf("Type %T for %v\n", year, year) ←--- 打印出“Type int for 2018”
为了避免在Printf函数中重复使用同一个变量两次，我们可以将[1]添加到第二个格式化变量%v中，以此来复用第一个格式化变量的值days，从而避免代码重复：
days := 365.2425
fmt.Printf("Type %T for %[1]v\n", days) ←--- 打印出“Type float64 for 365.2425”
速查7-3
被双引号包围的文本、整数、实数以及（没有被双引号包围的）单词
true，你知道Go语言会为它们推断什么类型吗？请扩展代码清单7-1，声明多个变量并为它们分别赋予上述提到的各个值，然后执行程序，看看Go语言会为它们推断何种类型。
7.2 为8位颜色使用uint8类型
层叠样式表（CSS）技术通过范围为0～255的红绿蓝三原色来指定画面上的颜色。因为8位无符号整数正好可以表示范围为0～255的值，所以使用uint8类型来表示层叠样式表中的颜色可以说是再合适不过了：
var red, green, blue uint8 = 0, 141, 213
与最常见的int类型相比，使用uint8类型有以下好处。
uint8类型可以将变量的值限制在合法范围之内，与32位整数相比，uint8消除了超过40亿种可能出现的错误值。- 对于未压缩图片这种需要按顺序存储大量颜色的场景，使用8位整数可以节省大量内存空间。
Go语言中的十六进制数字
层叠样式表（CSS）通过十六进制数字而不是十进制数字来指定颜色。与十进制只使用10个数字相比，十六进制需要多用6个数字：其中前10个数字跟十进制一样，都是0～9，但是之后的6个数字是十六进制数字A ~ F。十六进制中的A相当于十进制中的10，B相当于11，以此类推，直到相当于15的F为止。
十进制对拥有十根手指的人类来说是一种非常棒的数字系统，但与之相比，十六进制更适合计算机。这是因为一个十六进制数字需要消耗4个二进制位，也就是半字节（nibble），而2个十六进制数字则正好需要消耗8个二进制位，也就是1字节，这也使十六进制可以非常方便地为uint8设置值。
下表展示了一些十六进制数字以及与之对应的十进制数字。
十六进制数字和十进制数字
| 十六进制数字 | 十进制数字 |
|---|---|
| A | 10 |
| F | 15 |
| 10 | 16 |
| FF | 255 |
为了区分十进制数字和十六进制数字，Go语言要求十六进制数字必须带有0x前缀。作为例子，以下两行代码分别用十进制数字和十六进制数字定义了完全相同的3个变量：
var red, green, blue uint8 = 0, 141, 213
var red, green, blue uint8 = 0x00, 0x8d, 0xd5
在使用Printf函数打印十六进制数字的时候，你可以使用%x或者%X作为格式化变量：
fmt.Printf("%x %x %x", red, green, blue) ←--- 打印出“0 8d d5”
为了输出能够完美适配层叠样式表文件的颜色的数字，我们需要用到格式化变量%02x。它跟之前介绍过的格式化变量%v和%f一样，通过数字2指定了格式化输出的最小数字数量，并通过数字0启用了格式化的零填充功能：
fmt.Printf("color: #%02x%02x%02x;", red, green, blue) ←--- 打印出“color: #008dd5;”
速查7-4
存储一个
uint8类型的值需要用多少字节？
7.3 整数回绕
整数类型虽然不会像浮点类型那样因为舍入错误而导致不精确，但整数类型也有它们自己的问题，那就是有限的取值范围。在Go语言中，当超过整数类型的取值范围时，就会出现整数回绕（wrap around）现象。
例如，8位无符号整数uint8类型的取值范围为0～255，而针对该类型的增量操作在结果超过255时将回绕至0。作为例子，代码清单7-2就通过执行增量操作触发了有符号和无符号8位整数的回绕现象。
代码清单7-2 整数回绕：integers-wrap.go
var red uint8 = 255
red++
fmt.Println(red) ←--- 打印出“0”
var number int8 = 127
number++
fmt.Println(number) ←--- 打印出“-128”
7.3.1 聚焦二进制位
为了了解整数出现回绕的原因，我们需要将注意力放到二进制位上，为此需要用到格式化变量%b，它可以以二进制位的形式打印出相应的整数值。跟其他格式化变量一样，%b也可以启用零填充功能并指定格式化输出的最小长度，就像代码清单7-3所示的那样。
代码清单7-3 打印二进制位：bits.go
var green uint8 = 3
fmt.Printf("%08b\n", green) ←--- 打印出“00000011”
green++
fmt.Printf("%08b\n", green) ←--- 打印出“00000100”
速查7-5
使用Go Playground试验整数回绕。
1．代码清单7-2使用1作为
red和number的增量，如果在执行增量运算时对这两个变量加入一个更大的数字，结果会怎么样？2．如果在
red为0或者number等于-128时对它们执行减量运算，结果又会怎么样？3．回绕不仅会在8位整数类型中出现，还会在16位、32位以及64位整数类型中出现。请声明一个
uint16类型的变量，并将该类型的最大值65535赋予该变量，然后将这个变量的值加1，看看结果会怎么样？
提示
math包定义了值为65535的常量math.MaxUint16，还有与架构无关的整数类型的最大值常量以及最小值常量。再次提醒一下，由于int类型和uint类型的位长在不同硬件上可能会有所不同，因此math包并没有定义这两种类型的最大值常量和最小值常量。
在代码清单7-3中，对green的值执行加1操作将导致1进位，而0则被留在原位，最终计算得出二进制数00000100，也就是十进制数4，这个过程如图7-1所示。
图7-1 在二进制加法中对1实施进位
正如代码清单7-4以及图7-2所示，在对值为255的8位无符号整数blue执行增量运算的时候，同样的进位操作将再次出现，但这次进位跟前一次进位有一个重要的区别：对只有8位的变量blue来说，最高位进位的1将“无处容身”，并导致变量的值变为0。
代码清单7-4 二进制位在整数回绕时的状态：bits-wrap.go
var blue uint8 = 255
fmt.Printf("%08b\n", blue) ←--- 打印出“11111111”
blue++
fmt.Printf("%08b\n", blue) ←--- 打印出“00000000”
图7-2 “无处容身”的进位
虽然回绕在某些情况下可能正好是你想要获得的状态，但是有时候也会成为问题。最简单的避免回绕的方法就是选用一种足够长的整数类型，使它能够容纳你想要存储的值。
速查7-6
哪个格式化变量可以让你以二进制形式查看整数类型变量的值？
7.3.2 避免时间回绕
基于Unix的操作系统都使用协调世界时（UTC）1970年1月1日以来的秒数来表示时间，但是这个秒数在2038年将超过20亿，也就是大致相当于int32类型的最大值。
幸运的是，虽然32位整数无法存储2038年以后的日期，但这个问题可以通过使用64位整数来解决：在任何平台上，使用int64类型和uint64类型都可以轻而易举地存储大于20亿的数字。
作为例子，代码清单7-5使用了一个超过120亿的巨大值来展示Go足以应对2038年后的日期。这段代码使用了来自time包的Unix函数，该函数接受两个int64类型的值作为参数，它们分别代表协调世界时1970年1月1日以来的秒数和纳秒数。
代码清单7-5 使用64位整数存储日期：time.go
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
future := time.Unix(12622780800, 0)
fmt.Println(future) ←--- 在Go Playground打印出“2370-01-01 00:00:00 +0000 UTC”
}
速查7-7
使用哪种整数类型可以避免回绕？
7.4 小结
- 虽然
int和uint是最常用的整数类型，但是在某些情况下，我们也会用到更长或者更短的类型。 - 除非回绕正是你需要的，否则就应该谨慎地选择合适的整数类型以避免回绕。
- 到目前为止，你已经使用了Go提供的15种数值类型中的10种，其中包括
int、int8、int16、int32、int64、uint、uint8、uint16、uint32和uint64。
为了检验你是否已经掌握了上述知识，请尝试完成以下实验。
实验：piggy.go
请编写一个新的储钱罐程序，让它能够用整数记录存入的美分数量而不是美元数量，然后随机地将5美分、10美分和25美分的硬币投入空白的储钱罐里面，直到存款超过20美元为止，并且以美元格式（如$1.05）打印出储钱罐在每次收到存款之后的当前余额。
提示 如果你想要计算出两个数相除的余数，那么可以使用取模操作符
%。
速查7-1答案
因为水杯中的水量不可能为负，所以你可以使用只能表示非负整数的无符号整数类型uint来表示水杯中的水量。
速查7-2答案
int、int32和int64类型的值都可以是–20 151 021。
速查7-3答案
a := "text"
fmt.Printf("Type %T for %[1]v\n", a) ←--- 打印出“Type string for text”
b := 42
fmt.Printf("Type %T for %[1]v\n", b) ←--- 打印出“Type int for 42”
c := 3.14
fmt.Printf("Type %T for %[1]v\n", c) ←--- 打印出“Type float64 for 3.14”
d := true
>fmt.Printf("Type %T for %[1]v\n", d) ←--- 打印出“Type bool for true”
速查7-4答案
存储一个（无符号）8位整数只需要占用1字节内存空间。
速查7-5答案
1 // add a number larger than one
var red uint8 = 255
red += 2
fmt.Println(red) ←--- 打印出“1”
var number int8 = 127
number += 3
fmt.Println(number) ←--- 打印出“-126”
2 // wrap the other way
red = 0
red--
fmt.Println(red) ←--- 打印出“255”
number = -128
number--
fmt.Println(number) ←--- 打印出“127”
3 // wrapping with a 16-bit unsigned integer
var green uint16 = 65535
green++
fmt.Println(green) ←--- 打印出“0”
速查7-6答案
格式化变量%b可以以二进制形式输出整数的值。
速查7-7答案
为了避免回绕，必须使用一种足够长的整数类型，使它能够容纳你想要存储的值。
本文摘自《Go语言趣学指南》
Go适合各种技术水平的程序员，这对任何大型项目来说都是至关重要的。作为一种相对较为小型的语言，Go的语法极少，需要掌握的概念也不多，因此它非常适合用作初学者的入门语言。
遗憾的是，很多学习Go语言的资源都假设读者拥有C语言的工作经验，而本书的目的则在于弥补这一缺陷，为脚本使用者、业余爱好者和初学者提供一条学习Go语言的康庄大道。为了让起步的过程变得更容易一些，本书的所有代码清单和练习都可以在Go Playground里面执行，你在阅读本书的时候甚至不需要安装任何东西。
如果你曾经使用过诸如JavaScript、Lua、PHP、Perl、Python或者Ruby这样的脚本语言，那么你已经做好了学习Go的万全准备。如果你曾经使用过Scratch或者Excel的公式，或者编写过HTML，那么你毫无疑问可以像Audrey Lim在她的演讲“A Beginner’s Mind”（初学者之心）中所说的一样，选择Go作为你的第一门“真正”的编程语言。虽然掌握Go语言并不是一件容易的事情，需要相应的耐心和努力，但我们希望本书在这个过程中能够助你一臂之力。