【Go语言圣经3.6】-EW帮帮网

目标

概念

常量与变量的主要区别在于：
- 不可变性：常量在声明后其值就固定下来，不能再被修改。这保证了程序运行时不会因意外修改而导致错误。
  - 使用不可变数据（例如数学常数 π）可以避免意外修改带来的问题
- 编译期计算：常量表达式在编译期间就会被求值，这不仅减少了运行时的计算负担，还意味着许多在运行时可能出错的操作（比如除零、越界）都可以在编译阶段捕获。
Go 中常量的潜在类型为布尔型、字符串或数字
无类型常量：在定义时没有显式指定类型的常量。比如写 3.14、0 或 "hello"，这些数值或字符串常量在初始状态下没有固定的类型。
六种无类型常量：分别对应布尔、整数、字符（rune）、浮点数、复数和字符串。
无类型常量更高精度的运算：无类型常量在算术运算中拥有比具体类型（如 int 或 float64）更高的精度（可以看作有 256 位或更多位的精度）；像 ZiB 或 YiB 这样超出任何内置整数类型范围的常量，也仍然可以参与运算（例如 YiB / ZiB），因为在编译期编译器会将它们按照数学上准确的值处理。

要点

常量声明

声明常量时，可以直接赋予初值：
```
const pi = 3.14159 // 近似值；实际上 math.Pi 提供了更精确的值
```
这和变量声明语法类似，但常量的值一旦设定就不能修改。
批量声明常量

多个相关常量可以使用小括号一起声明：
```
const (
    e  = 2.71828182845904523536028747135266249775724709369995957496696763
    pi = 3.14159265358979323846264338327950288419716939937510582097494459
)
```
这样的批量声明不仅代码更简洁，也可以利用类型推断：如果没有显式指定类型，常量的类型会根据右侧的表达式自动推断。

类型推断说明
- 如果你在常量声明时没有显式标明类型，则 Go 会根据右边的表达式推断类型。例如：
```
const timeout = 5 * time.Minute
```
  此时 timeout 会被推断为 time.Duration 类型，因为 time.Minute 本身是 time.Duration 类型的常量。

编译期常量表达式与优化

在数组定义中，可以用常量来指定数组的长度：

const IPv4Len = 4

func parseIPv4(s string) IP {
    var p [IPv4Len]byte
    // 解析 IPv4 地址的逻辑
}

这样，数组长度在编译期间就确定下来了。程序运行时减少了不必要的计算，提高了效率。

iota常量生成器

iota的基本原理
- 自动递增：在一个 const 声明块中，iota 是一个预定义标识符，它在第一行被置为 0，后续每出现一行常量声明，它的值自动加 1。
- 省略初始化表达式：如果在常量声明块中，后面的常量省略了右侧的表达式，那么它们将默认使用前一行的表达式。这样在简单的复制中，虽然没有太大实用价值，但在配合 iota 时可以生成有规律的值。

例子

type Weekday int

const (
    Sunday Weekday = iota  // 0
    Monday                 // 1
    Tuesday                // 2
    Wednesday              // 3
    Thursday               // 4
    Friday                 // 5
    Saturday               // 6
)

这种方式使得常量的赋值变得简单且易于维护。

iota 还常用于生成一系列位掩码（bit mask）

type Flags uint

const (
    FlagUp Flags = 1 << iota      // 1 << 0 = 1 （第 0 位）
    FlagBroadcast                 // 1 << 1 = 2 （第 1 位）
    FlagLoopback                  // 1 << 2 = 4 （第 2 位）
    FlagPointToPoint              // 1 << 3 = 8 （第 3 位）
    FlagMulticast                 // 1 << 4 = 16 （第 4 位）
)

每个常量都代表一个单独的 bit 位，这样在设置或测试标志时，可以使用位运算：

测试标志：v & FlagUp == FlagUp
清除标志：v &^= FlagUp —— 把 v 中与 FlagUp 对应的那一位变成 0（不管原来是1还是0）。这样就清除了这个标志。
设置标志：v |= FlagBroadcast —— 把 v 中与 FlagBroadcast 对应的那一位变成1（即使之前是0）

利用 iota 生成一系列以 1024 为底的幂（例如 KiB、MiB 等）

const (
    _ = 1 << (10 * iota)
    KiB // 1 << 10 = 1024
    MiB // 1 << 20 = 1048576
    GiB // 1 << 30 = 1073741824
    TiB // 1 << 40 = 1099511627776
    PiB // 1 << 50 = 1125899906842624
    EiB // 1 << 60 = 1152921504606846976
    // ZiB, YiB 等可能会超过某些平台的位数限制
)

通过这种方式，编译器自动计算出每一项的值，而无需手动写出复杂的计算。

局限性

不能产生任意的幂：例如，要生成 1000、1000000 等（通常用于 KB、MB 等），因为 Go 语言没有内置的幂运算符（如 ** 或 pow），所以不能直接利用 iota 来生成 10 的幂。

无类型常量的灵活性：隐式转换

当你将无类型常量赋值给一个变量时，Go 编译器会根据上下文自动推断出一个“默认类型”。例如：

var x float64 = math.Pi
这里，math.Pi 是一个无类型浮点常量，赋值时自动转换成 float64。

又如：


i := 0      // 隐式为 int 类型
f := 0.0    // 隐式为 float64 类型
c := 0i     // 隐式为 complex128 类型
r := '\000'// 隐式为 rune（int32）类型

对于一个没有显式类型的变量声明（包括简短变量声明），常量的形式将隐式决定变量的默认类型，

这种机制让我们在书写表达式时更灵活，无需反复写类型转换代码。

隐式转换与默认类型

当无类型常量出现在需要具体类型的上下文时（比如当一个无类型的常量被赋值给一个变量的时候），编译器会自动进行转换。例如：

var f float64 = 3 + 0i // 这里 3+0i 是无类型复数，但可以隐式转换为 float64

这种转换类似于在后台写了：

var f float64 = float64(3 + 0i)

注意： 转换要求目标类型必须能表示原始常量的值。如果值太大或不适合，则会导致编译错误。例如：

将一个超出 int32 范围的无类型整数转换为 int32，会报错；
将一个超出 float64 表示范围的浮点数转换为 float64，同样会报错。

无类型常量隐式转换的更多例子

var f float64 = 212
fmt.Println((f - 32) * 5 / 9)     // 输出 "100"
fmt.Println(5 / 9 * (f - 32))       // 输出 "0"
fmt.Println(5.0 / 9.0 * (f - 32))   // 输出 "100"

第一行：(f - 32) 是 float64，乘以 5 后依然是 float64，然后除以 9，所有运算都是浮点运算，所以结果正确（100）。
第二行：5 / 9 两个都是无类型整数（隐式为 int），整数除法结果为 0（因为 5/9 小于 1，用整数运算取整），导致整个表达式结果为 0。
第三行：5.0 和 9.0 是无类型浮点常量，所以 5.0/9.0 得到正确的浮点值，再乘以 (f - 32) 得到 100。

关键点：常量的写法决定了它们在运算中的默认类型，从而影响最终结果。这也说明了在使用无类型常量时，要注意数值字面量的形式（整数形式或浮点形式）对运算结果的影响。

fmt.Println(YiB / ZiB) // 输出 "1024"

即便 ZiB 和 YiB 的值超出了 Go 内置整数类型能表达的范围，它们仍然可以参与运算.

类型与接口转换

当无类型常量赋值给接口变量时，接口的动态类型取决于常量的默认类型

fmt.Printf("%T\n", 0)      // 输出 "int"
fmt.Printf("%T\n", 0.0)    // 输出 "float64"
fmt.Printf("%T\n", 0i)     // 输出 "complex128"
fmt.Printf("%T\n", '\000') // 输出 "int32"（也称为 rune）

这对接口编程非常关键，因为接口在运行时需要知道底层数据的具体类型。

语言特性

练习

编写KB、MB的常量声明，然后扩展到YB。

const (
    KB = 1000
    MB = 1000 * KB
    GB = 1000 * MB
    TB = 1000 * GB
    PB = 1000 * TB
    EB = 1000 * PB
    ZB = 1000 * EB
    YB = 1000 * ZB
)

总结

iota 常量生成器：iota 是一个强大的工具，可以方便地生成有规律的数值序列，适用于枚举、位标志、以及其他有序数值集合的定义。
有一类常量称为“无类型常量”，这类常量在声明时不被赋予一个具体的基础类型，而是保持一种更“通用”的状态。这样做有两个好处：
- 更高精度的运算：无类型常量在算术运算中拥有比具体类型（如 int 或 float64）更高的精度（可以看作有 256 位或更多位的精度）。
- 灵活的隐式转换：当无类型常量赋值给变量时，编译器会自动将它们转换成变量所需要的类型（如果转换合法），这样可以直接用于多种场合，减少显式转换的麻烦。

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概念

要点

常量声明

类型推断说明

编译期常量表达式与优化

iota常量生成器

无类型常量的灵活性：隐式转换

隐式转换与默认类型

无类型常量隐式转换的更多例子

类型与接口转换

语言特性

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总结

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