【六】Golang 运算符

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运算符

golang 中支持运算符：算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符、指针运算符。

算术运算符

在 golang 中，算术运算符用于执行基本的数学运算，包括加法、减法、乘法、除法和取模等。如下表所示：

算术运算符	含义
+	相加
-	相减
*	相乘
/	相除
%	求余
++	自增
--	自减

package main

import "fmt"

func main() {
	i, j := 10, 20

	fmt.Println(i + j)    // 30
	fmt.Println(i - j)    // -10
	fmt.Println(i * j)    // 200
	fmt.Println(i / j)    // 0
	fmt.Println(i%2, j%2) //	0, 0
	i++
	fmt.Println(i) // 11
	j++
	fmt.Println(j) // 21
}

注意事项

• 除法运算：
  • 如果操作数都是整数（int 类型），结果也是整数。例如，10 / 3 的结果是 3。
  • 如果操作数中至少有一个是浮点数（float32 或 float64），结果是浮点数。例如，10.0 / 3 的结果是 3.3333333333333335。
• 取模运算：
  • 取模运算符 % 只能用于整数类型。如果需要对浮点数进行类似操作，需要手动实现。
• 自增和自减运算符：
  • ++ 和 -- 是后缀运算符（golang 不存在前缀运算符），表示在表达式计算完成后对变量进行加 1 或减 1 操作。

关系运算符

在 golang 中，关系运算符用于比较两个操作数之间的关系，返回布尔值（true 或 false）。

关系运算符	含义
==	等于
!=	不等于
>	小于
<	大于
>=	大于等于
<=	小于等于

package main

import "fmt"

func main() {
    i, j := 10, 20

	fmt.Println(i == j) // false
	fmt.Println(i != j) // true
	fmt.Println(i > j)  // false
	fmt.Println(i < j)  // true
	fmt.Println(i >= j) // false
	fmt.Println(i <= j) // true
}

逻辑运算符

在 golang 中，逻辑运算符用于对布尔值进行逻辑操作，通常用于组合或修改条件表达式。

逻辑运算符	含义
&&	逻辑与（AND）
||	逻辑或（OR）
!	逻辑非（NOT）

package main

import "fmt"

func main() {

	i, j := true, false

	fmt.Println(i && j)    // false
	fmt.Println(i || j)    // true
	fmt.Println(!i)        // false
	fmt.Println(!j)        // true
	fmt.Println(!(i && j)) // true
	fmt.Println(!(i || j)) // false
}

注意事项

• 短路行为：在使用 && 和 || 时，golang 会执行短路逻辑：
  • 对于 a && b，如果 a 为 false，则不会计算 b，直接返回 false。
  • 对于 a || b，如果 a 为 true，则不会计算 b，直接返回 true。
• 操作数必须是布尔类型：逻辑运算符只能用于布尔值（bool 类型），不能用于其他类型（如整数或字符串）。

位运算符

在 golang 中，位运算符用于对整数的二进制位进行操作。这些运算符可以直接操作整数的每一位，常用于底层编程、性能优化或处理特定的算法问题。

位运算符	含义	解释
&	位与（AND）	当两个操作数对应位都为1时，结果位才为1
|	位或（OR）	当两个操作数中有一个对应位为1，结果位就为1。
^	位异或（XOR）	两个操作数的对应位不相同时，结果位为1。
<<	左移运算符	将操作数的二进制表示向左移动指定的位数
>>	右移运算符	将操作数的二进制表示向右移动指定的位数

package main

import "fmt"

func main() {

	// i的二进制00111100
	// j的二进制00001101
	i, j := 60, 13
	k := 1

	fmt.Println(^k)     // 11111110(-2)
	fmt.Println(i & j)  // 00001100(12)
	fmt.Println(i | j)  // 00111101(61)
	fmt.Println(i ^ j)  // 00110001(49)
	fmt.Println(i << 1) // 01111000(120)
	fmt.Println(j >> 1) // 00000110(6)
}

常见操作

检查特定位是否为 1（检查整数的奇偶性）

package main

import "fmt"

func main() {
	x := 2
	
    if (x & 0x01) != 0 {
		fmt.Println("最低位为 1")
	} else {
		fmt.Println("最低位为 0") // 最低位为 0
	}
}

设置特定位为 1

package main

import "fmt"

func main() {
	x := 4 // 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100
	
    x |= 0x02 // 将第二位置为 1
	
    fmt.Println(x) // 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110
}

清除特定位

package main

import "fmt"

func main() {

	x := 7 // 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111

	x &^= 0x04 // 清除第三位

	fmt.Println(x) // 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
}

交换变量值

package main

import "fmt"

func main() {
	x, y := 3, 5
    
	x ^= y
	y ^= x
	x ^= y
	fmt.Println(x, y) // 5 3
}

快速乘除

package main

import "fmt"

func main() {
	x := 3
    
	x <<= 3        // x = x * 8
	fmt.Println(x) // 24
	x >>= 2        // x = x / 4
	fmt.Println(x) // 6
}

注意事项

• 操作数类型：位运算符只能用于整数类型（如 int、uint、int32、uint64 等）。

• 移位操作：

  • 左移和右移的位数必须是非负整数。

  • 如果移位位数超过操作数的位数，结果为 0。

• 符号位扩展：

  • 对于有符号整数的右移操作，golang 语言会进行符号位扩展（即保留符号位），这意味着如果最高位（符号位）是 1（表示负数），右移后左侧空出的位会被填充为 1；如果最高位是 0（表示正数），则填充为 0。

  var a int8 = -8  // 二进制表示为 1111 1000（补码形式）
  result := a >> 1 // 结果为 1111 1100，即 -4
  

  • 对于无符号整数的右移操作，结果会用 0 填充左侧空出的位。

  var b uint8 = 8  // 二进制表示为 0000 1000
  result := b >> 1 // 结果为 0000 0100，即 4
  

赋值运算符

在 golang 语言中，赋值运算符分为两大部分：基本赋值运算符、赋值复合运算符。

基本赋值运算符

最简单的赋值运算符是 =，用于将右侧的值赋给左侧的变量。

基本赋值运算符	含义
=	基本赋值运算符

var a int
a = 10  // 将 10 赋值给变量 a

复合赋值运算符

复合赋值运算符结合了赋值操作和算术运算符或者位运算符，用于在赋值的同时完成运算。

复合赋值运算符	含义
+=	加法赋值
-=	减法赋值
*=	乘法赋值
/=	除法赋值
%=	求余赋值
<<=	左移赋值
>>=	右移赋值
&=	位与赋值
^=	按位异或赋值
|=	按位或赋值

package main

import "fmt"

func main() {

	i, j := 60, 13
	var z int

	z = i
	fmt.Println(i, j, z) // 60 13 60

	z += i
	fmt.Println(i, j, z) // 60 13 120

	z -= j
	fmt.Println(i, j, z) // 60 13 107

	z *= 2
	fmt.Println(i, j, z) // 60 13 214

	z /= 2
	fmt.Println(i, j, z) // 60 13 107

	i %= 59
	fmt.Println(i, j, z) // 1 13 107

	j <<= i
	fmt.Println(i, j, z) // 1 26 107

	j >>= i
	fmt.Println(i, j, z) // 1 13 107
}

指针运算符

在 golang 语言，指针是一种基本的数据类型，用于存储变量的内存地址。

指针运算符主要包括两个：&（取地址）和 *（指针解引用）。这两个运算符是操作指针的核心工具。

关于指针更多的内容，请关注《Golang 指针》章节，本小结只进行指针运算符的总结。

指针运算符	含义
&	取地址
*	指针解引用

package main

import "fmt"

func main() {

	i := 10
	fmt.Println(i) // 10

	j := &i
	fmt.Println(j)        // 0xc000046730
	fmt.Printf("%T\n", j) // *int
	fmt.Println(*j)       // 10

	*j = 11
	fmt.Println(*j) // 11
	fmt.Println(i)  // 11
}

注意事项

• 空指针（nil）：表示指针不指向任何有效的内存地址。尝试解引用空指针会导致运行时错误。
• 指针的初始化：指针变量在声明时必须初始化为 nil 或指向某个变量的地址，否则会引发错误。
• 指针与切片、结构体：指针常用于操作切片和结构体，以避免不必要的值拷贝，提高性能。

优先级

在 golang 语言中，运算符的优先级决定了表达式中运算符的执行顺序。

优先级高的运算符会先于优先级低的运算符进行计算。如果运算符的优先级相同，则根据结合性（从左到右或从右到左）来决定计算顺序。

优先级	运算符	描述	结合性
1	()	括号（分组）	从左到右
2	[]	数组索引、切片索引	从左到右
	.	结构体字段访问、方法调用	从左到右
3	* / % << >> & &^	乘法、除法、取模、位移、按位与等	从左到右
4	+ - | ^	加法、减法、按位或、按位异或	从左到右
5	== != < <= > >=	比较运算符	从左到右
6	&&	逻辑与	从左到右
7	||	逻辑或	从左到右
8	= += -= *= /= %= 等	赋值运算符	从右到左

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