目标

了解类型定义不仅告诉编译器如何在内存中存储和处理数据，还对程序设计产生深远影响：

• 内存结构：类型决定了变量的底层存储（比如占用多少字节、内存布局等）。
• 操作符与方法集：类型决定了哪些内置运算符适用于它，以及能否为该类型定义方法，从而扩展它的行为。
• 语义区分：通过定义新类型，即使它们的底层类型相同，也能明确区分不同概念，避免混用（例如温度单位、索引、文件描述符等）。
• 可读性与安全性：使用命名类型可以让代码语义更明确，从而降低出错的风险。

概念

1. 每个变量或表达式都有一个类型，类型描述了值的属性，如数据占用的内存大小、内部结构、支持哪些操作以及关联的方法集等。
2. 一个 int 类型的变量可能用于表示索引、时间戳或月份；一个 float64 类型的变量可能表示速度或温度。尽管底层都是数字，但语义上却截然不同。
3. 内存与数据表示：每个数据类型在内存中的表示方式（如整数占用 32 位或 64 位）由其底层类型决定。命名类型会沿用相同的存储方式，但在类型系统中赋予它新的含义。
4. 方法与接收者
   • **方法的定义：**在 Go 中，可以为任意命名类型定义方法，使得该类型的值具有特定行为（如格式化输出）。
   • 调用示例：fmt.Printf 等函数会自动调用类型的 String 方法，从而定制输出格式。
   • 静态分派：fmt.Printf 等函数会自动调用类型的 String 方法，从而定制输出格式。

要点

类型声明语句

type 新类型名称 底层类型

这条语句创建一个新的类型名称，其底层结构与现有类型相同，但在类型系统中被认为是不同的。例如：

type Celsius float64    // 摄氏温度类型
type Fahrenheit float64 // 华氏温度类型

即使 Celsius 和 Fahrenheit 都基于 float64，它们是两个不同的类型，防止你无意中混用不同温度单位的数据。

• 命名规则与导出
  • 如果新类型名称的首字符大写，则表示该类型对包外可见（导出）。
  • Go 语言中关于 Unicode 字母的规则也使得中文命名默认不能导出（Go 1 的规则），但在将来的 Go 2 中可能会调整。
• 用途
  • 语义区分：通过定义不同的命名类型（即使底层相同）可以让程序更安全，不会将代表不同概念的值误用在一起。
  • 简化代码：对于复杂或冗长的类型，用一个简单的名称可以使代码更清晰易读。

类型转换操作

1. 操作形式

   类型转换写作 T(x)，它不会改变 x 的实际值，只是将它“贴上”新的类型标签

   var f Fahrenheit = CToF(BoilingC)
   fmt.Println(Celsius(f)) // 将 f 转换为 Celsius 类型
   

   • 限制：只有当两个类型的底层类型完全相同时，或者都是指向相同底层结构的指针时，才能进行转换。

2. 作用

   通过类型转换，可以将同样底层数据但语义不同的值显式转换，使得运算和比较变得类型安全。例如

   var c Celsius
   var f Fahrenheit
   // c == f // 编译错误：类型不匹配
   fmt.Println(c == Celsius(f)) // 显式转换后可以比较
   

类型与方法

1. 方法集

   命名类型不仅是一个新的数据类型，还可以为该类型定义方法，这使得它拥有特定的行为。

   func (c Celsius) String() string {return fmt.Sprintf("%g°C", c)
   }
   

   这段代码为 Celsius 类型定义了一个 String 方法，在调用 fmt.Printf 时会自动调用该方法来格式化输出。（因为 fmt 包会自动调用 String 方法）（具体一点说：当一个类型实现了 String() string 方法后，它就满足了 fmt 包定义的 Stringer 接口。fmt 包在格式化输出时，会检查传入的值是否实现了该接口，如果实现了，就自动调用 String() 方法来获取该值的字符串表示。）

   c := FToC(212.0)
   fmt.Println(c.String()) // 输出 "100°C"
   fmt.Printf("%v\n", c)   // 也输出 "100°C"，因为 fmt 包会自动调用 String 方法

   为类型定义方法不仅增加了代码的可读性，也让类型更具语义。

如何定义 Celsius 与 Fahrenheit 两个命名类型及它们之间的转换和方法

// Package tempconv performs Celsius and Fahrenheit temperature computations.
package tempconvimport "fmt"type Celsius float64    // 定义摄氏温度类型
type Fahrenheit float64 // 定义华氏温度类型// 常量声明
const (AbsoluteZeroC Celsius = -273.15 // 绝对零度（摄氏）FreezingC     Celsius = 0       // 冰点（摄氏）BoilingC      Celsius = 100     // 沸点（摄氏）
)// CToF 将摄氏温度转换为华氏温度
func CToF(c Celsius) Fahrenheit { return Fahrenheit(c*9/5 + 32) 
}// FToC 将华氏温度转换为摄氏温度
func FToC(f Fahrenheit) Celsius { return Celsius((f - 32) * 5 / 9) 
}// Celsius 的 String 方法，使其输出更友好
func (c Celsius) String() string { return fmt.Sprintf("%g°C", c) 
}

• Celsius 类型的 String 方法为其提供了定制格式，当使用 fmt 包打印时，会自动调用此方法。

类型比较与运算

• 支持内置运算符

  因为 Celsius 和 Fahrenheit 的底层类型都是 float64，所以它们可以使用底层类型的算术和比较运算符。例如：

  
  fmt.Printf("%g\n", BoilingC-FreezingC) // 输出 "100"
  boilingF := CToF(BoilingC)
  fmt.Printf("%g\n", boilingF-CToF(FreezingC)) // 输出 "180"
  

  注意，直接将 Fahrenheit 与 Celsius 进行运算会导致编译错误，因为它们是不同的命名类型。

• 比较运算

  只有相同类型之间才能进行直接比较：

  var c Celsius
  var f Fahrenheit
  fmt.Println(c == 0)          // "true"，0 会被视为 Celsius 类型的零值
  fmt.Println(f >= 0)          // "true"，同理，0 对于 Fahrenheit 也是零值
  // fmt.Println(c == f)       // 编译错误：类型不匹配
  fmt.Println(c == Celsius(f)) // 正确：通过类型转换后比较
  

总结

1. 类型定义描述了变量的内存表示、支持的运算符和方法集，同时区分不同的语义。
2. 将不同的概念定义为不同的命名类型，即使它们底层相同，也能在编译期防止错误的混用。（例如，不小心将温度与文件描述符混用可能引发错误，通过定义不同类型就可以避免这种情况。）
3. 类型转换 T(x) 只改变 x 的类型标签而不改变底层数据。转换要求两个类型有相同的底层类型或兼容的结构。
4. 方法与类型行为：为命名类型定义方法（如 String 方法），使得在打印和其它操作时可以自动调用，增强了类型的表现力。
5. 新类型继承了底层类型的算术与比较操作，但必须保证操作数类型一致。