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Go语言运算符全解析

news 2025/8/26 6:02:17

基本运算符

算术运算符

  • + 加法：

    • 数值相加：3 + 5 结果为 8
    • 字符串拼接："Hello" + " " + "World" 结果为 "Hello World"
    • 示例：sum := 10 + 20 // sum = 30

  • - 减法：

    • a - b 计算两个数的差
    • 示例：diff := 15 - 7 // diff = 8

  • * 乘法：

    • a * b 计算两个数的乘积
    • 示例：product := 3 * 4 // product = 12

  • / 除法：

    • 整数除法会截断小数部分：5 / 2 = 2
    • 浮点数除法保留小数：5.0 / 2 = 2.5
    • 示例：quotient := 10 / 3 // quotient = 3

  • % 取模：

    • 求余数：5 % 2 = 1
    • 示例：remainder := 10 % 3 // remainder = 1

  • ++ 自增：

    • 只能作为语句：i++
    • 不能作为表达式：x = i++ 是非法语法
    • 示例：
      i := 0
i++ // i = 1

  • -- 自减：

    • 只能作为语句：i--
    • 示例：
      j := 5
j-- // j = 4

关系运算符

  • == 等于：

    • 比较两个值是否相等：a == b
    • 示例：isEqual := (10 == 10) // isEqual = true

  • != 不等于：

    • 示例：isNotEqual := (10 != 5) // isNotEqual = true

  • > 大于：

    • 示例：isGreater := (15 > 10) // isGreater = true

  • < 小于：

    • 示例：isLess := (3 < 5) // isLess = true

  • >= 大于等于：

    • 示例：isGE := (10 >= 10) // isGE = true

  • <= 小于等于：

    • 示例：isLE := (5 <= 10) // isLE = true

逻辑运算符

  • && 逻辑与：

    • 短路运算：false && expr 不计算右边表达式
    • 示例：
      if x > 0 && y < 10 {// 只有x>0且y<10都为真时才执行
}

  • || 逻辑或：

    • 短路运算：true || expr 不计算右边表达式
    • 示例：
      if x == 0 || y == 0 {// x等于0或y等于0时执行
}

  • ! 逻辑非：

    • 取反操作：!true 为 false
    • 示例：
      isValid := false
if !isValid {// 当isValid为false时执行
}

位运算符

  • & 按位与：

    • 示例：0b1010 & 0b1100 = 0b1000 (即 10 & 12 = 8)

  • | 按位或：

    • 示例：0b1010 | 0b1100 = 0b1110 (即 10 | 12 = 14)

  • ^ 按位异或：

    • 示例：0b1010 ^ 0b1100 = 0b0110 (即 10 ^ 12 = 6)

  • << 左移位：

    • 示例：1 << 3 得 8 (二进制 0001 左移3位变为 1000)

  • >> 右移位：

    • 示例：8 >> 2 得 2 (二进制 1000 右移2位变为 0010)

  • &^ 位清除(AND NOT)：

    • 示例：0b1010 &^ 0b1100 = 0b0010 (即 10 &^ 12 = 2)

赋值运算符

  • = 基本赋值：

    • 示例：x = 10

  • 复合赋值：

    • +=：x += 5 等价于 x = x + 5
    • -=：x -= 3 等价于 x = x - 3
    • *=：x *= 2 等价于 x = x * 2
    • /=：x /= 4 等价于 x = x / 4
    • %=：x %= 3 等价于 x = x % 3
    • <<=：x <<= 1 等价于 x = x << 1
    • >>=：x >>= 2 等价于 x = x >> 2
    • &=：x &= 0xF 等价于 x = x & 0xF
    • ^=：x ^= 0xFF 等价于 x = x ^ 0xFF
    • |=：x |= 0x0F 等价于 x = x | 0x0F

特殊运算符

指针运算符

  • & 取地址：

    • 获取变量内存地址：&x
    • 示例：
      x := 10
ptr := &x // ptr现在保存x的内存地址

  • * 解引用：

    • 访问指针指向的值：*ptr
    • 示例：
      x := 10
ptr := &x
fmt.Println(*ptr) // 输出10

通道运算符

  • <- 用于通道的发送和接收：

    • 发送：ch <- value 将value发送到通道ch

      ch := make(chan int)
go func() {ch <- 42 // 发送42到通道
}()

    • 接收：value := <-ch 从通道ch接收值

      received := <-ch // 从通道接收值
fmt.Println(received) // 输出42

类型断言运算符

  • .(type) 用于接口类型断言：

    • 类型判断：

      var val interface{} = "hello"
if s, ok := val.(string); ok {fmt.Println(s) // 输出"hello"
}

    • 类型开关：

      switch v := x.(type) {
case int:fmt.Println("int:", v)
case string:fmt.Println("string:", v)
default:fmt.Println("unknown type")
}

内存分配运算符

  • new：

    • 分配零值内存并返回指针：ptr := new(int)
    • 示例：
      p := new(int) // p是*int类型，指向的int值为0
*p = 10       // 修改指针指向的值

  • make：

    • 用于slice、map和channel的初始化
    • 示例：
      s := make([]int, 10)   // 长度10的slice
m := make(map[string]int) // 空map
ch := make(chan int, 5)   // 缓冲区大小5的通道

运算符优先级

优先级从高到低：

  1. * / % << >> & &^
  2. + - | ^
  3. == != < <= > >=
  4. &&
  5. ||

示例：

result := 5 + 3 * 2 // 结果为11，因为乘法优先级高于加法

优先级括号明确：

result := (5 + 3) * 2 // 结果为16，括号改变优先级

运算符重载

Go 语言不支持运算符重载。替代方案：

使用方法调用实现类似功能，例如实现 Add 方法代替 + 运算符：

type Vector struct { X, Y float64 }func (v Vector) Add(u Vector) Vector {return Vector{v.X + u.X, v.Y + u.Y}
}func main() {v1 := Vector{1, 2}v2 := Vector{3, 4}sum := v1.Add(v2) // 结果为Vector{4, 6}
}

实际应用示例

算术运算符

// 计算圆的面积
radius := 5.0
area := math.Pi * radius * radius
fmt.Printf("Area: %.2f\n", area) // 输出: Area: 78.54// 计算两点间距离
func distance(x1, y1, x2, y2 float64) float64 {dx := x2 - x1dy := y2 - y1return math.Sqrt(dx*dx + dy*dy)
}

位运算符优化

// 快速判断奇偶
isEven := num & 1 == 0  // 如果num是偶数则为true// 乘以2的幂次
result := num << 3 // 等同于 num * 8// 交换两个变量的值(不使用临时变量)
a, b := 10, 20
a ^= b
b ^= a
a ^= b // 现在a=20, b=10// 检查是否为2的幂次
isPowerOfTwo := n > 0 && (n & (n - 1)) == 0

通道运算符

// 并发处理多个任务
func worker(id int, jobs <-chan int, results chan<- int) {for j := range jobs {time.Sleep(time.Second) // 模拟耗时操作results <- j * 2}
}func main() {jobs := make(chan int, 100)results := make(chan int, 100)// 启动3个workerfor w := 1; w <= 3; w++ {go worker(w, jobs, results)}// 发送9个任务for j := 1; j <= 9; j++ {jobs <- j}close(jobs)// 收集结果for a := 1; a <= 9; a++ {fmt.Println(<-results)}
}

常见错误与陷阱

整数除法

a := 5 / 2 // 结果为2，不是2.5// 正确做法：
b := float64(5) / 2 // 2.5// 常见错误场景：
percentage := part / total * 100 // 如果part和total都是整数，结果可能为0
// 正确应为：
percentage := float64(part) / float64(total) * 100

逻辑短路

if p != nil && *p == 10 { // 安全访问指针，因为如果p为nil，不会执行*p
}// 错误示范：
if *p == 10 && p != nil { // 可能导致panic
}

nil 指针

var p *int
*p = 10 // 运行时panic，因为p是nil// 安全做法：
if p != nil {*p = 10
}// 或者使用new初始化：
p := new(int)
*p = 10 // 安全

优先级错误

if a == 1 || b == 2 && c == 3 { ... } 
// 实际解析为：a == 1 || (b == 2 && c == 3)
// 可能意图是：(a == 1 || b == 2) && c == 3// 正确做法是明确使用括号：
if (a == 1 || b == 2) && c == 3 { ... }

性能优化建议

位运算替代算术运算

// 用位运算代替乘除2的幂次
x = x << 1 // 代替 x * 2
x = x >> 1 // 代替 x / 2// 取模运算优化
remainder := x & (n-1) // 代替 x % n，当n是2的幂次时// 判断符号位
isNegative := x >> 31 // 对于32位整数

避免高开销运算符

// 减少不必要的浮点运算
// 错误示例：
for i := 0; i < n; i++ {x := float64(i) * 0.1 // 每次循环都做浮点转换
}// 优化为：
step := 0.1
for i := 0; i < n; i++ {x := float64(i) * step // 只做一次浮点转换
}// 避免频繁的内存分配
// 错误示例：
for i := 0; i < 1000; i++ {s := make([]byte, 1024) // 每次循环都分配新内存// 使用s...
}// 优化为：
buf := make([]byte, 1024)
for i := 0; i < 1000; i++ {// 重用buf// 使用buf...
}

编译器优化

// 使用常量表达式让编译器优化
const mask = 1<<10 - 1 // 编译时计算// 错误示例：
var mask = 1<<10 - 1 // 运行时计算// 循环展开优化
const size = 4
var sum int
for i := 0; i < size; i++ {sum += i
}
// 编译器可能会展开为：
sum = 0 + 1 + 2 + 3

通道操作优化

// 批量处理优于单次操作
// 低效：
for i := 0; i < 1000; i++ {ch <- i // 1000次通道操作
}// 优化为：
batch := make([]int, 1000)
for i := 0; i < 1000; i++ {batch[i] = i
}
ch <- batch // 1次通道操作// 合理设置通道缓冲区大小
// 无缓冲(同步)：
ch1 := make(chan int) // 发送和接收必须同时准备好// 有缓冲(异步)：
ch2 := make(chan int, 100) // 可以缓冲100个元素

http://www.xdnf.cn/news/1361737.html

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