目標

了解類型定義不僅告訴編譯器如何在內存中存儲和處理數據，還對程序設計產生深遠影響：

• 內存結構：類型決定了變量的底層存儲（比如占用多少字節、內存布局等）。
• 操作符與方法集：類型決定了哪些內置運算符適用于它，以及能否為該類型定義方法，從而擴展它的行為。
• 語義區分：通過定義新類型，即使它們的底層類型相同，也能明確區分不同概念，避免混用（例如溫度單位、索引、文件描述符等）。
• 可讀性與安全性：使用命名類型可以讓代碼語義更明確，從而降低出錯的風險。

概念

1. 每個變量或表達式都有一個類型，類型描述了值的屬性，如數據占用的內存大小、內部結構、支持哪些操作以及關聯的方法集等。
2. 一個 int 類型的變量可能用于表示索引、時間戳或月份；一個 float64 類型的變量可能表示速度或溫度。盡管底層都是數字，但語義上卻截然不同。
3. 內存與數據表示：每個數據類型在內存中的表示方式（如整數占用 32 位或 64 位）由其底層類型決定。命名類型會沿用相同的存儲方式，但在類型系統中賦予它新的含義。
4. 方法與接收者
   • **方法的定義：**在 Go 中，可以為任意命名類型定義方法，使得該類型的值具有特定行為（如格式化輸出）。
   • 調用示例：fmt.Printf 等函數會自動調用類型的 String 方法，從而定制輸出格式。
   • 靜態分派：fmt.Printf 等函數會自動調用類型的 String 方法，從而定制輸出格式。

要點

類型聲明語句

type 新類型名稱 底層類型

這條語句創建一個新的類型名稱，其底層結構與現有類型相同，但在類型系統中被認為是不同的。例如：

type Celsius float64    // 攝氏溫度類型
type Fahrenheit float64 // 華氏溫度類型

即使 Celsius 和 Fahrenheit 都基于 float64，它們是兩個不同的類型，防止你無意中混用不同溫度單位的數據。

• 命名規則與導出
  • 如果新類型名稱的首字符大寫，則表示該類型對包外可見（導出）。
  • Go 語言中關于 Unicode 字母的規則也使得中文命名默認不能導出（Go 1 的規則），但在將來的 Go 2 中可能會調整。
• 用途
  • 語義區分：通過定義不同的命名類型（即使底層相同）可以讓程序更安全，不會將代表不同概念的值誤用在一起。
  • 簡化代碼：對于復雜或冗長的類型，用一個簡單的名稱可以使代碼更清晰易讀。

類型轉換操作

1. 操作形式

   類型轉換寫作 T(x)，它不會改變 x 的實際值，只是將它“貼上”新的類型標簽

   var f Fahrenheit = CToF(BoilingC)
   fmt.Println(Celsius(f)) // 將 f 轉換為 Celsius 類型
   

   • 限制：只有當兩個類型的底層類型完全相同時，或者都是指向相同底層結構的指針時，才能進行轉換。

2. 作用

   通過類型轉換，可以將同樣底層數據但語義不同的值顯式轉換，使得運算和比較變得類型安全。例如

   var c Celsius
   var f Fahrenheit
   // c == f // 編譯錯誤：類型不匹配
   fmt.Println(c == Celsius(f)) // 顯式轉換后可以比較
   

類型與方法

1. 方法集

   命名類型不僅是一個新的數據類型，還可以為該類型定義方法，這使得它擁有特定的行為。

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

   這段代碼為 Celsius 類型定義了一個 String 方法，在調用 fmt.Printf 時會自動調用該方法來格式化輸出。（因為 fmt 包會自動調用 String 方法）（具體一點說：當一個類型實現了 String() string 方法后，它就滿足了 fmt 包定義的 Stringer 接口。fmt 包在格式化輸出時，會檢查傳入的值是否實現了該接口，如果實現了，就自動調用 String() 方法來獲取該值的字符串表示。）

   c := FToC(212.0)
   fmt.Println(c.String()) // 輸出 "100°C"
   fmt.Printf("%v\n", c)   // 也輸出 "100°C"，因為 fmt 包會自動調用 String 方法

   為類型定義方法不僅增加了代碼的可讀性，也讓類型更具語義。

如何定義 Celsius 與 Fahrenheit 兩個命名類型及它們之間的轉換和方法

// Package tempconv performs Celsius and Fahrenheit temperature computations.
package tempconvimport "fmt"type Celsius float64    // 定義攝氏溫度類型
type Fahrenheit float64 // 定義華氏溫度類型// 常量聲明
const (AbsoluteZeroC Celsius = -273.15 // 絕對零度（攝氏）FreezingC     Celsius = 0       // 冰點（攝氏）BoilingC      Celsius = 100     // 沸點（攝氏）
)// CToF 將攝氏溫度轉換為華氏溫度
func CToF(c Celsius) Fahrenheit { return Fahrenheit(c*9/5 + 32) 
}// FToC 將華氏溫度轉換為攝氏溫度
func FToC(f Fahrenheit) Celsius { return Celsius((f - 32) * 5 / 9) 
}// Celsius 的 String 方法，使其輸出更友好
func (c Celsius) String() string { return fmt.Sprintf("%g°C", c) 
}

• Celsius 類型的 String 方法為其提供了定制格式，當使用 fmt 包打印時，會自動調用此方法。

類型比較與運算

• 支持內置運算符

  因為 Celsius 和 Fahrenheit 的底層類型都是 float64，所以它們可以使用底層類型的算術和比較運算符。例如：

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

  注意，直接將 Fahrenheit 與 Celsius 進行運算會導致編譯錯誤，因為它們是不同的命名類型。

• 比較運算

  只有相同類型之間才能進行直接比較：

  var c Celsius
  var f Fahrenheit
  fmt.Println(c == 0)          // "true"，0 會被視為 Celsius 類型的零值
  fmt.Println(f >= 0)          // "true"，同理，0 對于 Fahrenheit 也是零值
  // fmt.Println(c == f)       // 編譯錯誤：類型不匹配
  fmt.Println(c == Celsius(f)) // 正確：通過類型轉換后比較
  

總結

1. 類型定義描述了變量的內存表示、支持的運算符和方法集，同時區分不同的語義。
2. 將不同的概念定義為不同的命名類型，即使它們底層相同，也能在編譯期防止錯誤的混用。（例如，不小心將溫度與文件描述符混用可能引發錯誤，通過定義不同類型就可以避免這種情況。）
3. 類型轉換 T(x) 只改變 x 的類型標簽而不改變底層數據。轉換要求兩個類型有相同的底層類型或兼容的結構。
4. 方法與類型行為：為命名類型定義方法（如 String 方法），使得在打印和其它操作時可以自動調用，增強了類型的表現力。
5. 新類型繼承了底層類型的算術與比較操作，但必須保證操作數類型一致。