Go 数据类型篇（六）：基本数据类型之间的转化

通过前面几篇教程，学院君已经陆续介绍完了 Go 语言中的基本数据类型，分别是布尔类型、整型、浮点型、复数类型、字符串和字符类型，此外，Go 语言还支持这些基本数据类型之间的转化，不过由于 Go 是强类型语言，所以不支持动态语言那种自动转化，而是要对变量进行强制类型转化。

下面，我们来看看在 Go 语言中如何实现不同数据类型之间的强制转化。

数值类型之间的转化

整型之间的转化

关于数值类型之间的转化，我们前面在介绍运算符的时候已经提到过，在进行类型转化时只需要调用要转化的数据类型对应的函数即可：

v1 := uint(16)   // 初始化 v1 类型为 unit
v2 := int8(v1)   // 将 v1 转化为 int8 类型并赋值给 v2
v3 := uint16(v2) // 将 v2 转化为 uint16 类型并赋值给 v3

看起来很简单，不过需要注意，在有符号与无符号以及高位数字向低位数字转化时，需要注意数字的溢出和截断。

比如我们看这个例子：

v1 := uint(-255)

由于 uint 是无符号整型，无符号数字不包含负数，所以上述转化编译时会报溢出错误：

constant -255 overflows uint

我们将上述代码改造如下，将无符号数字转化为有符号数字：

v1 := uint(255)
v2 := int8(v1)  // v2 = -1

由于 int8 能够表示的范围是 -128~127，255 超出其表示范围，所以，会截取后8位，v1 是一个无符号整型，后八位都是 1，int8 是一个有符号的整型，所以最高位作为符号位，因此转化后的数字 v2 是负数，取 1111 1111 的补码，所以转化结果是 -1。

有人可能困惑为啥是 -1，而不是 -127，这就要了解计算机底层是如何表示数字的了。

原码、反码和补码

计算机底层是通过二进制表示数字的，我们把这种二进制形式的数字称之为机器数，数字是有正负之分的，这个正负是通过机器数的第一位作为标识的（俗称符号位）：0 表示正数，1 表示负数。为区别有符号数真实值与形式值的不同，又将带符号位的机器数对应的真正数值称为机器数的真值（无符号数的真值就是自身）。

除了基本的二进制数字外，计算机还提供了三种数字编码方式：原码、反码和补码。

原码就是符号位+真值，比如：

[+1]原 = 0000 0001
[-1]原 = 1000 0001

以 8 位二进制数表示范围为例，使用原码的话对应的区间范围是 [11111111, 01111111]，即 [-127, 127]。

我们接着来看反码，正数的反码是自身，负数的反码是在其原码基础上，符号位不变，其余各位按位取反。比如：

[+1]反 = 0000 0001
[-1]反 = 1111 1110

以 8 位二进制数表示范围为例，使用反码的话对应的区间范围是 [11111111, 01111111]，还是 [-127, 127]。

上面两种编码都存在一个问题，那就是数字 0 存在 +0 和 -0 两种编码：

[+0]原 = 0000 0000
[-0]原 = 1000 0000

[+0]反 = 0000 0000
[-0]反 = 1111 1111

这就导致数字 0 在计算机中的编码不唯一，对于凡事要求确定性的计算机来说，这是绝对不行的，为了解决这个问题，计算机科学家们又提出补码的概念。

正数的补码和反码一样，都是其自身，而负数的补码是在其原码基础上，符号位不变，其余各位按位取反，最后+1（即反码+1）。比如：

[+1]补 = 0000 0001
[-1]补 = 1111 1111

就是这个简单的 +1，却非常巧妙地解决了数字 0 双重编码的问题，现在，+0 的补码是 0000 0000，但是 -0 的补码变成了 0000 0000，所以只有一个表示 0 的编码了。

不仅如此，所有的负数都整体做了 +1 操作，之前的 1111 1111 由于进位溢出，变成了 1000 0000，我们将这个数字用于表示 -128，所以对于 8 位机器数，通过补码表示的话，现在的情况是：

• 正数区间依然是 [0, 127] 不变；
• 负数区间变成了 [-128, -1]（之前 [-127, -0] 每个数字 +1 演化而来）。

这也是目前计算机系统底层 8 位整型数字的区间范围，所以计算机底层是通过补码来表示数字的，也只能通过补码来表示。

了解到这里，我们再来看为什么 uint 类型的 255 转化为 int8 类型的值后是 -1。

255 是无符号正数，补码和原码都是 255，即 16 个 1 组成的机器数，转化为 int8 类型后，由于 int8 只能存放 8 位机器数，所以会截取 255 后 8 位数字，也就是 1111 1111，int8 是有符号数字，第一位是符号位，所以真值是后 7 位，计算机底层通过补码表示数字，需要将其转化为补码，而这个数字又是负数，所以需要将后 7 位按位取反再 +1，也就是 1000 0001，即 -1。

整型与浮点型之间的转化

然后，我们再来看下整型和浮点型之间的转化，浮点型转化为整型时，小数位被丢弃：

v1 := 99.99
v2 := int(v1)  // v2 = 99

将整型转化为浮点型时，比较简单，直接调用对应的函数即可：

v1 := 99
v2 := float64(v2). // v2 = 99

数值和布尔类型之间的转化

目前 Go 语言不支持将数值类型转化为布尔型，你需要自己根据需求去实现类似的转化。

字符串和其他基本类型之间的转化

将整型转化为字符串

整型数据可以通过 Unicode 字符集转化为对应的 UTF-8 编码的字符串：

v1 := 65
v2 := string(v1)  // v2 = A

v3 := 30028
v4 := string(v3)  // v4 = 界

Unicode 兼容 ASCII 字符集，所以 65 被转化为 A。

此外，还可以将 byte 数组或者 rune 数组转化为字符串，因为字符串底层就是通过这两个基本字符类型构建的：

v1 := []byte{'h', 'e', 'l', 'l', 'o'}
v2 := string(v1)  // v2 = hello

v3 := []rune{0x5b66, 0x9662, 0x541b}
v4 := string(v3)  // v4 = 学院君

当然了，byte 是 uint8 的别名，rune 是 int32 的别名，所以也可以看做是整型数组和字符串之间的转化。

strconv 包

Go 语言默认不支持将字符串类型强制转化为数值类型，即使字符串中包含数字也不行。

如果要实现更强大的基本数据类型与字符串之间的转化，可以使用 Go 官方 strconv 包提供的函数：

v1 := "100"
v2, _ := strconv.Atoi(v1)  // 将字符串转化为整型，v2 = 100

v3 := 100
v4 := strconv.Itoa(v3)   // 将整型转化为字符串, v4 = "100"

v5 := "true"
v6, _ := strconv.ParseBool(v5)  // 将字符串转化为布尔型
v5 = strconv.FormatBool(v6)  // 将布尔值转化为字符串

v7 := "100"
v8, _ := strconv.ParseInt(v7, 10, 64)   // 将字符串转化为整型，第二个参数表示进制，第三个参数表示最大位数
v7 = strconv.FormatInt(v8, 10)   // 将整型转化为字符串，第二个参数表示进制

v9, _ := strconv.ParseUint(v7, 10, 64)   // 将字符串转化为无符号整型，参数含义同 ParseInt
v7 = strconv.FormatUint(v9, 10)  // 将无符号整数型转化为字符串，参数含义同 FormatInt

v10 := "99.99"
v11, _ := strconv.ParseFloat(v10, 64)   // 将字符串转化为浮点型，第二个参数表示精度
v10 = strconv.FormatFloat(v11, 'E', -1, 64)

q := strconv.Quote("Hello, 世界")    // 为字符串加引号
q = strconv.QuoteToASCII("Hello, 世界")  // 将字符串转化为 ASCII 编码

关于 strconv 包的更多功能，请查看对应的包 API。