Go语言运算符全解析:算术、位运算与优先级
掌握Go语言的运算符是编写健壮程序的基础。本文系统梳理了算数、关系、逻辑、位运算、赋值及其他(如指针)运算符的语法特性。通过实际代码演示字符串拼接、位操作计算及地址引用,并阐明由上至下的优先级规则与括号使用场景。
什么是Go语言的运算符
在Go语言中,运算符用于对变量和值执行数学或逻辑操作。根据其功能分类,主要包含:
- 算术运算符:进行加减乘除及取模运算。
- 关系运算符:比较两个值的相等性或大小关系。
- 逻辑运算符:组合布尔条件。
- 位运算符:处理整数在内存中的二进制位。
- 赋值运算符:为变量赋予新值。
- 其他运算符:主要用于指针操作。
第1步:使用算术运算符
算术运算符支持基本的数学计算。Go语言要求参与运算的数据类型必须一致。
除了数字类型,+ 号还可以用于 字符串拼接。此外,自增(++)和自减(--)作为语句存在,不作为表达式返回值。
以下为完整演示代码:
package main
import "fmt"
func main() {
var a int = 21
var b int = 10
var c int
c = a + b
fmt.Printf("第一行 - c 的值为 %d\n", c)
c = a - b
fmt.Printf("第二行 - c 的值为 %d\n", c)
c = a * b
fmt.Printf("第三行 - c 的值为 %d\n", c)
c = a / b
fmt.Printf("第四行 - c 的值为 %d\n", c)
c = a % b
fmt.Printf("第五行 - c 的值为 %d\n", c)
// a++ 等效于 a=a+1 等效于 a+=1
a++
fmt.Printf("第六行 - a 的值为 %d\n", a)
a = 21 // 为了方便测试,a 这里重新赋值为 21
// a-- 等效于 a=a-1 等效于a-=1
a--
fmt.Printf("第七行 - a 的值为 %d\n", a)
}
//输出结果:
第一行 - c 的值为 31
第二行 - c 的值为 11
第三行 - c 的值为 210
第四行 - c 的值为 2
第五行 - c 的值为 1
第六行 - a 的值为 22
第七行 - a 的值为 20
字符串拼接示例:
package main
import "fmt"
func main() {
a := "hello"
b := "world"
c := a + b
fmt.Println(c)
}
//输出结果:
helloworld
第2步:使用关系运算符
关系运算符用于判断两个数值之间的关系,返回布尔值 true 或 false。
| 运算符 | 描述 | 实例 (假设 A=10, B=20) |
|---|---|---|
| == | 检查两边值是否相等 | (A == B) 为 False |
| != | 检查两边值是否不相等 | (A != B) 为 True |
| > | 检查左边值是否大于右边值 | (A > B) 为 False |
| < | 检查左边值是否小于右边值 | (A < B) 为 True |
| >= | 检查左边值是否大于等于右边值 | (A >= B) 为 False |
| <= | 检查左边值是否小于等于右边值 | (A <= B) 为 True |
代码演示:
package main
import "fmt"
func main() {
var a int = 21
var b int = 10
if( a == b ) {
fmt.Printf("第一行 - a 等于 b\n" )
} else {
fmt.Printf("第一行 - a 不等于 b\n" )
}
if ( a < b ) {
fmt.Printf("第二行 - a 小于 b\n" )
} else {
fmt.Printf("第二行 - a 不小于 b\n" )
}
if ( a > b ) {
fmt.Printf("第三行 - a 大于 b\n" )
} else {
fmt.Printf("第三行 - a 不大于 b\n" )
}
/* Lets change value of a and b */
a = 5
b = 20
if ( a <= b ) {
fmt.Printf("第四行 - a 小于等于 b\n" )
}
if ( b >= a ) {
fmt.Printf("第五行 - b 大于等于 a\n" )
}
}
//输出结果
第一行 - a 不等于 b
第二行 - a 不小于 b
第三行 - a 大于 b
第四行 - a 小于等于 b
第五行 - b 大于等于 a
第3步:构建逻辑运算符
逻辑运算符连接多个布尔条件。前提是参与运算的操作数均为布尔类型。
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| && | 逻辑 AND(且)。两边都为 true 时结果为 true。 | (A && B) 为 False |
| || | 逻辑 OR(或)。有一边为 true 时结果为 true。 | (A || B) 为 True |
| ! | 逻辑 NOT(非)。反转操作数的状态。 | !(A && B) 为 True |
代码演示:
package main
import "fmt"
func main() {
var a bool = true
var b bool = false
if ( a && b ) {
fmt.Printf("第一行 - 条件为 true\n" )
}
if ( a || b ) {
fmt.Printf("第二行 - 条件为 true\n" )
}
/* 修改 a 和 b 的值 */
a = false
b = true
if ( a && b ) {
fmt.Printf("第三行 - 条件为 true\n" )
} else {
fmt.Printf("第三行 - 条件为 false\n" )
}
if ( !(a && b) ) {
fmt.Printf("第四行 - 条件为 true\n" )
}
}
//输出结果:
第二行 - 条件为 true
第三行 - 条件为 false
第四行 - 条件为 true
第4步:掌握位运算符
位运算符直接对存储在内存中的整数的二进制位进行操作。对于无符号整数 uint,右移时高位补 0。
关键规则:
- AND (&):两位均为 1 则结果为 1。
- OR (|):只要有一位为 1 则结果为 1。
- XOR (^):两位相异则结果为 1。
- 左移 (<<):左边的数各二进位全部左移若干位,相当于乘以 2 的 n 次方。
- 右移 (>>):右边的数各二进位全部右移若干位,相当于除以 2 的 n 次方。
假设 A = 60 (0011 1100),B = 13 (0000 1101)。演示代码如下:
package main
import "fmt"
func main() {
var a uint = 60 /* 60 = 0011 1100 */
var b uint = 13 /* 13 = 0000 1101 */
var c uint = 0
c = a & b /* 12 = 0000 1100 */
fmt.Printf("第一行 - c 的值为 %d\n", c)
c = a | b /* 61 = 0011 1101 */
fmt.Printf("第二行 - c 的值为 %d\n", c)
c = a ^ b /* 49 = 0011 0001 */
fmt.Printf("第三行 - c 的值为 %d\n", c)
c = a << 2 /* 240 = 1111 0000 */
fmt.Printf("第四行 - c 的值为 %d\n", c)
c = a >> 2 /* 15 = 0000 1111 */
fmt.Printf("第五行 - c 的值为 %d\n", c)
}
//输出结果为:
第一行 - c 的值为 12
第二行 - c 的值为 61
第三行 - c 的值为 49
第四行 - c 的值为 240
第五行 - c 的值为 15
第5步:应用赋值与复合赋值运算符
基础的赋值运算符为 =,它会将右侧表达式的值赋给左侧变量。
Go还提供了复合赋值运算符,例如 += 等同于 a = a + b。此类运算符能简化代码书写,同时涵盖移位和位运算的赋值。
详细演示:
package main
import "fmt"
func main() {
var a int = 21
var c int
c = a
fmt.Printf("第 1 行 - = 运算符实例,c 值为 = %d\n", c)
c += a
fmt.Printf("第 2 行 - += 运算符实例,c 值为 = %d\n", c)
c -= a
fmt.Printf("第 3 行 - -= 运算符实例,c 值为 = %d\n", c)
c *= a
fmt.Printf("第 4 行 - *= 运算符实例,c 值为 = %d\n", c)
c /= a
fmt.Printf("第 5 行 - /= 运算符实例,c 值为 = %d\n", c)
c = 200
c <<= 2
fmt.Printf("第 6行 - <<= 运算符实例,c 值为 = %d\n", c)
c >>= 2
fmt.Printf("第 7 行 - >>= 运算符实例,c 值为 = %d\n", c)
c &= 2
fmt.Printf("第 8 行 - &= 运算符实例,c 值为 = %d\n", c)
c ^= 2
fmt.Printf("第 9 行 - ^= 运算符实例,c 值为 = %d\n", c)
c |= 2
fmt.Printf("第 10 行 - |= 运算符实例,c 值为 = %d\n", c)
}
//输出结果:
第 1 行 - = 运算符实例,c 值为 = 21
第 2 行 - += 运算符实例,c 值为 = 42
第 3 行 - -= 运算符实例,c 值为 = 21
第 4 行 - *= 运算符实例,c 值为 = 441
第 5 行 - /= 运算符实例,c 值为 = 21
第 6行 - <<= 运算符实例,c 值为 = 800
第 7 行 - >>= 运算符实例,c 值为 = 200
第 8 行 - &= 运算符实例,c 值为 = 0
第 9 行 - ^= 运算符实例,c 值为 = 2
第 10 行 - |= 运算符实例,c 值为 = 2
第6步:理解指针与其他特殊运算符
除了上述基本运算外,&(取地址符)和 *(指针解引用符)也是 Go 语言的重要组成部分。
&a:返回变量a在内存中的实际地址。*ptr:访问指针ptr所指向的内存地址存储的值。
使用场景示例:
package main
import "fmt"
func main() {
var a int = 4
var b int32
var c float32
var ptr *int
/* 运算符实例 */
fmt.Printf("第 1 行 - a 变量类型为 = %T\n", a)
fmt.Printf("第 2 行 - b 变量类型为 = %T\n", b)
fmt.Printf("第 3 行 - c 变量类型为 = %T\n", c)
/* & 和 * 运算符实例 */
ptr = &a /* 'ptr' 包含了 'a' 变量的地址 */
fmt.Printf("a 的值为 %d\n", a)
fmt.Printf("*ptr 为 %d\n", *ptr)
}
//输出结果:
第 1 行 - a 变量类型为 = int
第 2 行 - b 变量类型为 = int32
第 3 行 - c 变量类型为 = float32
a 的值为 4
*ptr 为 4
正确设置运算符优先级
当表达式中包含多种运算符时,编译器按照预定义的优先级顺序执行。二元运算符的求值方向均是从左至右。
优先级由高到低排列如下:
- 优先级 5:
* / % << >> & &^ - 优先级 4:
+ - | ^ - 优先级 3:
== != < <= > >= - 优先级 2:
&& - 优先级 1:
||
若需要改变默认的计算顺序,可以使用括号 ()。括号内的表达式将首先被计算。如下例所示:
package main
import "fmt"
func main() {
var a int = 20
var b int = 10
var c int = 15
var d int = 5
var e int
e = (a + b) * c / d // ( 30 * 15 ) / 5
fmt.Printf("(a + b) * c / d 的值为 : %d\n", e)
e = ((a + b) * c) / d // (30 * 15 ) / 5
fmt.Printf("((a + b) * c) / d 的值为 : %d\n", e)
e = (a + b) * (c / d) // (30) * (15/5)
fmt.Printf("(a + b) * (c / d) 的值为 : %d\n", e)
e = a + (b*c)/d // 20 + (150/5)
fmt.Printf("a + (b * c) / d 的值为 : %d\n", e)
}
//输出结果:
(a + b) * c / d 的值为 : 90
((a + b) * c) / d 的值为 : 90
(a + b) * (c / d) 的值为 : 90
a + (b * c) / d 的值为 : 50
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