前言
golang类型推断可以省略类型，像写动态语言代码一样，让编程变得更加简单，同时也保留了静态类型的安全性。 类型推断往往也伴随着类型的隐式转换，二者均与golang的编译器有关。在了解了golang的类型推断与隐式类型转换原理后，将对如下问题信手拈来——下述代码能通过编译吗？b的值是什么类型？
// eg.1 a := 1.1 b := 1 + a // eg.2 a := 1 b := 1.1 + a // eg.3 a1 := 1 a2 := 1.1 b := a1 + a2 // eg.4 const b = 3 * 0.333 // eg.5 const a int = 1.0 const b = a * 0.333 // eg.6 const a = 1.0/3 b := &a
要弄清楚上述示例，在了解变量类型推断之前，最好先了解常量的隐式类型转换。
一、常量的隐式类型转换
1.常量的声明
未命名常量只在编译期间存在，不会存储在内存中；而命名常量存在于内存静态区，不允许修改。
考虑如下代码:
const k = 5
5就是未命名常量，而k即为命名常量，当编译后k的值为5，而等号右边的5不再存在。
常量不允许取址。
const k = 5 addr := &k // invalid operation: cannot take address of k (untyped int constant 5)
2.常量的类型转换
兼容的类型可以进行隐式转换。例如：
const c int = 123 const c int = 123.0 const c int = 123.1 // cannot use 123.1 (untyped float constant) as int value in constant declaration (truncated) const c float64 = 123.0 const c float64 = 123
运算中的隐式转换
例如：
const c = 1/2 // 1和2类型相同，无隐式转换发生 const c = 1/2.0 // 整数优先转换为浮点数1.0， c的结果为0.5(float64) const a int = 1 const c = a * 1.1 // *左边的a是已定义类型的常量，因此1.1将被转换为int，但浮点数1.1与整形不兼容，无法进行转换，因此编译器会报错 // (untyped float constant) truncated to int
- 除位运算、未定义常量外，运算符两边的操作数类型必须相同
- 如果运算符两边是不同类型的未定义常量(untyped constant)，则隐式转换的优先级为:
- 整数(int) <符文数(rune)<浮点数(float)<复数(Imag)
基于上述说明，前言中的示例4、5、6均可迎刃而解。
3.隐式转换的原理
常量隐式转换的统一在编译时的类型检查阶段完成。通过defaultlit2函数进行处理。其中，l和r分别代表运算符左右两边的节点。
// go/src/cmd/compile/internal/typecheck/const.go
func defaultlit2(l ir.Node, r ir.Node, force bool) (ir.Node, ir.Node) {
if l.Type() == nil || r.Type() == nil {
return l, r
}
if !l.Type().IsInterface() && !r.Type().IsInterface() {
// Can't mix bool with non-bool, string with non-string.
if l.Type().IsBoolean() != r.Type().IsBoolean() {
return l, r
}
if l.Type().IsString() != r.Type().IsString() {
return l, r
}
}
if !l.Type().IsUntyped() {
r = convlit(r, l.Type())
return l, r
}
if !r.Type().IsUntyped() {
l = convlit(l, r.Type())
return l, r
}
if !force {
return l, r
}
// Can't mix nil with anything untyped.
if ir.IsNil(l) || ir.IsNil(r) {
return l, r
}
t := defaultType(mixUntyped(l.Type(), r.Type()))
l = convlit(l, t)
r = convlit(r, t)
return l, r
}从源代码中可以看到，如果左右两边均不是接口类型，那么：
bool型不能与非bool型进行转换，即
c := true + 12 // 错误
string型不能与非string型进行转换, 即
c := "123" + 12 // 错误
nil不能与任意未定义类型进行转换，即
c := nil + 12 // 错误
如果操作符左边的节点有定义类型，则将操作符右边的节点转换为左边节点的类型，即
const a int = 1 const b int = 1.0 const c = a + 1.0 // 1.0转换为a的类型int const c = a + b // b的类型已经在前面转换为int
如果操作符左边的节点为未命名常量，而右边的节点有定义类型，则将左边节点的类型转换为右边节点的类型，即
const a int = 1 const c = 1.0 + a // 1.0转换为a的类型int
综上所述，可以得出:
任何时候，已定义类型的常量都不会发生类型转换。换言之，编译器不允许对变量标识符引用的值进行强制类型转换。即无关优先级，下述c=xx代码中的a、b均不会发生类型转换，只能是为定义类型的常量1.0转换为a、b的类型。
const a int = 1 const b int = 1.0 const c = a + 1.0 const c = a + b const c = 1.0 + b
二、变量的类型推断
golang使用特殊的操作符":="用于变量的类型推断，且其只能作用于函数或方法体内部。
操作符":="在《go语言实战》中有个名字叫“短变量声明操作符”
初识go语言的人总是会有疑问，下面三个语句有啥差别:
a := 123 var a = 123 var a int = 123.0
从结果上来说，上述三个语句是等效的。但编译阶段的执行细节是不同的。
1.类型推断的原理
编译器的执行过程为：词法(token)解析->语法(syntax)分析->抽象语法树(ast)构建->类型检查->生成中间代码->代码优化->生成机器码。
类型推断发生于前四个阶段，即词法(token)解析->语法(syntax)分析->抽象语法树(ast)构建->类型检查为例:
在词法解析阶段, 会将赋值语句右边的常量123解析为一个未定义的类型，称为未定义常量。编译器会逐个读取该常量的UTF-8字符，首个字符为"的则为字符串，首个字符为'0'-'9'的则为数字, 数字中包含"."号的则为浮点数。
// go/src/cmd/compile/internal/syntax/scanner.go
func (s *scanner) next() {
...
switch s.ch {
case '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9':
s.number(false)
case '"':
s.stdString()
case '`':
s.rawString()
case '\'':
s.rune()
...
}
}在语法分析阶段，会对解析的词进行具体的语法分析。例如上述s.number(false)就是依次扫描123三个符文(rune)然后按照无小数点的数字来做具体分析。
当无小数点符号.时，如果首字符为'0', 则扫描下一位字符，'x'、'o'、'b'分别代表我们写的代码表示的是十六进制、八进制及二进制数字。当首字符不是'0'时，每一位字符均作为十进制数字进行处理。
当有小数点时(seenPoint=true)，每一位字符均作为十进制浮点数字面类型处理(FloatLit)
// go/src/cmd/compile/internal/syntax/scanner.go
func (s *scanner) number(seenPoint bool) {
...
base := 10 // number base
...
// integer part
if !seenPoint {
if s.ch == '0' {
s.nextch()
switch lower(s.ch) {
case 'x':
s.nextch()
base, prefix = 16, 'x'
case 'o':
s.nextch()
base, prefix = 8, 'o'
case 'b':
s.nextch()
base, prefix = 2, 'b'
default:
base, prefix = 8, '0'
digsep = 1 // leading 0
}
digsep |= s.digits(base, &invalid)
...
}
...
}
// fractional part
if seenPoint {
kind = FloatLit
digsep |= s.digits(base, &invalid)
}
...
}最后a := 123 整个语句会被解析为一个赋值语句AssignStmt，通过如下结构体进行表示:
// go/src/cmd/compile/internal/syntax/nodes.go
type (
...
AssignStmt struct {
Op Operator // 0 means no operation
Lhs, Rhs Expr // Rhs == nil means Lhs++ (Op == Add) or Lhs-- (Op == Sub)
simpleStmt
}
...
)基于语法分析的结果，整个代码结构会被构建为一颗抽象语法树(ast)。抽象语法树是go编译器的中间结果ir(intermediate representation)，赋值语句AssignStmt会被构建为ir.AssignStmt，:=符号两边的字符被构建为节点ir.Node。
// go/src/cmd/compile/internal/ir/node.go
// An AssignStmt is a simple assignment statement: X = Y.
// If Def is true, the assignment is a :=.
type AssignStmt struct {
miniStmt
X Node
Def bool
Y Node
}
// A Node is the abstract interface to an IR node.
type Node interface {
...
// Source position.
Pos() src.XPos
SetPos(x src.XPos)
...
// Fields specific to certain Ops only.
Type() *types.Type
SetType(t *types.Type)
Val() constant.Value
SetVal(v constant.Value)
...
// Typecheck values:
// 0 means the node is not typechecked
// 1 means the node is completely typechecked
// 2 means typechecking of the node is in progress
// 3 means the node has its type from types2, but may need transformation
Typecheck() uint8
SetTypecheck(x uint8)
}最后，编译器会对抽象语法树的节点进行类型检查(typecheck)。检查的过程中，会将右边的节点rhs的类型r.Type()赋值给左边的节点lhs，因此最终变量a的类型(Kind)即为123的类型，为整型(types.TINT, go/src/cmd/compile/internal/types/type.go)。
// go/src/cmd/compile/internal/typecheck/stmt.go
// type check assignment.
// if this assignment is the definition of a var on the left side,
// fill in the var's type.
func tcAssign(n *ir.AssignStmt) {
...
lhs, rhs := []ir.Node{n.X}, []ir.Node{n.Y}
assign(n, lhs, rhs)
...
}
func assign(stmt ir.Node, lhs, rhs []ir.Node) {
...
assignType := func(i int, typ *types.Type) {
checkLHS(i, typ)
if typ != nil {
checkassignto(typ, lhs[i])
}
}
...
assignType(0, r.Type())
...
}// go/src/cmd/compile/internal/typecheck/typecheck.go
func checkassignto(src *types.Type, dst ir.Node) {
...
if op, why := Assignop(src, dst.Type()); op == ir.OXXX {
base.Errorf("cannot assign %v to %L in multiple assignment%s", src, dst, why)
return
}
}三、类型推断示例分析
根据上述原理，再看这三个表达式有何编译的执行过程有何不同：
a := 123 var a = 123 var a int = 123.0
a := 123 会显式的触发类型推断，编译器解析右边的每一个字符为十进制数字(IntLit)，然后构建为一个整型节点，在类型检查的时候，将其类型赋值给左边的节点变量a。
由于var a = 123左边的a未显式指定其类型，因此仍然会触发类型推断，ir.AssignStmt.Def=false，过程同上，依然在类型检查的时候，将123的类型赋值给左边的a。
对于var a int = 123.0， 由于123.0包含小数点'.'，编译器解析右边的每一个字符为十进制浮点数(FloatLit)，由于赋值操作符=左边显式定义了a的类型为int, 因此在类型检查阶段，右边的123.0会发生隐式类型转换，因为类型兼容，会转换为整型123。因此对于显式指定类型的表达式不会发生类型推断。
同理，结合类型转换的原理，前言中的示例1、2、3便可迎刃而解。
总结
- 常量不允许取址。
- 运算符两边的操作数类型必须相同。
- 如果运算符两边是不同类型的未定义常量(untyped constant)，则会发生隐式转换，且转换的优先级为:
- 整数(int) <符文数(rune)<浮点数(float)<复数(Imag)。
- 如果运算符的某一边是已定义类型常量(变量标识符)，则该已定义类型的常量任何时候都不会发生类型转换。因为编译器不允许对变量标识符引用的值进行强制类型转换。
:=会显式的触发类型推断，其只能作用于函数或方法体内。- 不指定类型的
var变量声明，也会触发类型推断，可声明于局部也可声明在全局。 - 指定类型的
var变量声明，不会触发类型推断(因为类型已经显式指定了)，但有可能发生类型隐式转换。
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