简短的总结 (TL;DR) 在答案的末尾。
无类型的任意精度常量不存在于运行时,常量只存在于编译时(编译期间)。话虽如此,Go 不必在运行时以任意精度表示常量,仅在编译应用程序时。
为什么?因为常量不会被编译到可执行的二进制文件中。他们不必是。举个例子吧:
const Huge = 1e1000
fmt.Println(Huge / 1e999)
源代码
中有一个常量
Huge
(并且将在包对象中),但它不会出现在您的可执行文件中。相反,对
fmt.Println()
的函数调用将被记录为传递给它的值,其类型将为
float64
。所以在可执行文件中只有一个
float64
值是
10.0
将被记录。可执行文件中没有任何数字为
1e1000
的迹象。
此
float64
类型派生自
无类型
常量
Huge
的
默认
类型。
1e1000
是
floating-point literal
。要验证它:
const Huge = 1e1000
x := Huge / 1e999
fmt.Printf("%T", x) // Prints float64
回到任意精度:
Spec: Constants:
数值常量表示任意精度的精确值,不会溢出。
所以常量代表任意精度的精确值。正如我们所看到的,在
运行时
不需要以任意精度表示常量,但是编译器仍然需要在
编译时
做一些事情。它
确实
!
显然无法处理“无限”精度。但是没有必要,因为源代码本身不是“无限的”(源代码的大小是有限的)。尽管如此,
允许
真正的任意精度是不切实际的。因此,规范为编译器提供了一些自由:
实现限制:尽管数字常量在语言中具有任意精度,但编译器可以使用具有有限精度的内部表示来实现它们。也就是说,每个实现都必须:
-
用至少 256 位表示整数常量。
-
用至少 256 位尾数和至少 32 位带符号指数表示浮点常量,包括复数常量的部分。
-
如果无法精确表示整数常量,则会报错。
-
如果由于溢出而无法表示浮点或复数常量,则给出错误。
-
如果由于精度限制而无法表示浮点或复数常数,则舍入到最接近的可表示常数。
这些要求既适用于文字常量,也适用于评估
constant expressions
的结果。
但是,还请注意,当上述所有内容时,标准包为您提供了仍然以“任意”精度表示和使用值(常量)的方法,请参阅包
go/constant
。您可以查看它的源代码以了解它是如何实现的。
在
go/constant/value.go
中实现。表示此类值的类型:
// A Value represents the value of a Go constant.
type Value interface {
// Kind returns the value kind.
Kind() Kind
// String returns a short, human-readable form of the value.
// For numeric values, the result may be an approximation;
// for String values the result may be a shortened string.
// Use ExactString for a string representing a value exactly.
String() string
// ExactString returns an exact, printable form of the value.
ExactString() string
// Prevent external implementations.
implementsValue()
}
type (
unknownVal struct{}
boolVal bool
stringVal string
int64Val int64 // Int values representable as an int64
intVal struct{ val *big.Int } // Int values not representable as an int64
ratVal struct{ val *big.Rat } // Float values representable as a fraction
floatVal struct{ val *big.Float } // Float values not representable as a fraction
complexVal struct{ re, im Value }
)
如您所见,
math/big
包用于表示无类型的任意精度值。
big.Int
是例如(来自
math/big/int.go
):
// An Int represents a signed multi-precision integer.
// The zero value for an Int represents the value 0.
type Int struct {
neg bool // sign
abs nat // absolute value of the integer
}
nat
在哪里(来自
math/big/nat.go
):
// An unsigned integer x of the form
//
// x = x[n-1]*_B^(n-1) + x[n-2]*_B^(n-2) + ... + x[1]*_B + x[0]
//
// with 0 <= x[i] < _B and 0 <= i < n is stored in a slice of length n,
// with the digits x[i] as the slice elements.
//
// A number is normalized if the slice contains no leading 0 digits.
// During arithmetic operations, denormalized values may occur but are
// always normalized before returning the final result. The normalized
// representation of 0 is the empty or nil slice (length = 0).
//
type nat []Word
最后
Word
是(来自
math/big/arith.go
)
// A Word represents a single digit of a multi-precision unsigned integer.
type Word uintptr
总结
在运行时:
预定义
类型提供有限的精度,但您可以使用某些包“模仿”任意精度,例如
math/big
和
go/constant
。在编译时:常量看似提供任意精度,但实际上编译器可能达不到这一点(不一定);但是该规范仍然为所有编译器必须支持的常量提供了最小的精度,例如整数常量必须至少用 256 位表示,即 32 字节(与
int64
相比,“仅”8 字节)。
创建可执行二进制文件时,必须转换常量表达式(具有任意精度)的结果并用有限精度类型的值表示——这可能是不可能的,因此可能会导致编译时错误。请注意,只有
结果
——不是中间操作数——必须转换为有限精度,常数运算以任意精度执行。
规范没有定义如何实现这种任意或增强的精度,
math/big
例如将数字的“数字”存储在切片中(其中数字不是以 10 为基数表示的数字,而是“数字”是一个
uintptr
,类似于 32 位架构上的基本 4294967295 表示,在 64 位架构上甚至更大)。