如何在Go中使用操作符进行数学运算

引言

数字在编程中很常见。它们用于表示诸如:屏幕尺寸、地理位置、金钱和点数、视频中经过的时间、游戏角色的位置、分配数字代码的颜色等等。

在编程中有效地执行数学运算是一项需要开发的重要技能，因为你经常会用到数字。虽然对数学的深入理解肯定可以帮助你成为更好的程序员，但这不是先决条件。如果你没有数学背景，试着把数学看作是一种工具来完成你想要达到的目标，是一种提高你逻辑思维的方法。

我们将使用Go中最常用的两种数字[数据类型]整数和浮点数:

[Integers]是整数,可以是积极的,消极的,或0(…,-1, 0, 1,…)。
[Floats]是包含小数点的实数，例如9.0或-2.25…

本教程将回顾Go中可用于数字数据类型的运算符。

运算符

运算符是一个表示操作的符号或函数。例如，在数学中，加号或’ + '是表示加法的运算符。

在Go中，我们将看到一些从数学中引入的熟悉的操作符。不过，我们将使用的其他操作符是计算机编程特有的。

下面是Go中数学相关运算符的快速参考表。我们将在本教程中介绍以下所有操作。

运算符	返回什么
`x + y`	x与y的和
`x - y`	x和y的差值
`-x`	改变x的符号
`+x`	x的恒等式
`x * y`	x和y的乘积
`x / y`	x和y的商
`x % y`	`x` / `y`的余数

我们还将介绍复合赋值运算符，包括+=和*=，它们将算术运算符与=运算符结合在一起。

加法和减法

在Go中，加法和减法运算符的表现与数学中的一样。事实上，您可以将Go编程语言用作计算器。

让我们看一些例子，从整数开始:

fmt.Println(1 + 5)

Output6

除了直接将整数传递给fmt.Println语句之外，我们可以使用如下语法初始化变量以表示整数值:

a := 88
b := 103

fmt.Println(a + b)

Output191

因为整数既可以是正数，也可以是负数(0也是)，所以可以将负数和正数相加:

c := -36
d := 25

fmt.Println(c + d)

Output-11

浮点数的加法操作类似:

e := 5.5
f := 2.5

fmt.Println(e + f)

Output8

因为我们将两个浮点数相加，所以Go返回了一个带小数点的浮点值。然而，由于在本例中小数点是零，fmt.Println删除了小数格式。为了正确格式化输出，我们可以使用fmt.Printf和动词%.2f，它将格式化为两位小数，如下例所示:

fmt.Printf("%.2f", e + f)

Output8.00

减法的语法与加法相同，只是要把运算符从加号(+)改为减号(-):

g := 75.67
h := 32.0

fmt.Println(g - h)

Output43.67

在Go中，我们只能在相同的数据类型上使用操作符。我们不能将int和float64相加

i := 7
j := 7.0
fmt.Println(i + j)

Outputi + j (mismatched types int and float64)

试图在不相同的数据类型上使用运算符将导致编译器错误。

一元数学表达式

一元数学表达式只包含一个成分或元素。在Go中，我们可以使用加号和减号作为单个元素与值配对:返回值的单位符号(+)，或更改值的符号(-)。

虽然加号不常用，但它表示值的身份。我们可以使用加号来表示正数:

i := 3.3
fmt.Println(+i)

Output3.3

当我们用加号表示一个负数时，它也会返回该值的标识符，在这个例子中，它会返回一个负数:

j := -19
fmt.Println(+j)

Output-19

对于负数，加号返回相同的负数。

然而，减号会改变值的正负号。因此，当我们传入一个正值时，我们会发现值之前的减号将返回负值:

k := 3.3
fmt.Println(-k)

Output-3.3

或者，当使用减号操作符处理负数时，将返回一个正数:

j := -19
fmt.Println(-j)

Output19

由加号和减号表示的一元算术运算将返回值的恒等符号(如+i)，或相反的符号(如-i)。

乘法和除法

就像加法和减法一样，乘法和除法看起来很像数学中的运算。我们将在Go中用于乘法的符号是*，用于除法的符号是/。

下面是用两个浮点数在Go中做乘法的例子:

k := 100.2
l := 10.2

fmt.Println(k * l)

Output1022.04

在Go中，根据我们除法的数值类型，除法具有不同的特征。

如果我们要除以整数，Go的/运算符会执行整除操作，对于商x，返回的是小于或等于x的最大整数。

如果你运行以下除以80 / 6的例子，你将得到13作为输出，数据类型将是int:

package main

import (
	"fmt"
)

func main() {
	m := 80
	n := 6

	fmt.Println(m / n)
}

Output13

如果期望的输出是浮点数，则必须在除法之前显式转换值。

你可以通过在你的值周围包装你想要的浮点类型float32()或float64()来实现:

package main

import (
	"fmt"
)

func main() {
	s := 80
	t := 6
	r := float64(s) / float64(t)
	fmt.Println(r)
}

Output13.333333333333334

模

%操作符是模，它返回除法后的余数而不是商。这对于查找是同一个数的倍数的数很有用。

来看一个求模的例子:

o := 85
p := 15

fmt.Println(o % p)

Output10

具体来说，85除以15返回的是5的商余数10。我们的程序在这里返回值10，因为求模运算符返回除法表达式的余数。

要对float64数据类型进行模运算，你将使用math包中的Mod函数:

package main

import (
	"fmt"
	"math"
)

func main() {
	q := 36.0
	r := 8.0

	s := math.Mod(q, r)

	fmt.Println(s)
}

Output4

运算符优先级

在Go中，就像在数学中一样，我们需要记住，运算符将按优先级顺序进行计算，而不是从左到右或从右到左。

看看下面的数学表达式:

u = 10 + 10 * 5

我们可以从左到右读取它，但乘法将首先执行，因此如果我们打印u，我们将收到以下值:

Output60

这是因为10 * 5的计算结果是50，然后我们加上10来返回60作为最终结果。

如果我们想将值10加到10，然后乘以5，我们在Go中使用括号，就像我们在数学中使用的那样:

u := (10 + 10) * 5
fmt.Println(u)

Output100

记住运算顺序的一种方法是使用缩写PEMDAS:

优先级	标志	代表
1	P	括号
2	E	指数
3	M	乘法
4	D	除法
5	A	加法
6	S	减法

你可能熟悉另一个表示操作顺序的缩写，例如BEDMAS或BODMAS。无论哪种首字母缩写最适合您，在Go中执行数学操作时请尽量记住它，以便返回您期望的结果。

赋值操作符

最常见的赋值运算符已经用过:等号=。赋值运算符=将右边的值赋给左边的变量。例如，v = 23将整数23的值赋给变量v。

编程时，通常使用复合赋值操作符，对变量的值进行操作，然后将得到的新值赋给该变量。这些复合操作符结合了算术操作符和=操作符。因此，对于加法运算，我们将+和=结合起来得到复合运算符+=。让我们看看它是什么样子:

w := 5
w += 1
fmt.Println(w)

Output6

首先，我们将变量w的值设置为5，然后使用+=复合赋值操作符将右值与左值相加，然后将结果赋值给w。

复合赋值运算符经常用于for循环的情况，当你想多次重复一个过程时，你会使用它:

package main

import "fmt"

func main() {

	values := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}

	for _, x := range values {

		w := x

		w *= 2

		fmt.Println(w)
	}

}

Output0
2
4
6
8
10
12

通过使用for循环来迭代名为values的切片，你能够自动化*=操作符的处理，该操作符将变量w乘以数字2，然后将结果赋值给变量w。

对于本教程中讨论的每个算术运算符，Go都有一个复合赋值运算符。

添加后再赋值:

y += 1

减去后再赋值:

y -= 1

相乘再赋值:

y *= 2

相除再赋值:

y /= 3

要返回余数，然后再赋值:

y %= 3

当需要递增或递减操作时，或者需要自动化程序中的某些过程时，复合赋值操作符可能很有用。

总结

本教程介绍了许多用于整数和浮点数数据类型的运算符。