Go Variables and Types

Phase 01 — Go Fundamentals 涵盖：variable · constant · basic types

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1. 学习目标

完成本知识点后，你应该能够：

• 使用 var、:= 和 const 声明变量与常量
• 理解 Go 的基本类型及其零值（zero value）
• 知道 Go 是静态强类型语言，不同类型之间必须显式转换
• 区分 var、:=、const 的使用场景
• 能编写描述数字孪生设备状态的基础 Go 程序

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2. 为什么需要

程序的核心工作是处理数据：设备 ID、坐标、速度、在线状态、电量百分比……这些数据必须先存入变量，Go 编译器才能知道每个值占多少内存、允许哪些操作。

JavaScript 里你可以随时写 let x = 1; x = "hello"，类型随意变化。Go 不允许这样做——变量声明时类型就确定了，这是编译型语言安全性的基础，也是后端开发中减少运行时 bug 的关键。

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3. 核心概念

3.1 变量（variable）

存储可变数据的命名容器。

声明方式	语法	使用场景
完整声明	var name type = value	包级变量、需要零值初始化
类型推断	var name = value	类型 obvious 时
短声明	name := value	函数内部，最常用
批量声明	var a, b int = 1, 2	多个同类型变量

3.2 常量（constant）

编译期确定的不可变值。用 const 声明，值在运行时不能修改。

const maxSpeed = 2.0
const Pi = 3.14159

3.3 基本类型（basic types）

类型	说明	零值	示例
bool	布尔	false	true, false
string	字符串（UTF-8）	""	"AGV-001"
int	整数（平台相关，通常 64 位）	0	42, -7
int8/16/32/64	固定位宽整数	0	int32(100)
uint	无符号整数	0	uint(255)
float32	32 位浮点	0.0	3.14
float64	64 位浮点（默认）	0.0	1.5
byte	uint8 别名	0	'A'
rune	int32 别名，表示 Unicode 码点	0	'中'

零值（zero value）：变量声明后未赋值的默认初始值。Go 保证每个变量都有确定的初始值，不存在 JS 中的 undefined。

3.4 类型转换

Go 不会自动在不同数值类型之间转换，必须显式写：

var count int = 10
var ratio float64 = float64(count) / 3

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4. 基础语法

完整可运行示例见 workspace/phase-01/variables/main.go。

package main

import "fmt"

func main() {
    // 完整声明
    var deviceID string = "AGV-001"
    var speed float64 = 1.5

    // 短声明（函数内推荐）
    battery := 85
    x, y := 12.5, 3.8

    // 常量
    const maxSpeed = 2.0

    // 类型转换
    var count int = 10
    ratio := float64(count) / 3

    fmt.Println(deviceID, speed, battery, maxSpeed, ratio)
    fmt.Printf("position: (%.1f, %.1f)\n", x, y)
}

运行：

cd workspace/phase-01/variables
go run main.go

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5. 代码解析

var deviceID string = "AGV-001"

完整形式：var + 变量名 + 类型 + 值。类型和值可以省略，此时使用零值。

battery := 85

:= 是短声明，编译器从右侧值推断类型（这里是 int）。只能在函数内使用，且左侧至少有一个是新变量。

x, y := 12.5, 3.8

同时声明多个变量，类型分别为 float64。

const maxSpeed = 2.0

常量在编译期确定，不能重新赋值。命名常量通常用 PascalCase 或 camelCase，全大写仅用于特殊约定。

ratio := float64(count) / 3

count 是 int，3 也是 untyped int constant，除法结果需要转成 float64 才能赋给浮点变量。

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6. JavaScript / TypeScript 对比

概念	Go	JavaScript / TypeScript
变量声明	var x int / x := 1	let x = 1 / const x = 1
类型	编译期确定，不可变	JS 运行时动态；TS 编译期检查但编译后消失
常量	const 编译期常量	const 禁止重新赋值，但对象属性仍可改
未初始化	有零值，无 undefined	let x → undefined
类型转换	必须显式 float64(n)	隐式转换或 Number(n)
字符串	UTF-8，string 不可变	UTF-16，string 不可变
整数	有 int、int32 等区分	只有 Number（IEEE 754 浮点）

关键差异：

1. Go 的 := 只用于函数内；JS 的 let/const 到处可用
2. Go 没有 null/undefined，未赋值的变量是零值
3. Go 的 const 是真正的编译期常量；JS 的 const 只是禁止重新绑定
4. Go 整数运算是精确的；JS 大整数需要 BigInt

这个概念只能类比理解，底层机制并不相同。

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7. 常见错误

错误 1：在函数外使用 :=

// ❌ 包级作用域不能用 :=
deviceID := "AGV-001"

// ✅ 包级用 var
var deviceID = "AGV-001"

错误 2：:= 左侧没有新变量

x := 1
x := 2  // ❌ 编译错误：no new variables on left side of :=

x = 2   // ✅ 已声明变量用 =

错误 3：隐式类型转换

var a int = 10
var b float64 = a  // ❌ 编译错误

var b float64 = float64(a)  // ✅

错误 4：混淆 byte 和 rune

var ch byte = '中'  // ❌ '中' 超出 byte 范围
var ch rune = '中'  // ✅

错误 5：用 var 声明却期望短声明的推断行为

var speed = 1.5   // float64，OK
var speed float64 // 零值 0.0，不是 1.5
speed = 1.5

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8. 实际应用

数字孪生 — AGV 设备状态

后端接收并处理 AGV 实时数据时，变量和类型是最基础的构建块：

var agvID string = "AGV-001"
var positionX float64 = 12.5
var positionY float64 = 3.8
var speed float64 = 1.2
var battery int = 85
var isOnline bool = true

const maxSpeed = 2.0
const lowBatteryThreshold = 20

后续你会用 struct 把这些字段组合成一个设备对象，用 JSON 序列化后通过 WebSocket 推送给 Three.js 前端。

Web API 中的类型选择

场景	推荐类型	原因
设备 ID	string	可能含字母前缀
坐标 / 速度	float64	需要小数精度
电量百分比	int	0–100 整数
在线状态	bool	二值
时间戳	int64	Unix 毫秒

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9. 深入理解

9.1 静态类型 vs 动态类型

Go 在编译期检查类型，类型错误在 go build 时就会报错，不会等到运行时。这对后端服务意味着：上线前的编译就是第一道质量关卡。

9.2 零值的设计哲学

Go 设计者认为：变量应该有确定的初始状态，而不是 undefined 或随机内存值。这让代码行为可预测，减少空指针类 bug。

9.3 untyped constant

const x = 1 + 2  // untyped constant，使用时根据上下文确定类型
var a int = x    // OK
var b float64 = x // OK

常量表达式在编译期计算，没有类型直到被使用时才确定。

9.4 int 的大小

Go 的 int 大小取决于平台（32 位系统 32 位，64 位系统 64 位）。需要精确位宽时用 int32、int64。

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10. 练习

请独立完成，不要查看答案。完成后说「检查答案」并提交你的代码。

Level 1 — 基础

练习 1.1：声明变量存储以下 AGV 信息并打印：

• 设备 ID（string）："AGV-002"
• 速度（float64）：0.8
• 是否在线（bool）：true

练习 1.2：使用 := 短声明三个变量 name、level、active，分别赋值为 "sensor-01"、3、true，打印它们的值和类型（提示：fmt.Printf("%T", x)）。

练习 1.3：声明一个 float64 变量但不赋值，打印它的零值。

Level 2 — 应用

练习 2.1：定义常量 warehouseWidth = 100.0 和 warehouseHeight = 50.0，声明变量 agvX = 30.0 和 agvY = 10.0，计算 AGV 到仓库中心 (width/2, height/2) 的距离并打印。

距离公式：sqrt((x2-x1)² + (y2-y1)²)，使用 math.Sqrt

练习 2.2：声明 battery int = 15，用常量 lowBatteryThreshold = 20，判断电量是否低于阈值，打印 "low battery warning" 或 "battery ok"。

练习 2.3：有变量 distance int = 150 和 duration float64 = 12.5，计算平均速度 float64(distance) / duration 并打印（保留 2 位小数）。

Level 3 — 综合

练习 3.1：模拟 3 台 AGV 的基础信息（ID、X 坐标、Y 坐标、速度），使用变量和常量完成，打印每台设备的信息和到原点的距离。

练习 3.2：定义设备状态常量 Idle、Moving、Error（string 类型），声明变量表示当前状态，编写逻辑打印 "AGV-001 is moving at 1.2 m/s" 格式的字符串。

Level 4 — 项目实践

练习 4.1：在 workspace/phase-01/variables/ 下创建 agv_status.go，模拟一个数字孪生 AGV 状态快照：

• 用变量存储：ID、位置 X/Y、速度、电量、在线状态
• 用常量定义：最大速度、低电量阈值、仓库边界
• 打印完整状态报告，包含是否超速、是否低电量的判断结果
• 确保 go run agv_status.go 可以正常运行

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11. 学习检查

完成练习后，确认你能回答：

1. var、:=、const 分别在什么场景使用？
2. Go 的零值是什么？与 JS 的 undefined 有何不同？
3. 为什么 var b float64 = a（a 是 int）会编译失败？
4. byte 和 rune 有什么区别？
5. 函数内和函数外声明变量有什么区别？
6. 如何选择 int vs float64 vs string？

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12. 下一步

已完成	下一知识点	关系
variable, constant, basic types	array	单个变量 → 同类型变量集合
	slice	动态数组，Go 最常用的集合类型
	struct	将多个变量组合成设备对象

建议顺序：array → slice → map → struct，之后就能建模完整的 AGV 设备数据结构。

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前置知识提醒

你跳过了 Phase 01 的前 3 个知识点（Go 环境、go mod、package）。运行代码前请确认：

1. 已安装 Go（go version 可执行）
2. 每个 .go 文件开头有 package main
3. 使用 go run main.go 运行

如需补学，可以说「学习 Go 环境」或「学习 package」。

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