仓颉编程语言基础数据类型详解

一、基本操作符系统

仓颉语言提供了一套丰富而严谨的操作符系统，用于对各种数据类型进行操作和计算。这些操作符按照功能可分为以下几类：

1.1 算术操作符

仓颉支持标准的算术运算操作符：

• 一元负号 -：对数值取负
• 加法 +：两数相加
• 减法 -：两数相减
• 乘法 *：两数相乘
• 除法 /：两数相除
• 取余 %：取两数相除的余数
• 求幂 **：计算数的幂次方

特点：

1. 操作数必须是相同类型
2. 结果类型与操作数类型相同
3. 除法运算中除数不能为零
4. 取余运算仅适用于整数类型

示例：

let a = 10 + 5 // 15 let b = 10 - 5 // 5 let c = 10 * 5 // 50 let d = 10 / 3 // 3 (整数除法) let e = 10 % 3 // 1 let f = 2 ** 3 // 8 

1.2 关系操作符

用于比较两个值的大小关系：

• 等于 ==
• 不等于 !=
• 小于 <
• 大于 >
• 小于等于 <=
• 大于等于 >=

特点：

1. 返回布尔类型结果
2. 操作数必须是可比较的类型
3. 禁止隐式类型转换

示例：

3 == 3 // true 3 != 4 // true 3 < 4 // true 3 > 4 // false 

1.3 逻辑操作符

用于布尔值的逻辑运算：

• 逻辑非 !：对布尔值取反
• 逻辑与 &&：两个条件都为真时返回真
• 逻辑或 ||：任一条件为真时返回真

特点：

1. 采用短路求值策略
2. 操作数必须是布尔类型
3. 结果类型为布尔

示例：

!true // false true && false // false true || false // true 

1.4 位运算操作符

用于整数类型的位级操作：

• 按位取反 !
• 按位与 &
• 按位或 |
• 按位异或 ^
• 左移 <<
• 右移 >>

特点：

1. 操作数必须是整数类型
2. 移位操作不允许负数移位
3. 移位越界会抛出异常

示例：

let a = 0b1010 & 0b1100 // 0b1000 (8) let b = 0b1010 | 0b1100 // 0b1110 (14) let c = 0b1010 ^ 0b1100 // 0b0110 (6) let d = 0b1010 << 2 // 0b101000 (40) 

二、整数类型

2.1 整数类型分类

仓颉提供了多种整数类型以适应不同场景需求：

类型	位数	取值范围	说明
Int8	8	-128 ～ 127	有符号8位整数
Int16	16	-32,768 ～ 32,767	有符号16位整数
Int32	32	-2,147,483,648 ～ 2,147,483,647	有符号32位整数
Int64	64	-2^63 ～ 2^63-1	有符号64位整数
IntNative	平台相关	平台相关	平台相关有符号整数
UInt8	8	0 ～ 255	无符号8位整数
UInt16	16	0 ～ 65,535	无符号16位整数
UInt32	32	0 ～ 4,294,967,295	无符号32位整数
UInt64	64	0 ～ 2^64-1	无符号64位整数
UIntNative	平台相关	0 ～ 2^n-1 (n为平台位数)	平台相关无符号整数

2.2 整数字面量

仓颉支持多种进制表示整数：

• 十进制：无前缀，如 123
• 二进制：0b或0B前缀，如 0b1010
• 八进制：0o或0O前缀，如 0o755
• 十六进制：0x或0X前缀，如 0xFF

可使用下划线_提高可读性：

let decimal = 1_000_000 let binary = 0b1010_1100 let hex = 0xDEAD_BEEF 

2.3 整数运算特性

1. 溢出处理：

   • 默认情况下，整数运算溢出会抛出异常
   • 可通过注解指定不同溢出策略：

     @OverflowWrapping func add(a: Int8, b: Int8): Int8 { return a + b // 溢出时回绕 } 

2. 类型转换：

   • 必须显式转换不同类型整数
   • 窄化转换可能丢失精度

示例：

let a: Int32 = 100 let b: Int64 = a.toInt64() // 显式转换 

三、浮点类型

3.1 浮点类型分类

仓颉支持三种精度的浮点数：

类型	位数	精度	范围	IEEE 754标准
Float16	16	约3-4位十进制	±6.1×10^-5 ～ ±6.5×10^4	binary16
Float32	32	约6-7位十进制	±1.2×10^-38 ～ ±3.4×10^38	binary32
Float64	64	约15-16位十进制	±2.2×10^-308 ～ ±1.8×10^308	binary64

3.2 浮点字面量

浮点字面量有两种形式：

1. 十进制形式：

   • 必须包含小数点或指数部分
   • 示例：3.14, 6.02e23, 1e-10

2. 十六进制形式：

   • 必须包含指数部分（p或P）
   • 示例：0x1.2p3, 0x1.Fp-10

可使用后缀指定类型：

let a = 3.14f32 // Float32 let b = 1.0e10f64 // Float64 

3.3 浮点运算特性

1. 精度问题：

   • 浮点运算可能存在精度损失
   • 避免直接比较浮点数相等

   // 不推荐 if a == b { ... } // 推荐 if abs(a - b) < epsilon { ... } 

2. 特殊值：

   • 无穷大：Inf
   • 非数字：NaN
   • 可通过静态方法获取：

   let inf = Float64.Inf let nan = Float64.NaN 

3. 舍入控制：

   • 提供多种舍入模式
   • 可通过上下文设置

四、布尔类型

4.1 布尔类型基础

仓颉的布尔类型Bool只有两个值：

• true：表示逻辑真
• false：表示逻辑假

4.2 布尔运算

支持标准逻辑运算：

1. 逻辑非 !
2. 逻辑与 &&（短路求值）
3. 逻辑或 ||（短路求值）

示例：

let a = true let b = false !a // false a && b // false a || b // true 

4.3 布尔转换

1. 显式转换：

   • 与其他类型转换必须显式进行

   let b: Bool = true let i: Int = b.toInt() // 1 

2. 隐式转换：

   • 条件表达式必须为布尔类型

   if 1 { ... } // 错误：不能隐式转换Int为Bool 

五、字符类型

5.1 字符类型基础

仓颉使用Rune类型表示Unicode字符：

• 支持所有Unicode字符（包括补充平面字符）
• 使用UTF-8编码存储

5.2 字符字面量

三种形式的字符字面量：

1. 单字符：r'a', r"中"
2. 转义字符：
   • r'\n'：换行
   • r'\t'：制表符
   • r'\\'：反斜杠
3. 通用字符：r'\u{4F60}'（表示"你"）

5.3 字符操作

1. 关系运算：

   • 比较Unicode码点

   r'a' < r'b' // true 

2. 类型转换：

   • 与UInt32互转

   let code = r'A'.toUInt32() // 65 let char = Rune(65) // r'A' 

3. 字符属性：

   • 提供判断字符类别的方法

   r'1'.isDigit() // true r'a'.isLetter() // true 

六、字符串类型

6.1 字符串基础

仓颉的字符串类型String：

• 不可变UTF-8编码字符串
• 最大长度4GB
• 支持Unicode全字符集

6.2 字符串字面量

1. 单行字符串：

   • 双引号或单引号包围
   • 支持转义序列

   let s1 = "Hello" let s2 = 'World' 

2. 多行字符串：

   • 三重引号包围
   • 保留换行和缩进

   let poem = """ 床前明月光， 疑是地上霜。 """ 

3. 原始字符串：

   • 前缀r表示不处理转义

   let path = r"C:\Windows\System32" 

6.3 字符串操作

1. 插值：

   • 使用${}插入表达式

   let name = "Alice" let greeting = "Hello, ${name}!" 

2. 拼接：

   • 使用+操作符

   let s = "Hello" + " " + "World" 

3. 常用方法：

   let s = "Hello World" s.length() // 11 s.substring(0, 5) // "Hello" s.indexOf("World") // 6 s.toUpper() // "HELLO WORLD" 

4. 遍历：

   for ch in "Hello" { println(ch) } 

6.4 字符串与编码

1. 编码转换：

   let utf8Bytes = "你好".toUTF8() // 获取UTF-8字节序列 let str = String.fromUTF8(utf8Bytes) // 从字节序列重建字符串 

2. 编码检测：

   let encoding = detectEncoding(bytes) // 检测字节序列编码 

结语

仓颉编程语言的基础数据类型系统设计严谨而全面，从精确控制的整数运算到符合IEEE标准的浮点处理，从简洁的布尔逻辑到完整的Unicode字符和字符串支持，每个类型都经过精心设计以满足现代编程需求。理解这些基础数据类型的特性和操作规则，是掌握仓颉编程的关键第一步。在实际开发中，应根据具体场景选择合适的数据类型，并注意各类型的边界条件和特殊值处理，以编写出高效可靠的仓颉代码。