Golang 基本語法與資料型態 — 運算子（算術、比較、邏輯）

簡介

在任何程式語言中，運算子都是最基礎也是最常使用的工具。它們負責在變數、常數或表達式之間執行計算、比較或布林判斷。對於剛踏入 Go 世界的學習者而言，熟悉算術、比較與邏輯運算子的行為與特性，直接影響程式的正確性與效能。

本篇文章以 繁體中文（台灣） 為語言，針對 Go 語言的三大類運算子進行深入說明，並提供實務範例、常見陷阱與最佳實踐，協助讀者從「會寫」升級到「寫得好」。

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核心概念

1. 算術運算子

算術運算子用於數值型別（int, float64, uint 等）的基本計算。

運算子	說明	範例
+	加法	a + b
-	減法	a - b
*	乘法	a * b
/	除法（整數除會捨去餘數）	a / b
%	餘數（只能用於整數）	a % b
+=	加後賦值	a += 3
-=	減後賦值	a -= 2
*=	乘後賦值	a *= 5
/=	除後賦值	a /= 4
%=	餘數賦值	a %= 2

程式碼範例 1：基本算術運算

package main

import "fmt"

func main() {
    var a int = 10
    var b float64 = 3.5

    // 加法與型別轉換
    sum := float64(a) + b
    fmt.Printf("sum = %.2f\n", sum) // sum = 13.50

    // 整數除法與餘數
    quotient := a / 3      // 3，餘數被捨去
    remainder := a % 3     // 1
    fmt.Printf("quotient = %d, remainder = %d\n", quotient, remainder)
}

2. 比較運算子

比較運算子產生布林值（true 或 false），常用於條件判斷與迴圈控制。

運算子	說明
==	等於
!=	不等於
<	小於
>	大於
<=	小於或等於
>=	大於或等於

程式碼範例 2：比較與條件分支

package main

import "fmt"

func main() {
    age := 20

    if age >= 18 {
        fmt.Println("已滿 18 歲，允許進入")
    } else {
        fmt.Println("未滿 18 歲，禁止進入")
    }

    // 多條件比較
    score := 85
    passed := score >= 60 && score <= 100 // && 為邏輯 AND
    fmt.Printf("成績 %d 是否合格？%v\n", score, passed)
}

3. 邏輯運算子

邏輯運算子用於布林值之間的運算，支援 短路求值（short‑circuit），即左側表達式若已決定結果，右側不會再被求值，這在避免不必要的計算或避免錯誤（例如除以零）時非常有用。

運算子	說明
&&	邏輯 AND（且）
`
!	邏輯 NOT（非）

程式碼範例 3：短路求值避免除以零

package main

import "fmt"

func safeDiv(a, b int) (int, bool) {
    if b == 0 {
        return 0, false // 直接返回，避免除以零
    }
    return a / b, true
}

func main() {
    // 使用 && 進行短路檢查
    if result, ok := safeDiv(10, 0); ok && result > 0 {
        fmt.Println("除法結果大於 0")
    } else {
        fmt.Println("除法失敗或結果不大於 0")
    }
}

4. 位元運算子（補充）

雖然本章主題聚焦在算術、比較與邏輯，位元運算子在底層開發或效能敏感的程式碼中亦相當重要。常見的位元運算子包括 &（AND）、|（OR）、^（XOR）、<<（左移）與 >>（右移）。

程式碼範例 4：使用位元檢查奇偶

package main

import "fmt"

func isEven(n int) bool {
    return n&1 == 0 // 只要最低位是 0，即為偶數
}

func main() {
    fmt.Println(isEven(42)) // true
    fmt.Println(isEven(15)) // false
}

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常見陷阱與最佳實踐

陷阱	說明	建議的最佳實踐
整數除法自動捨去小數	5 / 2 會得到 2 而非 2.5。	需要小數時，先將其中一個運算元轉型為 float64。
除以零會 panic	a / 0 會導致執行時錯誤。	在除法前先檢查除數，或使用 recover 捕捉 panic。
% 只能用於整數	嘗試 5.5 % 2 會編譯錯誤。	只在 int、uint、uintptr 上使用 %。
比較不同型別	int 與 float64 直接比較會編譯失敗。	先統一型別（轉型）再比較。
短路求值誤用	以為 && 會先執行右側，實際上左側先執行。	設計條件時，將「保護性」檢查放在左側。
位元運算的符號優先順序	a & b == 0 可能被誤解為 (a & b) == 0，但實際上 & 優先度低於 ==。	使用括號明確運算順序：(a & b) == 0。

其他最佳實踐

1. 使用複合賦值 (+=, -=…) 可以讓程式更簡潔且降低錯誤機率。
2. 盡量避免在條件式內做複雜計算，將計算結果先存入變數，提升可讀性。
3. 對於布林運算，善用短路求值，例如 if err != nil && someCheck()，可避免在 err 為 nil 時呼叫 someCheck()。
4. 在需要精確小數計算時，考慮使用 math/big 套件的 big.Rat，而非浮點數直接比較。

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實際應用場景

場景	可能使用的運算子	範例說明
金額計算	+, -, *, /, %	計算折扣後的金額、分期付款的每期金額、檢查是否為整數分期。
使用者權限檢查	&, `	, ^, ==`
資料驗證	&&, `
搜尋與過濾	>, <, >=, <=, ==, !=	在資料庫或切片中篩選符合條件的紀錄。
效能優化	<<, >>	使用左移快速乘以 2 的次方，或右移除以 2 的次方。

範例：使用位元旗標管理使用者權限

package main

import "fmt"

const (
    PermRead  = 1 << iota // 1
    PermWrite              // 2
    PermDelete             // 4
)

func hasPermission(userPerm int, required int) bool {
    return userPerm&required == required
}

func main() {
    user := PermRead | PermWrite // 具備讀寫權限
    fmt.Println("Can Delete?", hasPermission(user, PermDelete)) // false
    fmt.Println("Can Write?", hasPermission(user, PermWrite))   // true
}

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總結

• 算術運算子是數值計算的基礎，注意整數除法的捨去行為與型別轉換。
• 比較運算子產生布林結果，是條件分支與迴圈的核心。
• 邏輯運算子提供布林組合，善用短路求值可提升效能與安全性。
• 位元運算子在權限管理、效能優化等場景非常有用，使用時要留意運算子優先順序。

掌握這些運算子的特性與使用時機，能讓你在撰寫 Go 程式時更 簡潔、正確且具可讀性。未來進一步學習控制流程（if, switch, for）與函式式編程（map, filter）時，這些基礎運算子將持續發揮關鍵作用。祝你在 Go 的旅程中寫出更好、更安全的程式碼！