虽然golang是用C实现的，并且被称为下一代的C语言，但是golang跟C的差别还是很大的。它定义了一套很丰富的数据类型及数据结构，这些类型和结构或者是直接映射为C的数据类型，或者是用C struct来实现。了解golang的数据类型和数据结构的底层实现，将有助于我们更好的理解golang并写出质量更好的代码。
基础类型
源码在：$GOROOT/src/pkg/runtime/runtime.h 。我们先来看下基础类型：
01/*02 * basic types03 */04typedefsignedcharint8;05typedefunsigned charuint8;06typedefsignedshortint16;07typedefunsigned shortuint16;08typedefsignedintint32;09typedefunsigned intuint32;10typedefsignedlonglongintint64;11typedefunsigned longlongintuint64;12typedeffloatfloat32;13typedefdoublefloat64;1415#ifdef _64BIT16typedefuint64 uintptr;17typedefint64 intptr;18typedefint64 intgo; // Go's int19typedefuint64 uintgo; // Go's uint20#else21typedefuint32 uintptr;22typedefint32 intptr;23typedefint32 intgo; // Go's int24typedefuint32 uintgo; // Go's uint25#endif2627/*28 * defined types29 */30typedefuint8 bool;31typedefuint8 byte;
int8、uint8、int16、uint16、int32、uint32、int64、uint64、float32、float64分别对应于C的类型，这个只要有C基础就很容易看得出来。uintptr和intptr是无符号和有符号的指针类型，并且确保在64位平台上是8个字节，在32位平台上是4个字节，uintptr主要用于golang中的指针运算。而intgo和uintgo之所以不命名为int和uint，是因为int在C中是类型名，想必uintgo是为了跟intgo的命名对应吧。intgo和uintgo对应golang中的int和uint。从定义可以看出int和uint是可变大小类型的，在64位平台上占8个字节，在32位平台上占4个字节。所以如果有明确的要求，应该选择int32、int64或uint32、uint64。byte类型的底层类型是uint8。可以看下测试：
01package main0203import (04 "fmt"05 "reflect"06)0708func main() {09 var b byte = 'D'10 fmt.Printf("output: %v\n", reflect.TypeOf(b).Kind())11}
1$ cd$GOPATH/src/basictype_test2$ go build3$ ./basictype_test4output: uint8
数据类型分为静态类型和底层类型，相对于以上代码中的变量b来说，byte是它的静态类型，uint8是它的底层类型。这点很重要，以后经常会用到这个概念。
rune类型
rune是int32的别名，用于表示unicode字符。通常在处理中文的时候需要用到它，当然也可以用range关键字。
string类型
string类型的底层是一个C struct。
1structString2{3 byte* str;4 intgo len;5};
成员str为字符数组，len为字符数组长度。golang的字符串是不可变类型，对string类型的变量初始化意味着会对底层结构的初始化。至于为什么str用byte类型而不用rune类型，这是因为golang的for循环对字符串的遍历是基于字节的，如果有必要，可以转成rune切片或使用range来迭代。我们来看个例子：
$GOPATH/src
----basictype_test
--------main.go
01package main0203import (04 "fmt"05 "unsafe"06)0708func main() {09 var str string = "hi, 陈一回~"10 p := (*struct{11 str uintptr12 len int13 })(unsafe.Pointer(&str))1415 fmt.Printf("%+v\n", p)16}
1$ cd$GOPATH/src/basictype_test2$ go build3$ ./basictype_test4output: &{str:135100456 len:14}
内建函数len对string类型的操作是直接从底层结构中取出len值，而不需要额外的操作，当然在初始化时必需同时初始化len的值。
slice类型
slice类型的底层同样是一个C struct。
1structSlice2{ // must not move anything3 byte* array; // actual data4 uintgo len; // number of elements5 uintgo cap; // allocated number of elements6};
包括三个成员。array为底层数组，len为实际存放的个数，cap为总容量。使用内建函数make对slice进行初始化，也可以类似于数组的方式进行初始化。当使用make函数来对slice进行初始化时，第一个参数为切片类型，第二个参数为len，第三个参数可选，如果不传入，则cap等于len。通常传入cap参数来预先分配大小的slice，避免频繁重新分配内存。
01package main0203import (04 "fmt"05 "unsafe"06)0708func main() {09 var slice []int32 = make([]int32, 5, 10)10 p := (*struct{11 array uintptr12 len int13 cap int14 })(unsafe.Pointer(&slice))1516 fmt.Printf("output: %+v\n", p)17}
1$ cd$GOPATH/src/basictype_test2$ go build3$ ./basictype_test4output: &{array:406958176 len:5 cap:10}
由于切片指向一个底层数组，并且可以通过切片语法直接从数组生成切片，所以需要了解切片和数组的关系，否则可能就会不知不觉的写出有bug的代码。比如有如下代码：
01package main0203import (04 "fmt"05)0607func main() {08 var array = [...]int32{1, 2, 3, 4, 5}09 var slice = array[2:4]10 fmt.Printf("改变slice之前: array=%+v, slice=%+v\n", array, slice)11 slice[0] = 23412 fmt.Printf("改变slice之后: array=%+v, slice=%+v\n", array, slice)13}
1$ cd $GOPATH/src/basictype_test2$ go build3$ ./basictype_test4改变slice之前: array=[1 2 3 4 5], slice=[3 4]5改变slice之后: array=[1 2 234 4 5], slice=[234 4]
您可以清楚的看到，在改变slice后，array也被改变了。这是因为slice通过数组创建的切片指向这个数组，也就是说这个slice的底层数组就是这个array。因此很显然，slice的改变其实就是改变它的底层数组。当然如果删除或添加元素，那么len也会变化，cap可能会变化。
那这个slice是如何指向array呢？slice的底层数组指针指向array中索引为2的元素(因为切片是通过array[2:4]来生成的)，len记录元素个数，而cap则等于len。
之所以说cap可能会变，是因为cap表示总容量，添加或删除操作不一定会使总容量发生变化。我们接着再来看另一个例子：
01package main0203import (04 "fmt"05)0607func main() {08 var array = [...]int32{1, 2, 3, 4, 5}09 var slice = array[2:4]10 slice = append(slice, 6, 7, 8)11 fmt.Printf("改变slice之前: array=%+v, slice=%+v\n", array, slice)12 slice[0] = 23413 fmt.Printf("改变slice之后: array=%+v, slice=%+v\n", array, slice)14}
1$ cd$GOPATH/src/basictype_test2$ go build3$ ./basictype_test4改变slice之前: array=[1 2 3 4 5], slice=[3 4 6 7 8]5改变slice之后: array=[1 2 3 4 5], slice=[234 4 6 7 8]
经过append操作之后，对slice的修改并未影响到array。原因在于append的操作令slice重新分配底层数组，所以此时slice的底层数组不再指向前面定义的array。
但是很显然，这种规则对从切片生成的切片也是同样的，请看代码：
01package main0203import (04 "fmt"05)0607func main() {08 var slice1 = []int32{1, 2, 3, 4, 5}09 var slice2 = slice1[2:4]10 fmt.Printf("改变slice2之前: slice1=%+v, slice2=%+v\n", slice1, slice2)11 slice2[0] = 23412 fmt.Printf("改变slice2之后: slice1=%+v, slice2=%+v\n", slice1, slice2)13}
1$ cd$GOPATH/src/basictype_test2$ go build3$ ./basictype_test4改变slice2之前: slice1=[1 2 3 4 5], slice2=[3 4]5改变slice2之后: slice1=[1 2 234 4 5], slice2=[234 4]
slice1和slice2共用一个底层数组，修改slice2的元素导致slice1也发生变化。
01package main0203import (04 "fmt"05)0607func main() {08 var slice1 = []int32{1, 2, 3, 4, 5}09 var slice2 = slice1[2:4]10 fmt.Printf("改变slice2之前: slice1=%+v, slice2=%+v\n", slice1, slice2)11 slice2 = append(slice2, 6, 7, 8)12 fmt.Printf("改变slice2之后: slice1=%+v, slice2=%+v\n", slice1, slice2)13}
1$ cd$GOPATH/src/basictype_test2$ go build3$ ./basictype_test4改变slice2之前: slice1=[1 2 3 4 5], slice2=[3 4]5改变slice2之后: slice1=[1 2 3 4 5], slice2=[3 4 6 7 8]
而append操作可令slice1或slice2重新分配底层数组，因此对slice1或slice2执行append操作都不会相互影响。
接口类型
接口在golang中的实现比较复杂，在$GOROOT/src/pkg/runtime/type.h中定义了：
01structType02{03 uintptr size;04 uint32 hash;05 uint8 _unused;06 uint8 align;07 uint8 fieldAlign;08 uint8 kind;09 Alg *alg;10 void*gc;11 String *string;12 UncommonType *x;13 Type *ptrto;14};
在$GOROOT/src/pkg/runtime/runtime.h中定义了：
01structIface02{03 Itab* tab;04 void* data;05};06structEface07{08 Type* type;09 void* data;10};11structItab12{13 InterfaceType* inter;14 Type* type;15 Itab* link;16 int32 bad;17 int32 unused;18 void(*fun[])(void);19};
interface实际上是一个结构体，包括两个成员，一个是指向数据的指针，一个包含了成员的类型信息。Eface是interface{}底层使用的数据结构。因为interface中保存了类型信息，所以可以实现反射。反射其实就是查找底层数据结构的元数据。完整的实现在：$GOROOT/src/pkg/runtime/iface.c 。
01package main0203import (04 "fmt"05 "unsafe"06)0708func main() {09 var str interface{} = "Hello World!"10 p := (*struct{11 tab uintptr12 data uintptr13 })(unsafe.Pointer(&str))1415 fmt.Printf("%+v\n", p)16}
1$ cd$GOPATH/src/basictype_test2$ go build3$ ./basictype_test4output: &{tab:134966528 data:406847688}
map类型
golang的map实现是hashtable，源码在：$GOROOT/src/pkg/runtime/hashmap.c 。
01structHmap02{03 uintgo count;04 uint32 flags;05 uint32 hash0;06 uint8 B;07 uint8 keysize;08 uint8 valuesize;09 uint16 bucketsize;1011 byte *buckets;12 byte *oldbuckets;13 uintptr nevacuate;14};
测试代码如下：
01package main0203import (04 "fmt"05 "unsafe"06)0708func main() {09 var m = make(map[string]int32, 10)10 m["hello"] = 12311 p := (*struct{12 count int13 flags uint3214 hash0 uint3215 B uint816 keysize uint817 valuesize uint818 bucketsize uint161920 buckets uintptr21 oldbuckets uintptr22 nevacuate uintptr23 })(unsafe.Pointer(&m))2425 fmt.Printf("output: %+v\n", p)26}
1$ cd$GOPATH/src/basictype_test2$ go build3$ ./basictype_test4output: &{count:407032064 flags:0 hash0:134958144 B:192 keysize:0 valuesize:64 bucketsize:30063 buckets:540701813 oldbuckets:0 nevacuate:0}
golang的坑还是比较多的，需要深入研究底层，否则很容易掉坑里。