big 包简介

在日常的开发过程中，不可避免的需要使用到超过变量类型的数值计算，在 go 语言中，int64 类型的变量的储存范围是 -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807，当我们需要计算的数值大于这个范围之后，计算出的结果就会出错，这时候就需要使用到 go 语言中专门为大数计算而存在的标准库：math/big 包里面的内容。

示例

func main() {
  a := math.MaxInt64
  b := math.MaxInt64
  c := a + b
  fmt.Printf("%d + %d = %d", a, b, c)
}

上述代码将两个 int64 的最大值相加，运行结果如下：

可以看出两个最大值的相加结果异常，这是因为两个最大值相加的结果超出了 int64 能够存储的范围。

math/big

如果需要进行上面这样的大数计算，可以使用 go 语言自带的 math/big 包进行计算，big 包中包含了整形 int 和浮点型 float 的大数计算。

整形

对 big.int 进行计算时，首先需要定义出 big.int ，在 big 包中定义需要使用 NewInt 方法，该方法如下：

func NewInt(x int64) *Int

big1 := big.NewInt(math.MaxInt64)

使用 NewInt 方法返回的是 *Int 类型。

加法

func (z *Int) Add(x, y *Int) *Int

计算加法需要使用 Add 方法，该方法返回 x + y 的值，将 z 的值设为 x + y ，并返回 x + y。

func main() {
   big1 := big.NewInt(math.MaxInt64)
   big2 := big.NewInt(math.MaxInt64)
   big3 := big1.Add(big1, big2)
   fmt.Println(big1)
   fmt.Println(big3)
}

运行结果如下：

首先定义了两个 big.int 类型 big1 和 big2，并赋值为 int64 的最大值，然后对两个数进行相加计算，计算之后可以看到操作数 big1 的值被重置为了 big1 + big2 的值，同时该方法还返回了 big1 + big2 的值给 big3。

减法

func (z *Int) Sub(x, y *Int) *Int

计算减法使用 Sub 方法，方法返回值和 Add 方法相同，下面的代码计算了 int64 的最小值减去 int64 的最大值的结果。

func main() {
   big1 := big.NewInt(math.MinInt64)
   big2 := big.NewInt(math.MaxInt64)
   big3 := big1.Sub(big1, big2)
   fmt.Println(big1)
   fmt.Println(big3)
}

运行结果如下：

乘法

func (z *Int) Mul(x, y *Int) *Int

乘法计算使用 Mul 方法，使用方法同上，下面代码计算了两个 int64 的最大值相乘的结果。

func main() {
   big1 := big.NewInt(math.MaxInt64)
   big2 := big.NewInt(math.MaxInt64)
   big3 := big1.Mul(big1, big2)
   fmt.Println(big1)
   fmt.Println(big3)
}

运行结果如下：

除法

func (z *Int) Div(x, y *Int) *Int

除法计算使用 Div 方法，使用方法同上，下面代码计算两个 int64 的最大值的乘积除以 2 的结果。

func main() {
   big1 := big.NewInt(math.MaxInt64)
   big2 := big.NewInt(math.MaxInt64)
   big3 := big1.Mul(big1, big2)
   big3.Div(big3, big.NewInt(2))
   fmt.Println(big3)
}

运行结果如下：

字符串

在上面的所有代码中，使用 big.NewInt 定义 *Int 类型的值时，都需要传入一个 int64 的值，假设这时候又一个值 x ，并且这个值是一个超过了 int64 范围的值，并且是字符串类型，这样的话在定义 *Int 类型时就无法将 x 传入进去，这时候就需要使用到另外一种设置值的方法。

func (z *Int) SetString(s string, base int) (*Int, bool)

该方法将 z 设为 s 代表的值，并且返回 bool 表明是否成功，base 为基数，基数必须为 0 或者 2 到 MaxBase（字符串转换函数接受的最大进制） 之间的整数，如果基数为 0，字符串的前缀决定实际的转换基数："0x"、"0X"表示十六进制；"0b"、"0B"表示二进制；"0"表示八进制；否则为十进制。

func main() {
   big1 := big.NewInt(1)
   big1, ok := big1.SetString("222222222222222222222222222222222222", 10)
   if !ok {
      fmt.Println("设置失败")
   }
   fmt.Println(big1)
   big1.Div(big1, big.NewInt(2))
   fmt.Println(big1)
}

上述代码首先 NewInt 了一个值为 1 的 *Int 类型变量 big1，然后通过 SetString 方法将 big1 的值设置为 222222222222222222222222222222222222，然后将 big1 除以 2 得到最后的答案，运行结果如下：

浮点型

浮点型的使用方法同整形一样，唯一有区别的是除法计算不一样，在浮点型中除法计算使用的是 Quo() 方法

func main() {

  fmt.Printf("float最大值：%f\n", math.MaxFloat64)

  big1 := big.NewFloat(math.MaxFloat64)
  big2 := big.NewFloat(math.MaxFloat64)

  // 加法
  big1.Add(big1, big2)
  fmt.Printf("加法：%f\n", big1)

  // 减法
  big1.Sub(big1, big2)
  fmt.Printf("减法：%f\n", big1)

  // 乘法
  big1.Mul(big1, big.NewFloat(2))
  fmt.Printf("乘法：%f\n", big1)

  // 除法
  big1.Quo(big1, big.NewFloat(2))
  fmt.Printf("除法：%f\n", big1)

}

运行结果如下：