goland 泛型初尝试

go的1.18版本在3月15这天正式发布了 release notes,虽然在bate版本就可以尝试了,毕竟那时候还没正式发布,也就没去尝试了,现在正式发布了,马上就更了尝试一下。

总算是千呼万唤始出来,其实我对Go的泛型还是挺期待的,毕竟用 interface 能实现一些东西,但是还是不如原生支持来得好,用interface首先会因为类型转换带来一些性能损失,用interface做类型强转,有时候会因为不小心写错了,导致一些运行时错误。要是支持泛型,这些问题就会解决了,一些通用的库就会更好用了。

当然泛型也不是完美无缺的,泛型会导致语言变得复杂,大型项目的代码可能会更难读、难理解了,这也会导致编译器实现起来更复杂。但是优势还是大于劣势的

这里想骂一句,其他语言的泛型一般都是用 <> go 的泛型用 [] 搞不懂为啥不用 <> 非要独树一帜,打不过就加入,你说用啥就用啥吧

先通过几个简单的例子来练习一下

泛型函数

func main() {
    fmt.Println(Max[int](1, 2))
    fmt.Println(Max(1.5, 2.6))
    fmt.Println(Max("abc", "efg"))
}

func Max[T int | float64 | string](a, b T) T {
    if a > b {
        return a
    }
    return b
}

通过泛型,实现了一个获取大值的函数,如果没有泛型,就要手写三个不同类型的函数。
在使用泛型函数的时候,fmt.Println(Max[int](1, 2))fmt.Println(Max(1.5, 2.6)) 两种写法都是可以的。可以指定类型,也可以不指定,让编译器自己类型推导

Max函数的参数可不是任意类型的参数都可以传入,只能传入int float64 string 这三种类型,因为定义函数的时候,类型参数就只有这三种。泛型不是任意类型的,也是有类型的,这就是泛型的类型约束

泛型约束

func main() {
    x := uint32(10)
    y := uint32(20)
    fmt.Println(Max(x, y))
}

func Max[T int | float64 | string](a, b T) T {
    if a > b {
        return a
    }
    return b
}

上面这段代码是无法通过编译的,会有如下的报错 uint32 does not implement int|float64|string
因为 Max 只允许 int float64 string 这三种

还有一种情况是无法通过编译的

type Myint int

func main() {
    x := Myint (10)
    y := Myint (20)
    fmt.Println(Max(x, y))
}

func Max[T int | float64 | string](a, b T) T {
    if a > b {
        return a
    }
    return b
}

这个也是无法通过编译的,虽然 Myintint 类型的,但是依然无法通过编译。这种情况是可以在定义时,修改一下就行了

type Myint int

func main() {
    x := Myint (10)
    y := Myint (20)
    fmt.Println(Max(x, y))
}

func Max[T ~int | ~float64 | ~string](a, b T) T {
    if a > b {
        return a
    }
    return b
}

在定义函数时,只要在类型前加上 ~ 就可以了。

每次在定义泛型约束时,都要写一堆类型好麻烦啊,go 官方也想到了,就是定义约束类型

type MyGenerics interface {
    ~int | ~float64 | ~string
}

func Max[T MyGenerics](a, b T) T {
    if a > b {
        return a
    }
    return b
}

这样就完成了一个泛型的约束类型的定义

而且go的泛型约束也可以像 interface 那样相互嵌套的

type Int interface {
    ~int | ~uint
}

type Float interface {
    ~float32 | ~float64
}

type Number interface {
    Int | Float
}

func Max2[T Number](a, b T) T {
    if a > b {
        return a
    }
    return b
}

Go内置一个 constraints包,定义好了一些常用的泛型约束

type Signed interface {
    ~int | ~int8 | ~int16 | ~int32 | ~int64
}

type Unsigned interface {
    ~uint | ~uint8 | ~uint16 | ~uint32 | ~uint64 | ~uintptr
}

type Integer interface {
    Signed | Unsigned
}

type Float interface {
    ~float32 | ~float64
}

type Complex interface {
    ~complex64 | ~complex128
}

type Ordered interface {
    Integer | Float | ~string
}

go 还定义了一个 类型约束 any 看这个名字应该就知道什么意思了,就是任意类型,这个也没啥神秘的,就是给 interface 整了一个别名

type any interface{}

go 还有一种约束类型,函数类型约束,也就是只有实现了 对应函数,才能作为泛型类型

type MyToString interface {
    ToString() string
}

type Myint int

func (m Myint) ToString() string {
    return strconv.Itoa(int(m))
}

func MyString[T MyToString](value T) {
    fmt.Println(value.ToString())
}

func main() {
    var x Myint
    x = 100
    MyString[Myint](x)
}

在定义函数 MyString 函数的时候,MyString[T MyToString](value T) 函数的泛型约束时一个接口,函数 MyString 的类型约束就是 实现了 MyToString 接口的类型。所以传入函数的 T 类型的 value 一定会有 ToString 这个函数。

泛型结构体

func main() {
    stack := NewStack[int](10)

    for i := 0; i < 10; i++ {
        stack.Push(i)
    }

    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Printf("%d ", stack.Pop())
    }
}

func NewStack[T any](size int) *Stack[T] {
    stack := &Stack[T]{
        arr: make([]T, size),
    }
    stack.size = size
    stack.index = -1
    return stack
}

type Stack[T any] struct {
    arr   []T
    size  int
    index int
}

func (s *Stack[T]) Full() bool {
    return s.index+1 == s.size
}

func (s *Stack[T]) Empty() bool {
    return s.index < 0
}

func (s *Stack[T]) Push(v T) bool {
    if s.Full() {
        return false
    }
    s.index++
    s.arr[s.index] = v
    return true
}

func (s *Stack[T]) Pop() T {
    var v T
    if s.Empty() {
        return v
    }
    v = s.arr[s.index]
    s.index--
    return v
}

用泛型写了一个简单的栈

type Stack[T any] struct {
    arr   []T
    size  int
    index int
}

在定义结构体的同时指定了泛型类型,这样就定义了泛型的结构体

目前结构体的泛型还是有一些限制,比如结构的 method 不能是泛型的

type Mystruct struct {
}

func (m Mystruct) One[T ~int | ~float64](value T) {
    fmt.Println(value)
}

这段代码是编译不过的,后续可能会完善这部分吧

end

go的泛型总算是正式发布了,趁周末学习了一波。现在go泛型刚发布,工作中用上泛型可能还要等很长时间,毕竟线上的东西稳定最重要。我记得我刚入职公司的时候,那时候公司用的go版本还是 1.4, 那时候go 已经到了 1.13了。后来因为dlv调试不兼容低版本的go,就逐步升上来了。相信go的泛型肯定是一个趋势,后续很多的内置酷和第三方库都会用上泛型了。
先学到这里吧,等有空继续学习go泛型的更多知识,比如底层是怎样实现的,是java那样类型擦除还是C++那样代码展开的。

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