Go 泛型和非泛型代碼詳解
1. 開啟泛型
在 Go1.17 版本中，可以通過:
export GOFLAGS="-gcflags=-G=3"
或者在編譯運(yùn)行程序時(shí)加上：
go run -gcflags=-G=3 main.go
2.無泛型代碼和泛型代碼
2.1. AddSlice
首先看現(xiàn)在沒有泛型的代碼：
package main
import (
"fmt"
)
func AddIntSlice(input []int, diff int) []int {
output := make([]int, 0, len(input))
for _, item := range input {
output = append(output, item+diff)
}
return output
}
func AddStrSlice(input []string, diff string) []string {
output := make([]string, 0, len(input))
for _, item := range input {
output = append(output, item+diff)
}
return output
}
func main() {
intSlice := []int{1, 2, 3, 4, 5, 6}
fmt.Printf("intSlice [%+v] + 2 = [%+v]\n", intSlice, AddIntSlice(intSlice, 2))
strSlice := []string{"hi,", "hello,", "bye,"}
fmt.Printf("strSlice [%+v] + man = [%+v]\n", strSlice, AddStrSlice(strSlice, "man"))
}
//output
//intSlice [[1 2 3 4 5 6]] + 2 = [[3 4 5 6 7 8]]
//strSlice [[hi, hello, bye,]] + man = [[hi,man hello,man bye,man]]
上面沒有使用泛型的代碼中，對 intSlice 和 strSlice，需要構(gòu)造兩個(gè)函數(shù)對它們進(jìn)行處理；而如果后續(xù)還有 float64、uint32 等類型就需要更多地 Add...Slice 函數(shù)。
而如果使用泛型之后，這些 Add...Slice 函數(shù)就可以合并為一個(gè)函數(shù)了，在這個(gè)函數(shù)中，對那些可以使用 + 操作符的類型進(jìn)行加操作（無論是數(shù)學(xué)的加還是字符串的連接）。
泛型代碼如下：
package main
import (
"fmt"
)
type PlusConstraint interface {
type int, string
}
func AddSlice[T PlusConstraint](input []T, diff T) []T {
output := make([]T, 0, len(input))
for _, item := range input {
output = append(output, item+diff)
}
return output
}
func main() {
intSlice := []int{1, 2, 3, 4, 5}
fmt.Printf("intSlice [%+v] + 2 = [%v]\n", intSlice, AddSlice(intSlice, 2))
strSlice := []string{"hi,", "hello,", "bye,"}
fmt.Printf("strSlice [%v] + man = [%v]\n", strSlice, AddSlice(strSlice, "man"))
}
//output
//intSlice [[1 2 3 4 5]] + 2 = [[3 4 5 6 7]]
//strSlice [[hi, hello, bye,]] + man = [[hi,man hello,man bye,man]]
是不是超級簡單，但是 AddSlice 函數(shù)中引入了約束的概念，即 PlusConstraint。AddSlice 的方括號中是類型參數(shù)，T 就是這個(gè)類型參數(shù)的形參，后面的 PlusConstraint 就是 T 的約束條件，意思是只有滿足約束條件的 T 類型才可以在這個(gè)函數(shù)中使用。
AddSlice 后面圓括號中的參數(shù)是常規(guī)參數(shù)也稱為非類型參數(shù)，它們可以不制定具體類型（int、string 等），可以使用 T 來代替。
而在 AddSlice 中，對于 T 類型的值 item，它會將 item 和 diff 進(jìn)行 + 操作，可能是數(shù)學(xué)上的累加，也可能是字符串的連接。
那現(xiàn)在你可能要問了，T 類型就一定是支持 + 操作符的嗎，有沒有可能是一個(gè) struct 呢？
答案是：不可能。
前面說過，只有滿足約束條件的 T 才可以在 AddSlice 中使用，而約束條件就是上面的 PlusConstraint。
PlusConstraint 定義的方式和接口類型的定義是一樣的，只不過內(nèi)部多了一行:
type int, string
這句話就是說，只有 int、string 這兩個(gè)類型才滿足這個(gè)約束，這里涉及到類型集的概念，后續(xù)會提到。
因此，有了這個(gè)約束條件，傳入到 AddSlice 的參數(shù) input 和 diff 都是可以使用 + 操作符的。如果你的 AddSlice 函數(shù)中想傳入 float46、uint64 等類型，就在 PlusConstraint 中加上這兩個(gè)類型即可。
上面的代碼中，只是對 int 和 string 兩種基礎(chǔ)類型進(jìn)行約束。實(shí)際開發(fā)中，我們可能會定義自己的類型:
type MyInt int type MyStr string
那如果在 AddSlice 中使用這兩種類型可以編譯通過嗎？答案是可以的。在泛型草案中，這種情況是無法編譯通過的，需要在約束條件中添加~int | ~string，表示底層類型是 int 或 string 的類型。而在 Go1.17 中，上面的 PlusConstraint 就包括了 int、string、以及以這兩者為底層類型的類型。
package main
import (
"fmt"
)
type MyInt int
type MyStr string
type PlusConstraint interface {
type int, string
}
func AddSlice[T PlusConstraint](input []T, diff T) []T {
output := make([]T, 0, len(input))
for _, item := range input {
output = append(output, item+diff)
}
return output
}
func main() {
intSlice := []MyInt{1, 2, 3, 4, 5}
fmt.Printf("intSlice [%+v] + 2 = [%v]\n", intSlice, AddSlice(intSlice, 2))
strSlice := []MyStr{"hi,", "hello,", "bye,"}
fmt.Printf("strSlice [%v] + man = [%v]\n", strSlice, AddSlice(strSlice, "man"))
}
//output
//intSlice [[1 2 3 4 5]] + 2 = [[3 4 5 6 7]]
//strSlice [[hi, hello, bye,]] + man = [[hi,man hello,man bye,man]]
2.2. 帶方法的約束 StringConstraint
前面說到，約束的定義和接口很像，那如果約束中有方法呢，那不就是妥妥的接口嗎？
兩者還是有區(qū)別的：
- 接口的成員只有方法和內(nèi)嵌的接口類型
- 約束的成員有方法、內(nèi)嵌約束類型、類型（int、string等）
看下面一個(gè)沒有使用泛型的例子：
package main
import (
"fmt"
)
func ConvertSliceToStrSlice(input []fmt.Stringer) []string {
output := make([]string, 0, len(input))
for _, item := range input {
output = append(output, item.String())
}
return output
}
type MyInt int
func (mi MyInt) String() string {
return fmt.Sprintf("[%d]th", mi)
}
func ConvertIntSliceToStrSlice(input []MyInt) []string {
output := make([]string, 0, len(input))
for _, item := range input {
output = append(output, item.String())
}
return output
}
type MyStr string
func (ms MyStr) String() string {
return string(ms) + "!!!"
}
func ConvertStrSliceToStrSlice(input []MyStr) []string {
output := make([]string, 0, len(input))
for _, item := range input {
output = append(output, item.String())
}
return output
}
func main() {
intSlice := []MyInt{1, 2, 3, 4}
// compile error, []MyInt not match []fmt.Stringer
//fmt.Printf("%v convert %v", intSlice, ConvertSliceToStrSlice(intSlice))
fmt.Printf("%v convertIntToStr %v \n", intSlice, ConvertIntSliceToStrSlice(intSlice))
strSlice := []MyStr{"111", "222", "333"}
fmt.Printf("%v convertStrToStr %v \n", strSlice, ConvertStrSliceToStrSlice(strSlice))
// output
//[[1]th [2]th [3]th [4]th] convertIntToStr [[1]th [2]th [3]th [4]th]
//[111!!! 222!!! 333!!!] convertStrToStr [111!!! 222!!! 333!!!]
}
上面代碼中，MyInt 和 MyStr 都實(shí)現(xiàn)了 fmt.Stringer 接口，但是兩個(gè)都無法調(diào)用 ConvertSliceToStrSlice 函數(shù)，因?yàn)樗娜雲(yún)⑹?[]fmt.Stringer 類型，[]MyInt 和它不匹配，這在編譯的時(shí)候就是會報(bào)錯(cuò)的，而如果我們想要把[]MyInt 轉(zhuǎn)換為 []string，就需要定義一個(gè)入?yún)閇]MyInt 的函數(shù)，如 ConvertIntSliceToStrSlice；對于 []MyStr，則需要另一個(gè)函數(shù)。。。那明明兩者都實(shí)現(xiàn)了 fmt.Stringer，理論上應(yīng)該都可以通過 ConvertSliceToStrSlice 啊，這也太反人類了。
哈哈，泛型實(shí)現(xiàn)了這個(gè)功能。
package main
import (
"fmt"
)
type StringConstraint interface {
String() string
}
func ConvertSliceToStrSlice[T StringConstraint](input []T) []string {
output := make([]string, 0, len(input))
for _, item := range input {
output = append(output, item.String())
}
return output
}
type MyInt int
func (mi MyInt) String() string {
return fmt.Sprintf("[%d]th", mi)
}
type MyStr string
func (ms MyStr) String() string {
return string(ms) + "!!!"
}
func main() {
intSlice := []MyInt{1, 2, 3, 4}
// compile error, []MyInt not match []fmt.Stringer
fmt.Printf("%v convert %v\n", intSlice, ConvertSliceToStrSlice(intSlice))
strSlice := []MyStr{"111", "222", "333"}
fmt.Printf("%v convert %v\n", strSlice, ConvertSliceToStrSlice(strSlice))
// output
//[[1]th [2]th [3]th [4]th] convert [[1]th [2]th [3]th [4]th]
//[111!!! 222!!! 333!!!] convert [111!!! 222!!! 333!!!]
}
簡單吧，在 StringConstraint 約束中定義一個(gè) String() string，這樣只要有這個(gè)方法的類型都可以作為 T 在 ConvertSliceToStrSlice 使用。在這個(gè)約束條件下，所有具有 String() string 方法的類型都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換，但是我們?nèi)绻氚鸭s束條件定的更加苛刻，例如只有底層類型為 int 或者 string 的類型才可以調(diào)用這個(gè)函數(shù)。 那么我們可以進(jìn)一步在 StringConstraint 中添加約束條件：
type StringConstraint interface {
type int, string
String() string
}
這樣滿足這個(gè)約束的類型集合就是底層類型是 int 或者 string，并且，具有 String() string 方法的類型。而這個(gè)類型集合就是 type int, string 的類型集合與 String() string 的類型集合的交集。具體的概念后續(xù)介紹。
這樣，MyFloat、MyUint 就無法調(diào)用 ConvertSliceToStrSlice 這個(gè)函數(shù)了。
package main
import (
"fmt"
)
type StringConstraint interface {
type int, string
String() string
}
func ConvertSliceToStrSlice[T StringConstraint](input []T) []string {
output := make([]string, 0, len(input))
for _, item := range input {
output = append(output, item.String())
}
return output
}
type MyFloat float64
func (mf MyFloat) String() string {
return fmt.Sprintf("%fth", mf)
}
type MyInt int
func (mi MyInt) String() string {
return fmt.Sprintf("[%d]th", mi)
}
type MyStr string
func (ms MyStr) String() string {
return string(ms) + "!!!"
}
func main() {
intSlice := []MyInt{1, 2, 3, 4}
// compile error, []MyInt not match []fmt.Stringer
fmt.Printf("%v convert %v\n", intSlice, ConvertSliceToStrSlice(intSlice))
strSlice := []MyStr{"111", "222", "333"}
fmt.Printf("%v convert %v\n", strSlice, ConvertSliceToStrSlice(strSlice))
// output
//[[1]th [2]th [3]th [4]th] convert [[1]th [2]th [3]th [4]th]
//[111!!! 222!!! 333!!!] convert [111!!! 222!!! 333!!!]
floatSlice := []MyFloat{1.1, 2.2, 3.3}
//type checking failed for main
//prog.go2:48:44: MyFloat does not satisfy StringConstraint (MyFloat or float64 not found in int, string)
fmt.Printf("%v convert %v\n", floatSlice, ConvertSliceToStrSlice(floatSlice))
}
小結(jié)：
總的來說，泛型可以簡化代碼的編寫，同時(shí)在編譯時(shí)進(jìn)行類型檢查，如果類型不滿足約束，就會在編譯時(shí)報(bào)錯(cuò)；這樣就避免了運(yùn)行時(shí)不可控的錯(cuò)誤了。
到此這篇關(guān)于Go 泛型和非泛型代碼詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Go 泛型和非泛型代碼內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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