快捷導(dǎo)航

Golang泛型的使用方法詳解

更新時(shí)間：2022年12月14日 09:07:27 作者：夢(mèng)想畫家

這篇文章主要介紹了Golang中泛型的使用，Go和Python語(yǔ)言不同，處理不同數(shù)據(jù)類型非常嚴(yán)格。如Python可以定義函數(shù)帶兩個(gè)數(shù)值類型并返回較大的數(shù)值，但可以不嚴(yán)格指定參數(shù)類型為float或integer

Go 和Python語(yǔ)言不同，處理不同數(shù)據(jù)類型非常嚴(yán)格。如Python可以定義函數(shù)帶兩個(gè)數(shù)值類型并返回較大的數(shù)值，但可以不嚴(yán)格指定參數(shù)類型為float或integer。同樣功能go1.18之前版本需要定義兩個(gè)函數(shù)分別處理對(duì)應(yīng)類型，通過泛型可以實(shí)現(xiàn)上面描述功能，無(wú)需為每種類型重復(fù)定義函數(shù)。

本文通過示例學(xué)習(xí)Go泛型，包括三個(gè)部分：非泛型函數(shù)，泛型函數(shù)，泛型類型約束。

泛型的作用

我們知道Go一些函數(shù)（如fmt.Println)使用空interface支持多種數(shù)據(jù)類型，但需要開發(fā)者寫大量代碼實(shí)現(xiàn)很多函數(shù)或方法支持多種自定義類型不是最佳選項(xiàng)，于是泛型登場(chǎng)，提供新的解決方案，無(wú)需使用接口和反射支持多種數(shù)據(jù)類型。

下面通過示例來(lái)說明：

package main
import (
    "fmt"
)
func Print[T any](s []T) {
    for _, v := range s {
        fmt.Print(v, " ")
    }
    fmt.Println()
}
func main() {
    Ints := []int{1, 2, 3}
    Strings := []string{"One", "Two", "Three"}
    Print(Ints)
    Print(Strings)
}

上面代碼種Print()函數(shù)使用泛型，通過在函數(shù)名稱和參數(shù)之間增加[T any]指定泛型變量, 既然T 為any類型，函數(shù)可傳入任何數(shù)據(jù)類型slice。當(dāng)然Print函數(shù)不能處理slice之外的輸入，這是因?yàn)楹瘮?shù)實(shí)現(xiàn)決定的。通過泛型函數(shù)可以避免針對(duì)每種數(shù)據(jù)類型編寫函數(shù)，這種通用的思想就是泛型。

非泛型函數(shù)

我們實(shí)現(xiàn)兩個(gè)函數(shù)，返回?cái)?shù)值類型數(shù)組元素的和。我們至少創(chuàng)建兩個(gè)函數(shù)，一個(gè)針對(duì)float64類型，另一個(gè)為int64，因此工作量翻倍。

package main
import "fmt"
func main() {
   f := []float64{1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0}
   i := []int64{1, 2, 3, 4, 5}
   s1 := SumOfFloat(f)
   s2 := SumOfIntegers(i)
   fmt.Println("Sum for float64 :", s1)
   fmt.Println("Sum for int64 :", s2)
}
func SumOfFloat(nums []float64) float64 {
   var sum float64
   for _, num := range nums {
       sum += num
   }
   return sum
}
func SumOfIntegers(nums []int64) int64 {
   var sum int64
   for _, num := range nums {
       sum += num
   }
   return sum
}

運(yùn)行輸出結(jié)果：

$ go run main.go
Sum for float64 : 15
Sum for int64 : 15

上面代碼針對(duì)兩種類型定義了兩個(gè)函數(shù)，返回各自參數(shù)對(duì)應(yīng)類型數(shù)組元素之和。下面通過泛型合并兩個(gè)函數(shù)為一個(gè)，節(jié)約時(shí)間和精力。

泛型函數(shù)

本節(jié)實(shí)現(xiàn)單個(gè)函數(shù)，參數(shù)仍然是數(shù)組，但類型可以為float64或int64,并返回?cái)?shù)組元素之和，從而可以代替上面兩個(gè)函數(shù)。

為了能夠定義函數(shù)接收float64和int64兩種類型，新的泛型函數(shù)需要聲明接收的類型,即調(diào)用代碼需要判斷類型是否為float64或int64。為此，新的函數(shù)簽名需要有點(diǎn)變化，除了普通的參數(shù)外，還需要聲明類型參數(shù)，從而轉(zhuǎn)換函數(shù)為泛型函數(shù)支持不同類型。

每個(gè)形參都有一個(gè)類型約束，它指定調(diào)用代碼可用于形參允許的實(shí)參類型。在編譯時(shí)這些參數(shù)表示的類型就是調(diào)用代碼支持的類型。當(dāng)然泛型函數(shù)的實(shí)現(xiàn)邏輯需要支持形參聲明的所有類型。舉例，泛型函數(shù)支持字符串和數(shù)值參數(shù)，函數(shù)實(shí)現(xiàn)邏輯需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行索引，顯然數(shù)值無(wú)法索引將引起編譯錯(cuò)誤。

泛型函數(shù)語(yǔ)法：

func genericFunction[T any](s []T) []T{

}

解釋如下：

上面語(yǔ)法種在名稱和參數(shù)之間的[]用于指定形式參數(shù)類型，可以是一組類型或一個(gè)約束接口。T 參數(shù)類型，用于定義形式參數(shù)和返回值類型。

函數(shù)內(nèi)部也可以訪問參數(shù)，any 是一個(gè)interface，T必須實(shí)現(xiàn)該接口。Go1.18版本引入any，底層引用空接口，即interface{}。下面舉例說明：

package main
import "fmt"
func main() {
   f := []float64{1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0}
   i := []int64{1, 2, 3, 4, 5}
   s1 := genericSum(f)
   s2 := genericSum(i)
   fmt.Println("Sum for float64 :", s1)
   fmt.Println("Sum for int64 :", s2)
}
func genericSum[N int64 | float64](nums []N) N {
   var sum N
   for _, num := range nums {
       sum += num
   }
   return sum
}

輸出結(jié)果：

$ go run main.go
Sum for float64 : 15
Sum for int64 : 15

上面示例中演示定義泛型函數(shù)genericSum。參數(shù)類型在[]中聲明的泛型類型。N聲明在形參和返回值中使用，N是新的類型，被限定了兩種類型float64 和 int64的聯(lián)合類型。

在函數(shù)體類，首先聲明N類型變量，然后遍歷數(shù)組計(jì)算綜合并返回。

假設(shè)泛型函數(shù)支持很多種類型，比如：int, int8 , int26, int32, int64, float32, float64。這樣函數(shù)簽名變得非常冗長(zhǎng)難看，我們可以定義一個(gè)類型包括上述類型，本質(zhì)上就是把聯(lián)合類型遷移至函數(shù)聲明外面。

package main
import "fmt"
type Number interface {
   int64 | float64
}
func main() {
   f := []float64{1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0}
   i := []int64{1, 2, 3, 4, 5}
   s1 := genericSum(f)
   s2 := genericSum(i)
   fmt.Println("Sum for float64 :", s1)
   fmt.Println("Sum for int64 :", s2)
}
func genericSum[N Number](nums []N) N {
   var sum N
   for _, num := range nums {
       sum += num
   }
   return sum
}