Golang 在 1.18 版本更新后引入了泛型，這是一個(gè)重要的更新，Gopher 萬(wàn)眾矚目，為 Golang 帶來(lái)了更多的靈活性和可重用性，同時(shí)也解決了在特定場(chǎng)景下 Golang 類型系統(tǒng)的限制。

今天，我們將深入探討泛型的概念、為什么需要泛型、泛型的語(yǔ)法，并探討如何在實(shí)踐中使用它。

go version >= 1.18

什么是泛型

泛型是一種在軟件開(kāi)發(fā)中廣泛使用的編程概念，它允許開(kāi)發(fā)者編寫可重用的代碼，而不需要考慮具體的數(shù)據(jù)類型。使用泛型，開(kāi)發(fā)者可以編寫一些通用的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這些算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以適用于不同類型的數(shù)據(jù)，而不需要為每種類型都編寫一份專用的代碼。泛型的概念在其他許多編程語(yǔ)言中都有支持，比如 C++、Java、C# 等。

為什么需要泛型

假設(shè)我們需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)返回一個(gè) Map key 的 切片 []int -- MapKeysToInt。

func MapKeysToInt(m map[int]string) []int {
	r := make([]int, 0, len(m))
	for k := range m {
		r = append(r, k)
	}
	return r
}

可是這個(gè)函數(shù)只能接收map[int]string 類型的參數(shù)，如果我們想支持 int8 類型的參數(shù)，我們就需要再定義一個(gè)MapKeysToInt8 函數(shù)。

func MapKeysToInt8(m map[int8]string) []int8 {
	r := make([]int8, 0, len(m))
	for k := range m {
		r = append(r, k)
	}
	return r
}

如果要想支持 int64 類型切片就要定義 MapKeysToInt32 函數(shù)，如果想支持 xxx 就需要定義一個(gè) MapKeysToXXX...

我們會(huì)發(fā)現(xiàn)一遍一遍地編寫相同的功能非常的低效，

func MapKeysToInt32(m map[int32]string) []int32 {
	r := make([]int32, 0, len(m))
	for k := range m {
		r = append(r, k)
	}
	return r
}

Go1.18 之前我們可以使用反射的方式去實(shí)現(xiàn)上述問(wèn)題，但是會(huì)降低代碼的執(zhí)行效率且失去編譯期的類型檢查等弊端。

Go1.18 之后我們可以用泛型來(lái)實(shí)現(xiàn)這一系列問(wèn)題，eg：

// 當(dāng)調(diào)用泛型函數(shù)的時(shí)候, 我們經(jīng)?？梢允褂妙愋屯茢?。 
// 注意，當(dāng)調(diào)用 MapKeys 的時(shí)候，我們不需要為 K 和 V 指定類型 - 編譯器會(huì)進(jìn)行自動(dòng)推斷
func MapKeys[K comparable, V any](m map[K]V) []K {
	r := make([]K, 0, len(m))
	for k := range m {
		r = append(r, k)
	}
	return r
}

func main (){
	var m = map[int]string{
		1: "2",
		2: "4",
		4: "8",
	}
	fmt.Println("keys m:", MapKeys(m))

    var m2 = map[string]int{
		"程序員祝融": 1,
		"李四": 2,
		"王五": 3,
	}
	fmt.Println("keys m2:", MapKeys(m2))
}

// demo 運(yùn)行結(jié)果：
// keys m: [2 4 1]
// keys m2: [李四 王五 程序員祝融]

泛型語(yǔ)法

泛型為Go語(yǔ)言添加了三個(gè)新的重要特性:

• 類型參數(shù)（形參、實(shí)參）
• 類型集
• 類型推斷

類型參數(shù)

之前我們定義函數(shù)時(shí)可以指定其形參，調(diào)用函數(shù)時(shí)傳實(shí)參，如下。

現(xiàn)在，Go 語(yǔ)言中的函數(shù)和類型支持添加類型參數(shù)。類型參數(shù)以類似于函數(shù)參數(shù)的方式進(jìn)行定義，使用方括號(hào) [] 包含一個(gè)或多個(gè)類型參數(shù)。

用泛型實(shí)現(xiàn)一個(gè)比較兩數(shù)大小的 demo ，eg：

func max[T int | int32 | int64 | float32](x, y T) T {
	if x >= y {
		return x
	}
	return y
}

類型實(shí)例化

我們定義了一個(gè) max 函數(shù)，支持傳 int、int32、int64、float32 類型，我們可以傳入這 4 種類型中的任意一個(gè)。 eg 傳一個(gè) int 類型:

max[int32](1, 2) // 2

也支持傳一個(gè) float32 類型:

max[float32](0.1, 0.2) // 0.2

max 函數(shù)提供類型參數(shù)(在本例中為 int 和float32 ) 稱為實(shí)例化。eg：

// 類型實(shí)例化，編譯器生成 T=float32 的 max 函數(shù)
f := max[float32]
fmt.Println(f(0.1, 0.2))

我們定義了一個(gè) max[float32] 函數(shù) f，我們可以在接下來(lái)調(diào)用函數(shù)的方式使用 f(0.1, 0.2) 它 。

類型約束

類型約束是指限制類型參數(shù)的類型的約束條件，可以使用interface關(guān)鍵字來(lái)表示。以上方的 demo，我們常見(jiàn)的方式有：

類型約束接口直接在類型參數(shù)列表中使用：

func max[T interface{ int | int32 | int64 | float32 }](x, y T) T {
	if x >= y {
		return x
	}
	return y
}

也可以事先定義，后復(fù)用

// 事先定義類型約束類型
type Value interface {
	int | int32 | int64 | float32 
}
func min[T Value](a, b T) T {
	if a <= b {
		return a
	}
	return b
}

在定義一個(gè)可以比較大小的泛型函數(shù)時(shí)，可以使用 comparable約束條件來(lái)限制類型參數(shù)的類型：

func MapKeys[K comparable, V any](m map[K]V) []K {
	r := make([]K, 0, len(m))
	for k := range m {
		r = append(r, k)
	}
	return r
}

類型集

類型集是泛型語(yǔ)法中用來(lái)約束類型參數(shù)的工具，它規(guī)定了類型參數(shù)所能接受的類型范圍。在 Golang 1.18 中，類型集使用 interface 來(lái)定義，在類型參數(shù)后面添加 interface 關(guān)鍵字來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通俗一點(diǎn)解釋，接口類型現(xiàn)在可以用作值的類型，也可以用作類型約束。

下面是一個(gè)定義了類型集的例子：

type MySlice interface {
	int | float32 | string
}

上面這個(gè)就表示定義了一個(gè) int、float32、string 的類型集。

any 接口

Go 在 1.18 引入了一個(gè)新的預(yù)聲明標(biāo)識(shí)符，作為空接口類型的別名。

type any = interface{}

使用 eg：

func Swap[T any](a, b *T) {
    temp := *a
    *a = *b
    *b = temp
}

類型推斷

最后說(shuō)下類型推斷，非常重要，在go 1.18 后推出，能夠讓開(kāi)發(fā)者在使用泛型時(shí)更加的自然。

參數(shù)類型推斷

對(duì)于函數(shù)參數(shù)的類型，需要傳遞類型參數(shù)，使得代碼變長(zhǎng)?？聪乱婚_(kāi)始的 demo

func max[T int | int32 | int64 | float32](x, y T) T {
	if x >= y {
		return x
	}
	return y
}

調(diào)用

var a, b, s int
a := 1
b := 2
s := max[int32](a, b) // 2

在大部分場(chǎng)景下，我們的編譯器其實(shí)可以自行推斷類型參數(shù) T。有了這個(gè)可以似的我們的代碼變的更短，同事保持清晰。

var a, b, s int
a := 1
b := 2
s := max(a, b) // 2

總結(jié)

Go 在 1.18 中引入了泛型這一特性，極大地增強(qiáng)了語(yǔ)言的表現(xiàn)力和靈活性。通過(guò)類型參數(shù)、類型集、類型推斷等語(yǔ)法特性，可以方便地定義和使用泛型類型和泛型函數(shù)。同時(shí)，編譯器對(duì)泛型的支持也在不斷完善，包括對(duì)類型參數(shù)的約束、類型集的多態(tài)和類型推斷的增強(qiáng)等，進(jìn)一步提升了泛型的實(shí)用性和性能。

在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，泛型可以用來(lái)處理許多常見(jiàn)的問(wèn)題，如集合類的封裝、算法的實(shí)現(xiàn)和通用接口的定義等。除了標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的泛型類型和函數(shù)之外，我們還可以通過(guò)自定義泛型類型和函數(shù)來(lái)滿足特定的需求。

最后，使用泛型時(shí)需要注意類型安全和性能問(wèn)題，特別是對(duì)于大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理和算法計(jì)算，需要進(jìn)行細(xì)致的測(cè)試和優(yōu)化。

到此這篇關(guān)于Golang中的泛型你真的了解嗎的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Golang泛型內(nèi)容請(qǐng)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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