go基礎-泛型

来源:https://www.cnblogs.com/asdfzxv/archive/2023/11/10/17823836.html
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UTL_MATCH介紹： Oracle的UTL_MATCH包是一個提供字元串匹配和相似度計算功能的工具包。它包含了一系列函數，用於執行字元串比較、相似度計算和模式匹配等操作。 UTL_MATCH包中的函數可以用於以下任務： 字元串相似度計算：UTL_MATCH提供了多個函數來計算字元串之間的相似度， ...


概述

在強類型變成語言中，類型是確定不可變，如函數入參是確定類型、鏈表元素是確定類型，這極大限制了函數功能。也有些解決方案，為每種類型都實現一版函數，會導致大量重覆代碼；使用類型轉換，使用特殊形參（如Object、any），在函數內部判斷並轉換類型後再執行邏輯，導致大量類型轉換的代碼，結構混亂，Java 未支持泛型之前就使用這個套路。最優解決方案是泛型，即類型參數化，編寫函數暫時不確定類型，使用占位符代替，調用時候類型也是通過參數傳遞進去，替換占位符。主流強類型語言都支持泛型，Java、C++、C#等。

千呼萬喚始出來，1.18版本正式增加泛型支持，但是體感貌似一般，使用場景並沒有那麼廣泛，特別是泛型約束能力，相比Java、C++弱了很多。更多是對函數式編程的支持，如slice、map、func等，在面向對象編程支持不夠。不確定後期是否會繼續演變，Go對相容性保持還算可以，後續演變也不用過分擔憂。

基本使用

Go 語言不是主流的面向對象，泛型支持上也有所區別，如Java一切皆為對象，只要確定對象泛型即可統一的泛型模式。Go的每種類型都有區別，可簡單分為兩類，類型泛型：切片泛型、哈希泛型、結構體泛型、基礎類型泛型等；函數泛型：函數泛型、方法泛型等。另外泛型語法不是主流的<>尖括弧，而使用的[]中括弧，這不重要，思路都是相似的

類型泛型，風格基本一致，使用type定義別名，名稱後面緊跟泛型定義，然後是基礎類型。

type MyGen[T any] int

函數泛型，語法也比較類似，函數名稱後面緊跟泛型定義

func MyFun[T any](x T, n int) {
    ...
}

切片泛型

定義切片泛型。使用type定了名稱為genSlice的新類型，底層類型是個切片。緊跟在名稱後面的[T any]就是泛型定義，T表示泛型占位符，any表示泛型約束，可以看到切片的元素類型也使用了T占位符

type genSlice[T any] []T

any是標準庫提供的特殊類型，表示任意類型，其本質是個空介面 type any = interface{}，類似Java中的Object類型。更多泛型約束信息獨立章節介紹

使用泛型切片，與普通切片幾乎一模一樣。唯一區別，創建時需要傳遞參數類型，這就是所謂的類型參數化。

arr := make(genSlice[int], 0)
arr2 := genSlice[float64]{1.1, 1.2, 2.1}
var arr3 = genSlice[string]{"a", "b", "cd"}

創建了三個切片，相比普通切片多了個參數，使用大括弧傳遞的類型參數，在底層會替換占位符T，三個切片的元素類型分別是int、float64、string。僅此而已，再無其他區別。訪問切片

arr = append(arr, 10)
arr = append(arr, 20)

for _, i := range arr {
    fmt.Printf("%T=%v\n", i, i)
}

輸出如下

int=10
int=20

哈希泛型

也就是map切片，map有兩個參數，可以定一個或兩個泛型，其他方面與切片泛型幾乎一樣

type genMap1[V any] map[string]V				// 一個泛型, key 是字元串, value是泛型, 創建時傳入
type genMap2[K string|int, V any] map[K]V		// 兩個泛型, key 是泛型且限定為字元串或整數, value是泛型且沒有限定

創建實例

m1 := genMap1[int]{"k1": 1}
m2 := genMap2[string, string]{"k1": "v1"}

管道泛型

泛型定義

type genChan[T any] chan T

創建實例

chan1 := make(genChan[int])
var chan2 genChan[string]		// nil, 引用類型需要初始化

基礎類型泛型

相比容器類型有一些區別。基礎類型不能只有類型形參，如下缺乏原始類型。

type CommonType[T int|string|float32] T		// err

正確定義，給出原始類型int

type CommonType[T int | string | float32] int

由於原始類型是int，導致泛型約束無效，原始類型限定更強

var v1 CommonType[int] = 10				// ok
var v2 CommonType[string] = "test"		// err

函數泛型

定義泛型函數

func add[T int|string](x, y T) T {
	return x+y
}

調用泛型函數，一樣的套路，調用時多個傳遞一個參數，表示類型

n := add[int](1, 2)
fmt.Println(n)

註意，匿名函數不支持泛型，匿名函數不能定義類型參數，以下案例編譯不通過

func[T int | float32](a, b T) T {		// err
        return a+b
}

閉包函數則可以使用泛型，閉包函數是對外部類型的應用，而不是類型參數。

func MyFunc[T int | float32]() func(a, b T) T {
	return func(a, b T) T {
		return a + b
	}
}

結構體泛型

定義泛型結構體

type genStruct[T int | string] struct {
    Name string
    Data T
}

創建實例

p1 := genStruct[int]{"xx", 10}
p2 := new(genStruct[string])

註意，匿名結構體目前還不支持泛型，以下代碼編譯不通過。

struct[T int|string] {
    caseName string
    got      T
    want     T
}[int]{
    caseName: "test OK",
    got:      100,
    want:     100,
}

需要特別註意的是結構體方法，泛型結構體並不代表方法泛型。判斷一個方法是否支持泛型，要看是否有定義類型參數，這與Java特性一樣。如下setName就是普通方法，因為並沒有定義泛型參數。名稱前面的(p *person[T]) 是類型綁定，而不是類型參數。setName雖然是普通方法，但是內部可以使用結構體中定義的泛型

type person[T string | int] struct {
	name T
}

func (p *person[T]) setName(name T) T {		// 普通方法
	p.name = name
	return p.name
}

截止目前go 還不支持泛型方法(1.9版本)，如果後續支持，定義方式應該如下，增加了類型參數E

func (p *person[T]) setName[E string](name T, surname E) T {
    ...
}

泛型也支持相互套用

type WowStruct[T int | float32, S []T] struct {
    Data     S		// S是T類型切片
    MaxValue T
    MinValue T
}

看起來有點複雜，只要記住一點：任何泛型類型都必須傳入類型實參實例化才可以使用。

var ws WowStruct[int, []int]

介面泛型

介面泛型最為特殊，因為方法不支持泛型，介面定義卻支持泛型，看似好像兩者衝突了。其實用了個雞賊的方式實現，繞開了問題根本，本質是類型轉換。介面泛型定義如下，看起來沒有特別之處

type DataProcessor[T any] interface {
	Process(oriData T) (newData T)
	Save(data T) error
}

實現泛型介面

type CSVProcessor struct {
}

func (c CSVProcessor) Process(oriData string) (newData string) {
	return oriData
}

func (c CSVProcessor) Save(oriData string) error {
	return nil
}

註意：與實現非泛型介面有區別，結構體的方法簽名與泛型介面內方法簽名不一樣，按照規範兩者沒有實現關係。討巧就在這裡，給泛型傳入類型參數，然後類型轉換。

func MyFun(E DataProcessor[string]) {					// 形參是泛型介面
	println(E.Process("name"))
}

var processor DataProcessor[string] = CSVProcessor{}	// 類型轉換
MyFun(processor)

包裝泛型

以下方式也都是錯誤定義

// 錯誤, 它認為你要定義一個存放切片的數組，數組長度由 T 乘以 int 計算得到
type NewType [T * int][]T 

//✗ 錯誤。和上面一樣，這裡不光*被會認為是乘號，| 還會被認為是按位或操作
type NewType2[T *int|*float64] []T 

//✗ 錯誤
type NewType2 [T (int)] []T

解決方法也都一樣，使用介面包裝。在“介面類型約束”章節詳細說明

type NewType interface {
    *int | *float64
}

泛型約束

除了類型參數化，泛型有個重要作用：類型約束。簡單理解就是限定泛型占位符的範圍，比如類型參數只能是數組、字元串、數組、介面、函數等。Java的泛型約束可支持上邊界、下邊界、或類型等；Go泛型約束弱一些，沒有上邊界、下邊界。主要原因還是Go的特殊面向對象，沒有Java完整的類型系統。

基本類型約束

泛型約束為int類型

func MyFunc[T int]() T {
	...
}

這種單個基礎數據類型約束沒有意義，直接使用基礎類型效果一樣。更多時候會約束一個範圍，如下約束範圍是所有的整數類型。

func MyFunc[T int|int8|int16|int32|int64|float32|float64]() T {
	...
}

介面類型約束

介面是泛型約束中使用最廣泛的類型，這與Java一致。面向介面編程，面向介面約束。

在基本類型約束中有個案例

func MyFunc[T int|int8|int16|int32|int64|float32|float64]() T {
	...
}

這種寫法繁瑣且不方便復用，如果其他函數有相同的約束需求，需要再寫一遍，為此Go 提供特殊的介面定義，專門用於泛型約束。

// 整型
type Int interface {
    int|int8|int16|int32|int64|float32|float64
}

// 無符號整型
type Uint interface {
    uint | uint8 | uint16 | uint32
}

// 浮點
type Float interface {
    float32 | float64
}

介面約束之間也繼續組合，約束為所有數值類型

type Number interface {
    Int | Uint | Float
}

使用介面約束，與使用其他約束一樣

func MyFunc[T Number]() T {
	...
}

上面介面定義各類型使用|符號分割，是並集關係，也支持交集關係

// 並集
type AllInt interface {
    ~int | ~int8 | ~int16 | ~int32 | ~int64 | ~uint | ~uint8 | ~uint16 | ~uint32 | ~uint32
}

// 並集
type Uint interface {
    ~uint | ~uint8 | ~uint16 | ~uint32 | ~uint64
}

// 交集, 介面A代表的類型集是 AllInt 和 Uint 的交集
type A interface {
    AllInt
    Uint
}

// 交集, 介面B代表的類型集是 AllInt 和 ~int 的交集
type B interface { 	
    AllInt
    ~int
}

空集合， int 和 float32 沒有相交的類型，所以介面 Bad 代表的類型集為空，沒有任何類型可以匹配，這與any空介面剛好相反，後者可表示任意類型。

type Bad interface {
    int
    float32 
}

註意：並集和交集只能用於基本類型，如下定義異常

type A interface{
    funcA()
}

type B interface{
    funcB()
}

type C interface{
    A | B			// err
}

穿透別名，項目中經常使用type定義別名，泛型約束無法穿透別名，如下案例編譯不通過

type MyInt int

func MyFunc[T MyInt]() T {
	...
}

MyFunc[int]()		// err，int != MyInt

Go專門為此提供了特殊語法，在類型前面增加~符號，可穿透別名約束到底層類型。

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

func MyFunc[T MyInt]() T {
	...
}

MyFunc[int]()		// ok
MyFunc[MyInt]()		// ok

使用~符號穿透別名約束有一些限制條件：~後面的類型不能為介面，~後面的類型必須為基本類型。

type MyInt int

type _ interface {
    ~int		// ok
    ~[]byte  	// ok
    ~MyInt   	// err，~後的類型必須為基本類型
    ~error   	// err，~後的類型不能為介面
}

介面新語法有更深層次的意義，影響深遠，在1.18版本之前介面是一堆函數聲明的集合，稱為方法集（method set）。如下ReadWriter 定義了一個介面 ，包含了 Read() 和 Write() 兩個方法。所有同時定義了這兩種方法的類型被視為實現了這一介面。

type ReadWriter interface {
    Read(p []byte) (n int, err error)
    Write(p []byte) (n int, err error)
}

但是如果換一個角度來重新思考，會發現還能這樣理解：可以把  ReaderWriter 介面看成代表一個“類型的集合”，所有實現了  Read()  Writer() 這兩個方法的類型都在介面代表的類型集合當中。從 1.18 開始介面的定義就從 **方法集(method set)** 變為了 **類型集(type set)**。

以此配合介面增加了新技能，介面不僅可以定義方法聲明，也定義底層類型。來個複雜點的案例，介面類型 ReadWriter 代表了一個類型集合，所有以 string 或 []rune 為底層類型，並且實現了 Read()和Write() 這兩個方法的類型都在 ReadWriter 代表的類型集當中

type ReadWriter interface {
    ~string | ~[]rune

    Read(p []byte) (n int, err error)
    Write(p []byte) (n int, err error)
}

從此介面可分為兩種類型：Basic interface基本介面，介面內僅包含方法聲明，就是Go1.18 之前的介面。General interface一般介面，介面內有定義原始類型，以及方法聲明。以下兩個介面都是一般介面，因為內部都有定義原生類型

type Uint interface { 		
    ~uint | ~uint8 | ~uint16 | ~uint32 | ~uint64	// 原始類型
}

type ReadWriter interface {  	
    ~string | ~[]rune								// 原始類型

    Read(p []byte) (n int, err error)
    Write(p []byte) (n int, err error)
}

容器類型約束

常用的約束

func MyFun[T any](arr []T) {
	for i := range arr {
		log.Println(i)
	}
}

以下兩種寫法和實現的功能其實是差不多的，實例化之後結構體相同

type WowStruct[T int|string] struct {
    Name string
    Data []T
}

type WowStruct2[T []int|[]string] struct {
    Name string
    Data T
}

但是像下麵這種情況的時候，使用前一種寫法會更好

type WowStruct3[T int | string] struct {
    Data     []T
    MaxValue T
    MinValue T
}

函數類型約束

也比較常規，就是使用函數簽名約束，更多使用介面約束

func MyFunc[T any](arg T) {
    ...
}

參考


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