什么是go中的泛型

本文涉及的产品
云原生数据库 PolarDB PostgreSQL 版,企业版 4核16GB
推荐场景:
HTAP混合负载
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云原生内存数据库 Tair,内存型 2GB
简介: Go 语言在1.18版引入了泛型,旨在简化代码并提高复用性。泛型通过类型参数允许编写通用函数,如一个`Add`函数可以处理整数和浮点数的加法,减少了为不同类型编写重复代码的需求。类型约束(如`int`或`float64`)定义了类型参数适用的范围。编译器自动进行类型推导,简化调用。泛型可用于结构体(如创建泛型缓存)和其他场景,当逻辑相同但涉及不同类型时,可考虑使用泛型。注意泛型在处理自定义类型时,返回值可能是底层类型而非自定义类型,需通过类型约束来保持一致性。

泛型是go在1.18版本引入的新特性,泛型的引入使得在某些场景下,可以极大的简化代码的编写,提高了代码的复用性。有必要掌握泛型,可以减少很多重复的代码。

一、为什么需要泛型?

为什么我们需要泛型?在前面我们已经提到了简化代码的编写,提高代码的复用,这里我们举例详细说明? 假设我们需要实现一个函数,它的主要功能是做加法计算,比如计算a + b的值。

对于整数类型,我们可以使用如下的代码:

go

复制代码

func Add(a, b int) int {
  return a + b
}

对于浮点数类型,我们可以使用如下的代码:

go

复制代码

func Add(a, b float64) float64 {
  return a + b
}

看到了吧,我们发现,对于整数类型和浮点数类型,我们实现的函数是相同的,只是参数类型不同而已。究其原因在于,go作为静态类型语言,为了应对不同类型的变量,需要编写不同的函数做相应的计算。这正是泛型所要解决的问题。

下面我们看看,范型是如何解决这个问题的呢?

二、怎么用?

1. 用法

直接看代码

go

复制代码

package main

import "fmt"

func main() {
	a := Add(1, 2)
	b := Add(1.2, 2.3)
	fmt.Printf("int add sum: %d\n", a)
	// int add sum: 3
	fmt.Printf("float64 add sum: %f\n", b)
	// float64 add sum: 3.500000
}

// 泛型函数
// [] 中放的是类型参数
// T int | float64 类型约束为 int/float64
func Add[T int | float64](a, b T) T {
	return a + b
}

我们通过泛型的使用,将原来的intfloat64 Add函数,合并成一个函数了。 在使用时,本质是我们将类型提取成参数,类型也是一种参数(类型参数),这样就可以做到忽略某个具体类型,而编写通用的代码逻辑。

我们在使用时,无需显示传递类型参数,这是由于编译器会偷偷的在背后帮我们做类型推导的原因,实际上你显示传递Add[float64](1.2, 2.3)也是ok的。

2. 类型约束

前面我们提到类型参数,类型约束就是用于约束支持哪些类型的。

那么类型约束有哪些写法呢?

  • 直接在使用位置写明

go

复制代码

// 直接在使用位置写明
func Add[T int | float64](a, b T) T {
	return a + b
}
  • 定义接口

go

复制代码

type addable interface {
	// 前面带~ 表示只要底层类型为int或float64即可 场景是自定义类型
	~int | ~float64
}

// 这里引入addable约束
func Add[T addable](a, b T) T {
	return a + b
}
  • 内置类型
名称 使用场景 示例
any 任意类型 any
comparable 包括基本类型(如整数、浮点数、字符串)和一些复合类型(如数组),但不包括切片、映射、函数、通道等 a == b 或 a != b
constraints.Ordered 做顺序比较,所有整数类型、浮点数类型和字符串类型 <, >, <=, >= 比较操作

3. 使用举例

除了我们前面示例函数中使用泛型外,在其它地方也能使用比如结构体,在结构体使用举例。

go

复制代码

package main

import "fmt"

type Cache[T any] struct {
	cache map[string]T
}

func (c *Cache[T]) Set(key string, value T) {
	c.cache[key] = value
}

func (c *Cache[T]) Get(key string) (T, bool) {
	value, exists := c.cache[key]
	return value, exists
}

func main() {
	cache := &Cache[string]{
		cache: make(map[string]string),
	}

	cache.Set("hello", "world")
	value, _ := cache.Get("hello")
	fmt.Println("缓存中hello值为:", value)
	// 缓存中hello值为: world
}

4. 什么时候考虑使用范型?

当我们发现代码逻辑都一致,唯一不同的地方是类型不同时,考虑使用泛型。

三、注意的坑?

在使用泛型操作自定义类型时,需要注意它的返回值是底层类型还是自定义类型,下面我们看一个例子。

go

复制代码

package main

import "fmt"

// 自定义int 切片类型
type Point []int

// point 打印方法
func (p Point) print() {
	fmt.Printf("Point(%d, %d)", p[0], p[1])
}

// 用泛型的函数 缩放切片
func ScaleSlice[T int | float64](slice []T, scale T) []T {
	for i, val := range slice {
		slice[i] = val * scale
	}
	return slice
}

func main() {
	// 创建一个切片
	slice := Point{1, 2, 3, 4, 5}
	// 调用泛型函数
	scaledSlice := ScaleSlice(slice, 2)
	// 打印结果
	fmt.Println(scaledSlice)
	// [2 4 6 8 10]

	fmt.Printf("slice is %T\n", scaledSlice)
	// slice is []int

	// 这里会提示没有找到print方法 因为当前返回的scaledSlice是[]int类型 而非point
	scaledSlice.print()
}

我们发现,泛型函数返回的切片类型是底层类型,而不是自定义类型。 那要怎么解决呢?我们在类型参数上再组合一次使用~[]T 构造原始类型。

代码如下:

go

复制代码

package main

import "fmt"

// 自定义int 切片类型
type Point []int

// point 打印方法
func (p Point) print() {
	fmt.Printf("Point(%d, %d)", p[0], p[1])
}

// 用泛型的函数 缩放切片
// 引入S 类型保证返回自定义类型
func ScaleSlice[S ~[]T, T int | float64](slice S, scale T) S {
	for i, val := range slice {
		slice[i] = val * scale
	}
	return slice
}

func main() {
	// 创建一个切片
	slice := Point{1, 2, 3, 4, 5}
	// 调用泛型函数
	scaledSlice := ScaleSlice(slice, 2)
	// 打印结果
	fmt.Println(scaledSlice)
	// [2 4 6 8 10]

	fmt.Printf("slice is %T\n", scaledSlice)
	// slice is main.Point

	scaledSlice.print()
	// Point(2, 4)
}

四、总结

什么是泛型,也就是广泛的类型,在定义时候不具体指定某一个具体的类型,而是通过类型参数来表示。以此达到代码复用、简化代码的目的。


转载来源:https://juejin.cn/post/7380486156213600271

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