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你沒看錯,這裡講的就是 Go 中的泛型。只不過還沒有正式發佈,是基於草案設計的,已經是實現了可運行的版本。所以,泛型到來真的不遠了!
Go 中的泛型已經接近成為現實。本文講述的是泛型的最新設計,以及如何自己嘗試泛型。
Generics in Go —— How They Work and How to Play With Them
Go 由於不支持泛型而臭名昭著,但最近,泛型已接近成為現實。Go 團隊實施了一個看起來比較穩定的設計草案,並且正以源到源翻譯器原型的形式獲得關注。本文講述的是泛型的最新設計,以及如何自己嘗試泛型。
例子
FIFO Stack
假設你要創建一個先進先出堆棧。沒有泛型,你可能會這樣實現:
<code>type Stack []interface{} func (s Stack) Peek() interface{} { return s[len(s)-1] } func (s *Stack) Pop() { *s = (*s)[:len(*s)-1] } func (s *Stack) Push(value interface{}) { *s = append(*s, value) } /<code>
但是,這裡存在一個問題:每當你 Peek 項時,都必須使用類型斷言將其從 interface{} 轉換為你需要的類型。如果你的堆棧是 *MyObject 的堆棧,則意味著很多 s.Peek().(*MyObject)這樣的代碼。這不僅讓人眼花繚亂,而且還可能引發錯誤。比如忘記 * 怎麼辦?或者如果您輸入錯誤的類型怎麼辦?s.Push(MyObject{})` 可以順利編譯,而且你可能不會發現到自己的錯誤,直到它影響到你的整個服務為止。
通常,使用 interface{} 是相對危險的。使用更多受限制的類型總是更安全,因為可以在編譯時而不是運行時發現問題。
泛型通過允許類型具有類型參數來解決此問題:
<code>type Stack(type T) []T func (s Stack(T)) Peek() T { return s[len(s)-1] } func (s *Stack(T)) Pop() { *s = (*s)[:len(*s)-1] } func (s *Stack(T)) Push(value T) { *s = append(*s, value) } /<code>
這會向 Stack 添加一個類型參數,從而完全不需要 interface{}。現在,當你使用 Peek() 時,返回的值已經是原始類型,並且沒有機會返回錯誤的值類型。這種方式更安全,更容易使用。(譯註:就是看起來更醜陋,^-^)
此外,泛型代碼通常更易於編譯器優化,從而獲得更好的性能(以二進制大小為代價)。如果我們對上面的非泛型代碼和泛型代碼進行基準測試,我們可以看到區別:
<code>type MyObject struct { X int } var sink MyObject func BenchmarkGo1(b *testing.B) { for i := 0; i /<code>
結果:
<code>BenchmarkGo1 BenchmarkGo1-16 12837528 87.0 ns/op 48 B/op 2 allocs/op BenchmarkGo2 BenchmarkGo2-16 28406479 41.9 ns/op 24 B/op 2 allocs/op /<code>
在這種情況下,我們分配更少的內存,同時泛型的速度是非泛型的兩倍。
合約(Contracts)
上面的堆棧示例適用於任何類型。但是,在許多情況下,你需要編寫僅適用於具有某些特徵的類型的代碼。例如,你可能希望堆棧要求類型實現 String() 函數。這就是 Contracts :
<code>contract stringer(T) { T String() string } type Stack(type T stringer) []T // Now we can use the String method of T: func (s Stack(T)) String() string { ret := "" for _, v := range s { if ret != "" { ret += ", " } ret += v.String() } return ret } /<code>
更多示例
以上示例僅涵蓋了泛型的基礎知識。你還可以在函數中添加類型參數,並在合約(Contracts)中添加特定類型。
有關更多示例,你可以從兩個地方獲得:
設計草案
設計草案包含更詳細的描述以及更多示例:
https://go.googlesource.com/proposal/+/4a54a00950b56dd0096482d0edae46969d7432a6/design/go2draft-contracts.md,如果訪問不了,可以看我備份的:https://github.com/polaris1119/go_dynamic_docs/blob/master/go2draft-contracts.md。
實現原型的 CL
原型 CL 也有幾個示例。查找以“ .go2”結尾的文件:
https://go-review.googlesource.com/c/go/+/187317
如何嘗試泛型?
使用 WebAssembly Playground
到目前為止,嘗試泛型的最快,最簡單的方法是通過 WebAssembly Playground[1]。它使用 WASM 構建的源代碼到源代碼翻譯器原型在你的瀏覽器中直接運行 Go 代碼。但這存在一些限制(請參見 https://github.com/ccbrown/wasm-go-playground)。
編譯 CL
上面引用的 CL[2] 包含一個源到源轉換器的實現,該轉換器可用於將泛型代碼編譯為可以由 Go 的當前版本編譯的代碼。它將泛型代碼(“多態”代碼)稱為Go 2代碼,將非多態代碼稱為 Go 1 代碼,但是根據實現的細節,泛型可能會成為 Go 1 版本而不是 Go 2 版本的一部分。
它還添加了一個 “go2go” 命令,可用於從 CLI 轉換代碼。
你可以按照 Go 的從源代碼安裝 Go 指令來編譯 CL。當你到達可選的 “Switch to the master branch” 步驟時,請 用 checkout CL 代替:
<code>git fetch "https://go.googlesource.com/go" refs/changes/17/187317/14 && git checkout FETCH_HEAD /<code>
請注意,這將檢出補丁集 14,這是撰寫本文時的最新補丁集。轉到 CL[3] 並找到“下載”按鈕以獲取最新補丁集的簽出命令。
編譯 CL 之後,可以使用 go/* 包編寫用於使用泛型的自定義工具,或者可以僅使用 go2go 命令行工具:
<code>go tool go2go translate mygenericcode.go2 /<code>
原文鏈接:https://blog.tempus-ex.com/generics-in-go-how-they-work-and-how-to-play-with-them/
作者:Chris Brown[4]
日期:2020-04-08
翻譯:polaris
參考資料
[1]WebAssembly Playground: https://ccbrown.github.io/wasm-go-playground/experimental/generics/
[2]CL: https://go-review.googlesource.com/c/go/+/187317
[3]CL: https://go-review.googlesource.com/c/go/+/187317
[4]Chris Brown: https://blog.tempus-ex.com/author/chris/
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