如何看待go语言泛型的最新设计?

Python013

如何看待go语言泛型的最新设计?,第1张

Go 由于不支持泛型而臭名昭著,但最近,泛型已接近成为现实。Go 团队实施了一个看起来比较稳定的设计草案,并且正以源到源翻译器原型的形式获得关注。本文讲述的是泛型的最新设计,以及如何自己尝试泛型。

例子

FIFO Stack

假设你要创建一个先进先出堆栈。没有泛型,你可能会这样实现:

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)

}

但是,这里存在一个问题:每当你 Peek 项时,都必须使用类型断言将其从 interface{} 转换为你需要的类型。如果你的堆栈是 *MyObject 的堆栈,则意味着很多 s.Peek().(*MyObject)这样的代码。这不仅让人眼花缭乱,而且还可能引发错误。比如忘记 * 怎么办?或者如果您输入错误的类型怎么办?s.Push(MyObject{})` 可以顺利编译,而且你可能不会发现到自己的错误,直到它影响到你的整个服务为止。

通常,使用 interface{} 是相对危险的。使用更多受限制的类型总是更安全,因为可以在编译时而不是运行时发现问题。

泛型通过允许类型具有类型参数来解决此问题:

type Stack(type T) []Tfunc (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)

}

这会向 Stack 添加一个类型参数,从而完全不需要 interface{}。现在,当你使用 Peek() 时,返回的值已经是原始类型,并且没有机会返回错误的值类型。这种方式更安全,更容易使用。(译注:就是看起来更丑陋,^-^)

此外,泛型代码通常更易于编译器优化,从而获得更好的性能(以二进制大小为代价)。如果我们对上面的非泛型代码和泛型代码进行基准测试,我们可以看到区别:

type MyObject struct {

    X 

int

}

var sink MyObjectfunc BenchmarkGo1(b *testing.B) {

 

for i := 0 i < b.N i++ {

  

var s Stack

  s.Push(MyObject{})

  s.Push(MyObject{})

  s.Pop()

  sink = s.Peek().(MyObject)

 }

}

func BenchmarkGo2(b *testing.B) {

 

for i := 0 i < b.N i++ {

  

var s Stack(MyObject)

  s.Push(MyObject{})

  s.Push(MyObject{})

  s.Pop()

  sink = s.Peek()

 }

}

结果:

BenchmarkGo1BenchmarkGo1-16     12837528         87.0 ns/op       48 B/op        2 allocs/opBenchmarkGo2BenchmarkGo2-16     28406479         41.9 ns/op       24 B/op        2 allocs/op

在这种情况下,我们分配更少的内存,同时泛型的速度是非泛型的两倍。

合约(Contracts)

上面的堆栈示例适用于任何类型。但是,在许多情况下,你需要编写仅适用于具有某些特征的类型的代码。例如,你可能希望堆栈要求类型实现 String() 函数

所谓Go语言式的接口,就是不用显示声明类型T实现了接口I,只要类型T的公开方法完全满足接口I的要求,就可以把类型T的对象用在需要接口I的地方。这种做法的学名叫做Structural Typing,有人也把它看作是一种静态的Duck Typing。除了Go的接口以外,类似的东西也有比如Scala里的Traits等等。有人觉得这个特性很好,但我个人并不喜欢这种做法,所以在这里谈谈它的缺点。当然这跟动态语言静态语言的讨论类似,不能简单粗暴的下一个“好”或“不好”的结论。

我的观点:

Go的隐式接口Duck Typing确实不是新技术, 但是在主流静态编程语言中支持Duck Typing应该是很少的(不清楚目前是否只有Go语言支持).

静态类型和动态类型虽然没有绝对的好和不好, 但是每个都是有自己的优势的, 没有哪一个可以包办一切. 而Go是试图结合静态类型和动态类型(interface)各自的优势.

那么就从头谈起:什么是接口。其实通俗的讲,接口就是一个协议,规定了一组成员,例如.NET里的ICollection接口:

public interface ICollection {

int Count { get}

object SyncRoot { get}

bool IsSynchronized { get}

void CopyTo(Array array, int index)

}

这就是一个协议的全部了吗?事实并非如此,其实接口还规定了每个行为的“特征”。打个比方,这个接口的Count除了需要返回集合内元素的数目以外,还隐含了它需要在O(1)时间内返回这个要求。这样一个使用了ICollection接口的方法才能放心地使用Count属性来获取集合大小,才能在知道这些特征的情况下选用正确的算法来编写程序,而不用担心带来性能问题,这才能实现所谓的“面向接口编程”。当然这种“特征”并不但指“性能”上的,例如Count还包含了例如“不修改集合内容”这种看似十分自然的隐藏要求,这都是ICollection协议的一部分。