如何看待go语言泛型的最新设计?

Python021

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

​ 这是它的优点,因为编译器在编译时不去确定你传的到底是什么类型,你传一个string,它能接收,你传一个对象struct,它也能接收,它只有一个要求,实现我要求实现的方法!

​ 既然interface是不限定类型,是通用类型,这是一种开放表现,这种开放怎么实现的呢?方法就是不去检验你的类型,既然不检验那也不去记录你的类型!!!!注意interface不记录你的类型,所以不管你是string,struct,int,我都不管,我都不记录,我只记录你的地址,结果是编译器在编译时也不知道你是什么类型,你有什么字段!

​ 但是现在有一个问题,编译器也没办法确定一个interface以前是什么类型!(编译时)这就是因果关系:为了达到通用,interface不做确定工作,结果就是interface也不知道以前的类型。

​ 一个类型转接口的过程,就是放弃自我类型的过程,变成了没有类型。

这样做有什么好处呢,很显然是:通用,如果把一个函数的传入参数设置为空接口(interface{}),那么任何类型当做参数都能够调用该接口,最好的例子就是:

它就是一个很标准的例子,println传入参数可以是任何类型,都能打印出它的值。

​ 当然你可以说你记得,因为是你把它转换成interface,你理所当然的记得,可编译器不知道啊,interface不包含类型,也就是说你没有让它去记录,所以它不知道。

​ 针对这个问题,go语言给了一个解决方案,断言,当将一个interface转换成它原来类型的时候,在它后面指明它的原来类型,这样编译器就知道该按照什么类型去解析了。(其实说白了,这就是通过人的记忆,编译器不知道是什么类型,你告诉编译器就可以了)

​ 断言其实是先获取interface的动态类型,然后与你指定的类型做判断,如果一致,将它转换成你指定的类型。如果不知道动态类型,可以看这篇文章: https://segmentfault.com/a/1190000012372372

从报错可以看出, 不能直接转换,需要对接口先进行断言

​ 通常情况下,一个变量在确定类型的情况下编译器知道他有哪些功能(注意,这里是针对编译时),比如一个int类型,编译器在编译时知道能对他加减int,不能加减float,如果你这么做我就给你报错。一个struct包含哪些字段,不包含哪些字段,我定义一个user结构体,里面只有name和age两个字段,那么你只能取我这两字段的值,你如果取height,我就给你报错。

​ 这些都是正常情况下的,但是对于一个接口呢,编译器会变成瞎子!在编译的时候它不知道你原来是什么类型,所以它也没法确定你包含什么字段,同样是之前那个user结构体,当把它转换成接口以后,编译器就对它的类型一无所知了,你获取name字段,这有接口有没有呢?编译器不知道!你请求height字段,这个泛型有没有呢?编译器仍然不知道。所以你编译时不能修改接口里的数据,既然编译时 不能修改,那就只能在运行时修改了。

​ 这个时候就该反射登场了,它能够在运行时修改接口的数据,通过追根溯源,获取接口底层的实际数据和类型,让你能够对接口的源数据进行操作。

​ 换一种大白话的说法,反射就是刨根问底,获取这个接口究竟是怎么产生的,因为哪怕一个类型转变成接口时放弃了自己的类型,但是它的本质不会变的,就像赵本山的小品里所说:小样,别以为你脱掉马甲我就不认识你了!对,它的底层里仍然存储了它的数据类型,只是藏的比较深,一般手段拿不到,但我们仍然能够通过反射(这个包根问底的工具)来确定你究竟包含哪些字段和值,确定你究竟是蛇还是脱了马甲的乌龟!