Go泛型系列：提前掌握Go泛型的基本使用
泛型，是 Go 语言多年来最令人兴奋和根本性的变化之一。没有泛型，很多人以此「鄙视」Go 语言。当然，也有人觉得根本不需要泛型。有泛型，不代表你一定要用。平心而论，有些场景下，泛型还是很有必要和帮助的。
现在已经确认，Go1.18 正式包含泛型（Go1.17 已经可以试用，只是默认不支持，见之前的文章：扬眉吐气：刚刚，Go 已经默认支持泛型了 ）。
不过，不少人对泛型还是迷迷糊糊的。本文就尝试用简单的术语解释泛型相关的内容。
01 什么是泛型
Go 是一门强类型语言，意味着程序中的每个变量和值都有某种特定的类型，例如int、string 等。在函数签名中，我们需要对参数和返回值指定类型，如下所示：
func Add(a, b int) int
参数 a 和 b 的类型是 int，返回值类型也是 int，结果是 a 和 b 的和。
如果现在需要一个对两个 float64 求和的函数，怎么办？
大概率会出现类似这样的函数：
func AddFloat(a, b float64) float64
如果有更多其他的类型（比如字符串相加），可能需要写更多的对应版本函数，很不方便，也很繁琐，一堆复制粘贴的代码。
02 Go 中的泛型函数
如果有了泛型，上面的问题怎么解决呢？只需要一个函数就搞定：
func Add[T any](a, b T) T
是不是很简单？不过看着有点晕？稍微解释下：
- Add 后面的
[T any]，T 表示类型的标识，any 表示 T 可以是任意类型 - a、b 和返回值的类型 T 和前面的 T 是同一个类型
- 为什么用
[]，而不是其他语言中的<>，官方有过解释，大概就是<>会有歧义。曾经计划使用()，因为太容易混淆，最后使用了[]。
这样就表示，a、b 和返回值可以是任意类型，但它们的类型是同一个。那具体是什么类型如何确定呢？根据调用时的实际参数决定。因此，我们现在可以这么使用：
Add(1, 2)
Add(2.1, 3.2)
不过，这时候代码会报错。你可以本地用 Go1.17 启用泛型的方式试验，也可以使用 gotip 版本，亦或直接访问这里试验：https://gotipplay.golang.org/p/vTHnUA_8vOI
package main
import (
"fmt"
)
func Add[T any](a, b T) T {
return a + b
}
func main() {
fmt.Println(Add(1, 2))
fmt.Println(Add(2.1, 3.2))
}
运行会报错：
type checking failed for main
prog.go2:8:9: invalid operation: operator + not defined for a (variable of type parameter type T)
为什么？请看下文。
03 约束
很显然，并非所有类型都支持加法操作。因此我们需要给出约束，指定可以进行加法操作的类型。
上面代码中，我们对类型 T 使用的是 any，相当于没有进行任何约束。现在我们给一个约束：
type Addable interface {
type int, int8, int16, int32, int64, uint, uint8, uint16, uint32, uint64, uintptr, float32, float64, complex64, complex128, string
}
这是新语法，叫做类型列表（type list）。
首先，Addable 重用了接口语法，即 interface 关键字，表示约束，具体约束的类型通过 type 指定，多个用逗号分隔。
现在 Add 函数中 T 的约束从 any 改为 Addable：
func Add[T Addable](a, b T) T {
return a + b
}
现在再次运行：https://gotipplay.golang.org/p/kR_B6OUyDXA，发现正常了。而且还支持字符串、复数等：
Add("polaris", "xu")
可见，约束可以是任意接口类型。（any 相当于空接口）
还有另外一种场景：可比较。比如 map 中的 key 要求是可比较的。比如下面的代码：
func findFunc[T any](a []T, v T) int {
for i, e := range a {
if e == v {
return i
}
}
return -1
}
T 的约束是任意类型，而实际上并非所有类型都是可比较的。怎么办？我们当然可以向上面 Addable 一样定义一个约束，但为了方便，Go 内置提供了一个 comparable 约束，表示可比较的。参考下面代码：
package main
func findFunc[T comparable](a []T, v T) int {
for i, e := range a {
if e == v {
return i
}
}
return -1
}
func main() {
print(findFunc([]int{1, 2, 3, 4, 5, 6}, 5))
}
04 constraints 包
写泛型代码时，约束挺常见。再看一个例子，从切片中找出最大值：
func Max[T any](input []T) (max T) {
for _, v := range input {
if v > max {
max = v
}
}
return
}
但运行会报错：
fmt.Println(Max([]int{1, 4, 2, 10}))
// cannot compare v > max (operator > not defined for T)
这时，我们自然想到使用上面 Add 函数类似的办法，自定义一个约束：Ordered，把可能的类型都列上。
type Ordered interface {
type int, int8, int16, int32, int64, uint, uint8, uint16, uint32, uint64, uintptr, float32, float64, string
}
因为这样的需求挺常见的，为了方面，官方提供了一个新包：constraints，预定义了一些约束，具体查看：https://github.com/golang/go/issues/45458。
有了它，不需要自定义这个 Ordered 约束，而是使用 constraints 包中的，即：
func Max[T constraints.Ordered](input []T) (max T)
05 泛型类型
上面，我们介绍了泛型函数：即函数可以接受任意类型。注意和 interface{} 这样的任意类型区分开，泛型中的类型，在函数内部并不需要做任何类型断言和反射的工作，在编译期就可以确定具体的类型。
我们知道，Go 支持自定义类型，比如标准库 sort 包中的 IntSlice：
type IntSlice []int
此外，还有 StringSlice、Float64Slice 等，一堆重复代码。如果我们能够定义泛型类型，就不需要定义这么多不同的类型了。比如：
type Slice[T any] []T
能看懂吧。
在使用时，针对 int 类型，就是这样：
x := Slice[int]{1, 2, 3}
如果作为函数参数，这么使用：
func PrintSlice[T any](b Slice[T])
如果为这个类型定义方法，则是这样：
func (b Slice[T]) Print()
也就是说，Slice[T] 作为整体存在。
当然，泛型类型也可以做类型约束，而不是 any 类型：
type Slice[T comparable] []T
06 总结
通过本文的讲解，相信你对 Go 泛型有了一个基本的掌握。
Go1.18 会包含不少泛型相关的标准库，包括对现有标准库的泛型支持，这是目前 Go 官方的重要工作。
今天开一个头，后续会不断分享 Go 泛型更多的内容，大家一起提前掌握 Go 泛型。
参考资料
