你想知道的 Go 泛型都在这里

泛型现在进展如何？这个友好而实用的教程将解释泛型函数和类型是什么，为什么我们需要它们，它们在 Go 中如何工作，以及我们可以在哪里使用它们。这是非常简单有趣的，让我们开始吧！

John Arundel 是一位 Go 语言的老师兼顾问，也是《For the Love of Go》一书的作者。这是一套关于现代软件工程在 Go 语言中实践的电子书，完全面向初学者。 

 《For the Love of Go》是一系列有趣并且容易理解的电子书，专门介绍软件工程在 Go 语言中的实践。

大家都知道， Go 是一种 强类型 语言，这意味着程序中的每个变量和值都有特定的类型，如 int 或 string 。当我们编写函数时，我们需要在所谓的 函数签名 中指定它们的形参类型，像这样：

func PrintString(s string) {

这里，形参 s 的类型是 string 。我们可以想象编写这个函数接受 int 、 float64 、任意结构类型等形参的版本。但是当需要处理的不仅仅是这些明确类型时，多少是不太方便的，尽管我们有时可以使用 接口 来解决这个问题（例如 map[string]interface 教程 中所描述），但这种方法也有很多局限性。

相反，现在我们可以声明一个 泛型函数 PrintAnything，它接受一个表示任意类型的 any 参数（我们称它为T ），并使用它做一些事情。

这是它看起来的样子：

func PrintAnything[T any](thing T) {

很简单对吧？这里的 any 表示T 可以是任何类型。

我们怎么样调用这个函数？这也同样很简单：

PrintAnything("Hello!")

注意：我在这里描述的对 Go 泛型的支持还没有发布，但它 正在实现中 ，很快就会发布。现在你可以在 支持泛型的 Go Playground 中使用它，或者在你的项目中使用实验性的 go2go 工具 来尝试获得 Go 泛型支持。

要实现 PrintAnything 函数其实非常容易，因为 fmt 库就可以打印任何东西。假设我们想实现我们自己版本的 strings.Join 函数，它接受一个 T 类型的切片，并返回一个将它们连接在一起的字符串。让我们来试一试：

// 我有一种不好的预感 func Join[T any](things []T) (result string) { for _, v := range things { result += v.String() } return result }我们已经创建了一个泛型函数 Join() ，它接受一个任意类型 T 的切片参数。很好，但是现在我们遇到了一个问题：

output := Join([]string{"a", "b", "c"})
// v.String 没有被定义（绑定的类型 T 没有 String 方法）

也就是说在 Join() 函数中，我们想对每个切片元素 v 调用 .String()方法 ，将其转换为 string 。但是 Go 需要能够提前检查 T 类型是否有 String()方法，然而它并不知道 T 是什么，所以它不能直接调用！

我们需要做的是稍微地约束下 T 类型。实际上我们只对具有 String() 方法的类型感兴趣，而不是直接接受任何类型的 T 。任何具有这种方法的类型才能作为 Join() 函数的输入，那么我们如何用 Go 表达这个约束呢？我们可以使用一个 接口 ：

type Stringer interface {
    String() string
}

当给定类型实现了 String() 方法，现在我们就可以把这个约束应用到泛型函数的类型上：

func Join[T Stringer] ...

因为Stringer保证了任何类型T的值都有 String() 方法，Go 现在很乐意让我们在函数内部调用它。但是，如果你尝试使用某个未实现 Stringer 类型的切片（例如 int ）来调用 Join() 方法时 ，Go 将会抱怨：

result := Join([]int{1, 2, 3})
// int 未实现 Stringer 接口（未找到 String 方法）

基于方法集的约束（如 Stringer）是有用的，但如果我们想对我们的泛型输入做一些不涉及方法调用的事情呢？

例如，假设我们想编写一个 Equal 函数，它接受两个 T类型的形参，如果它们相等则返回 true ，否则返回 false 。让我们试一试：

// 这将不会有效
func Equal[T any](a, b T) bool {
    return a == b
}

fmt.Println(Equal(1, 1))
// 不能比较 a == b （类型 T 没有定义操作符 == ）

这与在 Join() 中使用 String() 方法遇到的问题相同，但由于我们现在没有直接调用方法，所以不能使用基于方法集的约束。相反，我们需要将T 约束为可使用 == 或 != 操作符，这被称为 可比较 类型。幸运的是，有一种直接的方式来指定这种类型：使用内置的 comparable 约束，而不是 any 。

func Equal[T comparable] ...

增加点难度，假设我们想用 T的值做一些事情，既不比较它们也不调用它们的方法。例如，假设我们想为泛型 T 类型编写一个 Max() 函数，它接受 T 的一个切片，并返回切片元素中的最大值。我们可以尝试这样做：

// Nope.
func Max[T any](input []T) (max T) {
    for _, v := range input {
        if v > max {
            max = v
        }
    }
    return max
}

我对此不太乐观，但让我们看看会发生什么：

fmt.Println(Max([]int{1, 2, 3}))
// 不能比较 v > max （ T 类型没有定义操作符 > ）

同样，Go 不能提前验证 T类型可以使用 > 操作符（也就是说，T 是 有序的 ）。我们如何解决这个问题？我们可以简单地在约束中列出所有可能允许的类型，像这样（称为 列表类型 ）：

type Ordered interface {
    type int, int8, int16, int32, int64,
        uint, uint8, uint16, uint32, uint64, uintptr,
        float32, float64,
        string
}

幸运的是，在标准库的 constraints 包中已经为我们定义了一些实用的约束条件，所以我们只需要动动键盘就可以导入并像这样来使用：

func Max[T constraints.Ordered] ...问题解决了！

到目前为止，一切都很酷。我们知道如何编写可以接受任何类型参数的函数。但是如果我们想要创建一个可以包含任何类型的类型呢？例如，一个 “任意类型的切片” 。这其实也很简单：

type Bunch[T any] []T

这里指对于任何给定的T类型 ， Bunch[T]是T类型的切片。例如， Bunch[int] 是 int 的切片。我们可以用常规的方法来创建该类型的值：

x := Bunch[int]{1, 2, 3}

正如你所期望的，我们可以编写接受泛型类型的泛型函数：

func PrintBunch[T any](b Bunch[T]) {

方法也同样可以：

func (b Bunch[T]) Print() {

我们也可以对泛型类型施加约束：

type StringableBunch[T Stringer] []T

视频：Code Club: Generics

泛型 Golang playground Go 团队提供了一个支持泛型的 Go Playground 版本，你可以在上面使用当前泛型提案的实现（例如尝试本教程中的代码示例）。

它的工作方式与我们所了解和喜爱的普通 Go Playground 完全相同，只是它支持本文描述的泛型语法。由于在 Playground 中不可能运行所有的 Go 代码（例如网络调用或者访问文件系统的代码），你可以尝试使用 go2go 工具，它可以将使用泛型的代码翻译成当前 Go 版本能编译的代码。

Go 泛型提案是什么

你可以在这里阅读完整的设计文档草稿：

类型参数 - 设计草稿

Golang 会支持泛型吗

是的。正如本教程的概述，在 Go 中目前对于支持泛型的提案已经在 2020 年 6 月一篇博客文章：泛型的下一阶段 中宣布了。并且这篇 Github issue （关于新增上文所描述形式的泛型）也已经被接受了。

Go 博客 表示，在 Go 1.18 的测试版本可能会包含对泛型的支持，该测试版本将于 2021 年 12 月发布。

在此之前，你可以使用 泛型 Playground 来试验它，并尝试运行此文的示例。

泛型 vs 接口：这是泛型的另一种选择吗

正如我在 map[string]interface 教程 中提到的，我们可以通过 接口 来编写 Go 代码处理任何类型的值，而不需要使用泛型函数或类型。但是，如果你想编写实现任意类型的集合之类的库，那么使用泛型类型要比使用接口简单得多，也方便得多。

any 因何而来

当定义泛型函数或类型时，输入类型必须有一个约束。类型约束可以是接口（如 Stringer ）、列表类型（如 constraints.ordered）或关键字 comparable。但如果你真的不想要约束，也就是说，像字面意义上的 任何 T 类型 ？

符合逻辑的方法是使用 interface{} （接口对类型的方法集没有任何限制）来表达。由于这是一个常见的约束，所以预先声明关键字 any 被提供来作为 interface{} 的别名。但是你只能在类型约束中使用这个关键字，所以 any 并不是等价于 interface{} 。

我可以使用代码生成器代替泛型吗

在 Go 的泛型出现之前，“代码生成器” 方法是处理此类问题的另一种传统方法。本质上，针对每种你的库中需要处理的特定类型，它都需要使用 go 生成器工具 产生新的 Go 代码。

这虽然可行，但使用起来很笨拙，它的灵活性受到限制，并且需要额外的构建步骤。虽然代码生成器在某些情况下仍然有用，但我们不再需要使用它来模拟 Go 中的泛型函数和类型。

什么是合约

早期的 设计草案 中泛型使用了与我们今天相似的语法，但是它使用了一个新的关键字 contract 来实现类型约束，而非现有的 interface 。由于种种原因，它不太受欢迎，现在已经被废弃了。

• 一个增加泛型的提案(https://go.dev/blog/generics-proposal)
• 泛型的下一阶段(https://go.dev/blog/generics-next-step)
• 为什么使用泛型？(https://go.dev/blog/why-generics)
• Go 泛型：将设计草案应用到真实的用例中(https://secrethub.io/blog/go-generics/)
• 在 Go 中尝试泛型(https://medium.com/swlh/experimenting-with-generics-in-go-39ffa155d6a1)