『每周譯Go』Go 1.18 泛型的一些技巧和困擾

截至2021年11月17日，社區(qū)可能還沒(méi)有使用 Go 1.18 泛型功能的緩存庫(kù)。

我嘗試在這里實(shí)現(xiàn)了第一個(gè) Go 1.18 泛型的緩存庫(kù)。如果你能夠給的 GitHub 加個(gè) Star，我會(huì)感到非常高興。https://github.com/Code-Hex/go-generics-cache

在這篇文章中，我將介紹我在開(kāi)發(fā)這個(gè)緩存庫(kù)時(shí)遇到的關(guān)于 Go 泛型的一些情況，以及我發(fā)現(xiàn)的一些技巧和困擾。

你經(jīng)常會(huì)寫(xiě)一些返回 any和 error的代碼，比如說(shuō)下面這樣。當(dāng)一個(gè)函數(shù)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，你會(huì)寫(xiě)一些返回零值和錯(cuò)誤的代碼，但現(xiàn)在你需要換一種思維方式。

func?Do[V?any](v?V)?(V,?error)?{
????if?err?:=?validate(v);?err?!=?nil?{
????????//?What?should?we?return?here?
????}
????return?v,?nil
}

func?validate[V?any](v?V)?error

假設(shè)你在這里寫(xiě)return 0, err。這將是一個(gè)編譯錯(cuò)誤。原因是any類(lèi)型可以是int類(lèi)型以外的類(lèi)型，比如string類(lèi)型。那么我們應(yīng)該怎么做呢？

讓我們用類(lèi)型參數(shù)的V聲明一次變量。然后你可以把它寫(xiě)成可編譯的形式，如下：

func?Do[V?any](v?V)?(V,?error)?{
????var?ret?V
????if?err?:=?validate(v);?err?!=?nil?{
????????return?ret,?err
????}
????return?v,?nil
}

此外，可以使用帶命名的返回值來(lái)簡(jiǎn)化單行的書(shū)寫(xiě)。

func?Do[V?any](v?V)?(ret?V,?_?error)?{
????if?err?:=?validate(v);?err?!=?nil?{
????????return?ret,?err
????}
????return?v,?nil
}

https://gotipplay.golang.org/p/0UqA0PIO9X8

我想提供兩個(gè)方法，Increment和Decrement。它們可以從go-generics-cache（https://github.com/Code-Hex/go-generics-cache）庫(kù)中增加或減少值，如果存儲(chǔ)的值滿(mǎn)足Number約束（https://github.com/Code-Hex/go-generics-cache/blob/d5c3dda0e57b4c533c1e744869032c33a4fc2d9e/constraint.go#L5-L8）。

讓我們用Increment方法作為一個(gè)例子。我最初寫(xiě)的代碼是這樣的：

type?Cache[K?comparable,?V?any]?struct?{
????items?map[K]V
}

func?(c?*Cache[K,?V])?Increment(k?K,?n?V)?(val?V,?_?error)?{
????got,?ok?:=?c.items[k]
????if?!ok?{
????????return?val,?errors.New("not?found")
????}

????switch?(interface{})(n).(type)?{
????case?Number:
????????nv?:=?got?+?n
????????c.items[k]?=?nv
????????return?nv,?nil
????}
????return?val,?nil
}

我在考慮使用值n V的類(lèi)型來(lái)匹配被滿(mǎn)足的約束。如果滿(mǎn)足Number約束，這個(gè)方法就會(huì)增加，否則什么都不做。

這將不會(huì)被編譯。

1. Go 不為約束條件提供條件分支
2. 約束是一個(gè)接口，Go 不允許使用接口進(jìn)行類(lèi)型斷言
3. n的類(lèi)型沒(méi)有確定，所以+操作是不可能的
4. 首先，不能保證items的類(lèi)型與n的類(lèi)型相同

為了解決這些問(wèn)題，我決定嵌入Cache結(jié)構(gòu)。我還定義了一個(gè)NumberCache結(jié)構(gòu)，可以一直處理Number約束。

• 繼承 Cache結(jié)構(gòu)體所持有的字段數(shù)據(jù)
• 處理 Cache的方法

type?NumberCache[K?comparable,?V?Number]?struct?{
????*Cache[K,?V]
}

這樣，我們可以保證傳遞給Cache結(jié)構(gòu)的值的類(lèi)型永遠(yuǎn)是Number的約束。所以我們可以給NumberCache結(jié)構(gòu)添加一個(gè)Increment方法。

func?(c?*NumberCache[K,?V])?Increment(k?K,?n?V)?(val?V,?_?error)?{
????got,?ok?:=?c.Cache.items[k]
????if?!ok?{
????????return?val,?errors.New("not?found")
????}
????nv?:=?got?+?n
????c.Cache.items[k]?=?nv
????return?val,?nil
}

https://gotipplay.golang.org/p/poQeWw4UE_L

讓我們?cè)倏匆幌?code style="font-size: 14px;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;color: rgb(30, 107, 184);background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;">Cache結(jié)構(gòu)的定義。

type?Cache[K?comparable,?V?any]?struct?{
????items?map[K]V
}

Go 范型被定義為一種帶有約束的語(yǔ)言規(guī)范，這種約束被稱(chēng)為 comparable。這允許只有類(lèi)型可以使用 == 和 !=。

我覺(jué)得這個(gè)約束條件讓我很困擾。讓我解釋一下困擾我的原因。

我定義了一個(gè)函數(shù)來(lái)比較兩個(gè) comparable 的值。

func?Equal[T?comparable](v1,?v2?T)?bool?{
????return?v1?==?v2
}

只允許 comparable 的類(lèi)型，如果在編譯時(shí)將不可比較的類(lèi)型傳遞給函數(shù)，就會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。你可能認(rèn)為這很有用。

然而，根據(jù) Go 的規(guī)范，interface{}也滿(mǎn)足這個(gè)可比較的約束。

如果interface{}可以被滿(mǎn)足，下面的代碼就可以被編譯了。

func?main()?{
????v1?:=?interface{}(func()?{})
????v2?:=?interface{}(func()?{})
????Equal(v1,?v2)
}

這表明func()類(lèi)型是一個(gè)不可比較的類(lèi)型。但可以通過(guò)將其轉(zhuǎn)換為interface{}類(lèi)型來(lái)轉(zhuǎn)換為可比較的類(lèi)型。

interface{}類(lèi)型只有在運(yùn)行時(shí)才能知道它是否是一個(gè)可比較的類(lèi)型。

如果這是一段復(fù)雜的代碼，可能很難被注意到。

https://gotipplay.golang.org/p/tbKKuehbzUv

我相信我們需要另一個(gè)不接受interface{}的可比約束，以便在編譯時(shí)注意到。

這種約束可以由 Go 用戶(hù)來(lái)定義嗎？目前的答案是不能。

這是因?yàn)?code style="font-size: 14px;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;color: rgb(30, 107, 184);background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;">comparable約束包含 "可比較的結(jié)構(gòu)體" 和 "可比較的數(shù)組"。

這些約束目前不能由 Go 用戶(hù)定義。因此，我想把它們作為 Go 規(guī)范來(lái)提供。

我還為此創(chuàng)建了一個(gè)提案，如果你也認(rèn)同這個(gè)說(shuō)法，請(qǐng)?jiān)?GitHub issue 上給我??，我將不勝感激。https://github.com/golang/go/issues/49587

• comparable https://go.googlesource.com/proposal/+/refs/heads/master/design/43651-type-parameters.md#comparable-types-in-constraints