GO - 泛型编程-Toy模板网

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go - 泛型编程

介绍

泛型即开发过程中编写适用于所有类型的模板，只有在具体使用的时候才能确定其真正的类型。随着Go 1.18版本的发布，泛型正式成为了Go语言的一部分。
在编写代码时，我们经常会遇到需要处理不同类型的数据的情况。传统上，我们需要为每种类型编写不同的函数或数据结构，这导致了代码的重复和冗余。而泛型编程可以解决这个问题，使得我们可以编写通用的代码，适用于多种类型的数据。

泛型作用

泛型编程有许多优势，包括提高代码的可读性、可维护性和可扩展性，减少代码的重复和冗余，以及增加代码的灵活性。然而，泛型编程也有一些局限性，包括可能引入额外的复杂性，增加编译时间，以及不适用于所有情况。

golang的泛型怎么使用

泛型函数

泛型函数是可以接受不同类型参数的函数。在定义泛型函数时，我们使用类型参数来代表参数类型，从而实现函数的通用性。
使用：在 Go 语言中，我们使用 func 关键字来定义函数，泛型函数的定义与普通函数类似，只是在函数名后面添加了类型参数的声明。泛型函数的类型参数可以是任意类型，通常使用大写字母开头的单个字母来表示。
特化：当我们调用泛型函数时，编译器会根据传入参数的类型特化生成相应的函数。例如，当我们将一个 []int 类型的切片传入 Print 函数时，编译器会生成一个专门用于处理 int 类型切片的函数；同样地，当传入一个 []string 类型的切片时，会生成一个专门用于处理 string 类型切片的函数。

package main

import "fmt"

func Print[T any](s []T) {
    for _, v := range s {
        fmt.Println(v)
    }
}

func main() {
    s := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    Print(s)
    
    s2 := []string{"hello", "world"}
    Print(s2)
}

泛型类型

泛型类型是一种可以适用于多种类型数据的数据结构或容器。与普通类型不同，泛型类型中的某些部分使用类型参数来代表任意类型的数据。通过使用类型参数，我们可以定义一次通用的数据结构或容器，而不必针对每种类型都编写单独的实现。
使用：在 Go 语言中，泛型类型通常通过在类型名称后面添加类型参数列表来定义。类型参数列表使用方括号括起来，并在其中声明一个或多个类型参数。

type Stack[T any] struct {
    elements []T
}

Stack 是一个泛型类型，它接受一个类型参数 T，表示栈中存储的元素类型。通过使用类型参数 T，我们可以定义一个通用的栈数据结构，使得栈可以存储任意类型的元素。
泛型类型的定义之后，我们可以使用具体的类型来实例化泛型类型。例如，我们可以使用 Stack[int] 来表示一个整数类型的栈，使用 Stack[string] 来表示一个字符串类型的栈，以此类推。

stack := Stack[int]{}

package main

import "fmt"

type Stack[T any] struct {
    elements []T
}

func (s *Stack[T]) Push(e T) {
    s.elements = append(s.elements, e)
}

func (s *Stack[T]) Pop() T {
    if len(s.elements) == 0 {
        return nil
    }
    e := s.elements[len(s.elements)-1]
    s.elements = s.elements[:len(s.elements)-1]
    return e
}

func main() {
    stack := Stack[int]{}
    stack.Push(1)
    stack.Push(2)
    stack.Push(3)
    
    fmt.Println(stack.Pop()) // Output: 3
    fmt.Println(stack.Pop()) // Output: 2
    fmt.Println(stack.Pop()) // Output: 1
}

泛型接口

泛型接口是一种可以接受任意类型参数的接口，它们使用类型参数来代表任意类型的数据。通过使用类型参数，我们可以定义一次通用的接口，而不必针对每种类型都编写单独的接口。这样，我们就能够针对不同类型的数据实现相同的接口方法，实现了对不同类型数据的通用操作。
使用：泛型接口通常通过在接口名称后面添加类型参数列表来定义。类型参数列表使用方括号括起来，并在其中声明一个或多个类型参数。

type Container[T any] interface {
    Add(T)
    Remove() T
}

Container 是一个泛型接口，它接受一个类型参数 T，表示容器中存储的元素类型。通过使用类型参数 T，我们可以定义一个通用的容器接口，使得容器可以存储任意类型的元素，并且具有相同的添加和移除元素的方法。
泛型接口的定义之后，我们可以使用具体的类型来实现泛型接口。例如，我们可以针对不同类型的数据分别实现 Container 接口的方法：

type Queue[T any] struct {
    elements []T
}

func (q *Queue[T]) Add(e T) {
    q.elements = append(q.elements, e)
}

func (q *Queue[T]) Remove() T {
    if len(q.elements) == 0 {
        return nil
    }
    e := q.elements[0]
    q.elements = q.elements[1:]
    return e
}

我们针对不同类型的数据实现了 Container 接口的方法，分别用于实现一个泛型队列数据结构。通过实现泛型接口，我们可以实现对不同类型数据的通用操作，提高了代码的复用性和灵活性。

泛型结构体

泛型结构体是一种可以适用于多种类型数据的结构体，它们使用类型参数来代表任意类型的数据。通过使用类型参数，我们可以定义一次通用的结构体，而不必针对每种类型都编写单独的结构体。这样，我们就能够定义一个通用的数据结构，用于存储任意类型的数据。
使用：泛型结构体通常通过在结构体名称后面添加类型参数列表来定义。类型参数列表使用方括号括起来，并在其中声明一个或多个类型参数。例如：

type Pair[T any] struct {
    First  T
    Second T
}

Pair 是一个泛型结构体，它接受一个类型参数 T，表示结构体中存储的元素类型。通过使用类型参数 T，我们可以定义一个通用的结构体，使得结构体中的字段可以存储任意类型的数据，并且具有相同的结构。
泛型结构体的定义之后，我们可以使用具体的类型来实例化泛型结构体。例如：

pair1 := Pair[int]{First: 1, Second: 2}
pair2 := Pair[string]{First: "hello", Second: "world"}

在上面的示例中，我们分别使用 Pair[int] 和 Pair[string] 来实例化了两个不同类型的泛型结构体。通过实例化泛型结构体，我们可以创建不同类型的数据结构，用于存储不同类型的数据。

泛型receiver

泛型 receiver 是指在方法定义中使用类型参数来表示接收者类型的一种方式。通过使用类型参数，可以使得方法适用于多种类型的接收者，从而实现对不同类型的数据的通用操作。
使用：在 Go 语言中，可以在方法定义中使用类型参数来表示接收者类型。例如：

type Stack[T any] struct {
    elements []T
}

func (s *Stack[T]) Push(e T) {
    s.elements = append(s.elements, e)
}

func (s *Stack[T]) Pop() T {
    if len(s.elements) == 0 {
        return nil
    }
    e := s.elements[len(s.elements)-1]
    s.elements = s.elements[:len(s.elements)-1]
    return e
}

Stack 结构体定义了一个泛型的栈数据结构，然后在方法定义中使用类型参数 T 来表示接收者类型。这样，Push 和 Pop 方法就可以适用于不同类型的栈，而不必针对每种类型都编写单独的方法。
下面是一个使用泛型 receiver 的示例，用于实现一个泛型栈数据结构：

package main

import "fmt"

type Stack[T any] struct {
    elements []T
}

func (s *Stack[T]) Push(e T) {
    s.elements = append(s.elements, e)
}

func (s *Stack[T]) Pop() T {
    if len(s.elements) == 0 {
        return nil
    }
    e := s.elements[len(s.elements)-1]
    s.elements = s.elements[:len(s.elements)-1]
    return e
}

func main() {
    stack := Stack[int]{}
    stack.Push(1)
    stack.Push(2)
    stack.Push(3)
    
    fmt.Println(stack.Pop()) // Output: 3
    fmt.Println(stack.Pop()) // Output: 2
    fmt.Println(stack.Pop()) // Output: 1
}