Go,何时使用泛型

Go 语言自 1.18 版本开始支持泛型（Generics）。泛型允许我们为函数和数据结构定义类型参数，增强代码的复用性和类型安全性。然而，泛型并不是在所有情况下都适用，正确地使用泛型能带来代码清晰性和性能提升，错误使用则可能使代码复杂或降低性能。

本文旨在帮助你了解在什么情况下应该考虑使用泛型。

泛型的优点

代码复用性：泛型允许用一种实现支持多种类型，减少代码重复。
类型安全：在编译时检查类型，防止运行时类型错误。
抽象能力：抽象地处理数据结构和算法，提升代码表达力。
性能：避免因为使用interface{}类型带来的类型断言，从而减少运行时开销。

何时使用泛型？

泛型适用于以下场景：

你有一组算法或数据结构逻辑，它们在不同的类型上运作，但逻辑完全相同。
你想写高度通用的代码来简化代码库，同时保持类型安全。
你的代码需要同时处理多种类型，但不想牺牲性能。
你希望避免冗余代码，减少维护工作量。

何时不适合使用泛型？

泛型不是万金油，某些情况下反而带来负担：

只有单一具体类型需求时，泛型会增加代码复杂度。
泛型代码过于复杂，导致可读性变差，增加维护难度。
性能占优且简单逻辑可以接受轻微重复代码时，不必强制用泛型。
当泛型参数变得过于复杂（过多约束、嵌套）时，可能适得其反。

不要把interface类型替换为类型参数

Go语言有interface类型，interface支持某种意义上的泛型编程。

举个例子，被广泛使用的io.Reader接口提供了一种泛型机制用于读取数据，比如支持从文件和随机数生成器里读取数据。

如果你对某些类型的变量的操作只是调用该类型的方法，那就直接使用interface类型，不要使用类型参数。io.Reader从代码角度易于阅读且高效，没必要使用类型参数。

举个例子，有人可能会把下面第1个基于interface类型的ReadSome版本修改为第2个基于类型参数的版本。

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func ReadSome(r io.Reader) ([]byte, error)

func ReadSome[T io.Reader](r T) ([]byte, error)

不要做这种修改，使用第1个基于interface的版本会让函数更容易编写和阅读，并且函数执行效率也几乎一样。

注意：尽管可以使用不同的方式来实现泛型，并且泛型的实现可能会随着时间的推移而发生变化，但是Go 1.18中泛型的实现在很多情况下对于类型为interface的变量和类型为类型参数的变量处理非常相似。这意味着使用类型参数通常并不会比使用interface快，所以不要单纯为了程序运行速度而把interface类型修改为类型参数，因为它可能并不会运行更快。

用例示例

例如处理一组不同类型的切片排序、查找操作，可以使用泛型函数避免重复编写针对不同类型的代码。

非泛型版本

1 2	func IntContains(slice []int, val int) bool { ... } func StringContains(slice []string, val string) bool { ... }

上述重复很多类似逻辑。

泛型版本

1	func Contains[T comparable](slice []T, val T) bool { ... }

案例2: Go内置的容器类型

入参是一个map，要返回该map的所有key组成的slice，key的类型可以是map支持的任意key类型。

// MapKeys returns a slice of all the keys in m.
// The keys are not returned in any particular order.
func MapKeys[Key comparable, Val any](m map[Key]Val) []Key {
    s := make([]Key, 0, len(m))
    for k := range m {
        s = append(s, k)
    }
    return s
}

这段代码没有对map里key的类型做任何限定，并且没有用map里的value，因此这段代码适用于所有的map类型。这就是使用类型参数的一个很好的示例。

这种场景下，也可以使用反射(reflection)，但是反射是一种比较别扭的编程模型，在编译期没法做静态类型检查，并且会导致运行期的速度变慢。

结语

泛型是强大的工具，但需用时权衡复杂度与收益。建议代码在泛型和具体类型之间平衡。合适时用泛型，实现代码复用和类型安全；不合适则回归简单可理解方案。

如果你正在考虑是否使用泛型，问自己：

这段代码是否适用于多种类型？
是否存在类型重复代码？

编程笔记