3. 泛型编程
Go 泛型简介
泛型编程是一种编程范式，它允许编写的代码可以处理不同的数据类型，而无需显式地指定具体的数据类型。Go 1.18 引入了对泛型的支持，这大大增强了 Go 语言的灵活性和代码重用性。通过使用泛型，开发者可以编写更加通用和可复用的代码，减少重复代码，提高程序的可维护性。
在 Go 中，泛型通过类型参数来实现。类型参数是一种占位符，它可以在函数、结构体和接口中使用，并在具体实例化时指定具体的类型。
泛型函数
泛型函数是指可以接受不同类型参数的函数。在 Go 中，可以使用类型参数来定义泛型函数。以下是一个简单的示例：
func Sum[T int | float64](a, b T) T {
return a + b
}
在这个示例中，Sum 函数接受两个参数 a 和 b，它们的类型由类型参数 T 决定。类型参数 T 可以是 int 或 float64。使用这种方式，Sum 函数可以处理整数和浮点数的求和。
泛型类型
泛型类型允许在定义结构体和接口时使用类型参数，从而使这些结构体和接口能够处理不同类型的数据。例如，可以定义一个通用的堆栈（Stack）类型：
type Stack[T any] struct {
elements []T
}
func (s *Stack[T]) Push(element T) {
s.elements = append(s.elements, element)
}
func (s *Stack[T]) Pop() T {
if len(s.elements) == 0 {
var zero T
return zero
}
element := s.elements[len(s.elements)-1]
s.elements = s.elements[:len(s.elements)-1]
return element
}
在这个示例中，Stack 结构体使用了类型参数 T，使得 Stack 可以存储任何类型的元素。
泛型与并发的结合
泛型和并发的结合可以提高并发编程的灵活性和代码重用性。例如，可以编写一个通用的并发工作池（Worker Pool）：
type Task[T any] struct {
Job func() T
ResultCh chan T
}
func worker[T any](tasks chan Task[T], wg *sync.WaitGroup) {
defer wg.Done()
for task := range tasks {
result := task.Job()
task.ResultCh <- result
}
}
func NewWorkerPool[T any](numWorkers int) (chan Task[T], *sync.WaitGroup) {
tasks := make(chan Task[T])
var wg sync.WaitGroup
for i := 0; i < numWorkers; i++ {
wg.Add(1)
go worker(tasks, &wg)
}
return tasks, &wg
}
在这个示例中，Task 结构体和 worker 函数使用了类型参数 T，使得工作池可以处理任意类型的任务。
使用泛型实现通用数据结构
泛型使得实现通用数据结构变得更加容易和高效。例如，可以使用泛型实现一个通用的链表（LinkedList）：
type Node[T any] struct {
Value T
Next *Node[T]
}
type LinkedList[T any] struct {
Head *Node[T]
}
func (list *LinkedList[T]) Insert(value T) {
newNode := &Node[T]{Value: value}
if list.Head == nil {
list.Head = newNode
} else {
current := list.Head
for current.Next != nil {
current = current.Next
}
current.Next = newNode
}
}
func (list *LinkedList[T]) Display() {
current := list.Head
for current != nil {
fmt.Println(current.Value)
current = current.Next
}
}
在这个示例中，Node 和 LinkedList 结构体使用了类型参数 T，使得链表可以存储任意类型的元素。
通过使用泛型，Go 程序员可以编写更通用、更灵活的代码，提高代码的可重用性和维护性。在并发编程和通用数据结构的实现中，泛型也展现了其强大的应用价值。
