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Golang面试：泛型

2024-07-03 15:06 由 落雷 发表于 #其他

Go语言在1.18版本中引入了泛型（Generics），这是Go语言发展中的一个重要里程碑。泛型允许你编写更通用和可复用的代码，而无需牺牲类型安全性。以下是对Go中泛型的详细介绍，包括其语法、使用场景和示例代码。

1. 泛型的基本概念

泛型允许你定义可以处理多种数据类型的函数和数据结构，而无需为每种类型编写单独的代码。通过使用类型参数，你可以编写一次代码，然后在不同的上下文中重用它。

2. 类型参数

类型参数是泛型的核心。你可以在函数、结构体和接口中使用类型参数。类型参数在声明时使用方括号[]括起来，并且可以有一个或多个类型参数。

3. 类型约束

类型约束用于限制类型参数可以接受的类型。Go提供了几种类型约束：

  • any：表示任意类型。
  • comparable：表示可以进行比较的类型（支持==和!=操作）。
  • 可以定义自定义类型约束：
package main

import "fmt"

// 定义一个自定义类型约束
type Number interface {
	int | float64
}

// 使用自定义类型约束的泛型函数
func Add[T Number](a, b T) T {
	return a + b
}

func main() {
	fmt.Println(Add(1, 2))       // 输出: 3
	fmt.Println(Add(1.5, 2.3))   // 输出: 3.8
}

在这个示例中，Number接口定义了一个自定义类型约束，表示int或float64类型。

4. 泛型的使用场景

泛型在以下场景中特别有用：

  • 集合操作：例如，处理不同类型的列表、集合和映射。
  • 算法实现：例如，排序、搜索和数学运算。
  • 数据结构：例如，栈、队列和树。
  • 通用库：例如，通用的工具函数和数据处理库。

5. 注意事项

  • 性能：泛型可能会引入一些性能开销，特别是在编译时和运行时的类型检查和转换。
  • 复杂性：泛型代码可能会增加代码的复杂性，特别是在类型约束和类型参数的使用上。

6. 示例

创建一个泛型函数，该函数可以接受任何类型的map并返回其键的列表。为了实现这一点，我们需要定义一个泛型类型参数来表示map的键和值的类型。

package main

import (
	"fmt"
)

// GetKeys 返回给定 map 的所有键的切片
func GetKeys[K comparable, V any](m map[K]V) []K {
	keys := make([]K, 0, len(m))
	for k := range m {
		keys = append(keys, k)
	}
	return keys
}

func main() {
	// 示例 1：map[string]int
	map1 := map[string]int{
		"one": 1,
		"two": 2,
		"three": 3,
	}
	keys1 := GetKeys(map1)
	fmt.Println("Keys of map1:", keys1)

	// 示例 2：map[int]string
	map2 := map[int]string{
		1: "one",
		2: "two",
		3: "three",
	}
	keys2 := GetKeys(map2)
	fmt.Println("Keys of map2:", keys2)

	// 示例 3：map[float64]bool
	map3 := map[float64]bool{
		1.1: true,
		2.2: false,
		3.3: true,
	}
	keys3 := GetKeys(map3)
	fmt.Println("Keys of map3:", keys3)
}

说明：

  1. 定义泛型函数：
    • 函数GetKeys使用两个类型参数K和V，其中K表示map的键类型，V表示map的值类型。
    • K需要实现comparable接口，因为map的键必须是可比较的。
    • V可以是任何类型，因此使用any作为类型约束。
  2. 获取键列表：
    • 函数中，创建一个切片keys用于存储map的键。
    • 通过遍历map，将每个键添加到keys切片中。
    • 最后返回keys切片。
  3. 示例用法：
    • 在main函数中，定义了三个不同类型的map，并调用GetKeys函数获取它们的键列表。
    • 打印每个map的键列表以验证结果。

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