Go泛型系列：再简化，省略接口

这是Go泛型系列文章。

其它Go泛型文章：

如果你一直关注Go泛型的设计和实现，一定知道Go泛型代码实现是通过类型参数(type parameter)实现的，当运行泛型代码时，类型参数(type parameter)由类型参数（type argument）替代。(很遗憾parameter和argument都被翻译成了中文参数)

类型参数(type parameter)也有类型，也就是描述这个参数类型行为的元数据，被成为约束(constraint)。最通用的约束就是内建的any类型，它代表任意的类型：

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

在Go泛型设计中，约束是通过接口类型来实现的(interface)。因为接口类型和约束的功能黑类似，就是限定type argument必须实现type parameter的约束(方法集)。当然，为了实现泛型的功能，除了方法集之外，Go还对用来当做约束的接口做了扩展，定义了类型集(type set)的概念,比如下面是约束代表一个type argument可以是int、int8、int16、int32或int64的类型，是并(union)的关系，所以使用|符号。

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type Signed interface {
	int | int8 | int16 | int32 | int64
}

更进一步，Go还定义了~的符号，代表只要底层类型都是某个特定类型就可以，所以上面的例子可以写的更通用一些:

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type Signed interface {
	~int | ~int8 | ~int16 | ~int32 | ~int64
}

这样type MyInt int定义的MyInt类型的实例也满足这个约束。

constraints 包

Go目前的实现新增加一个package,叫做constraints,用来定义内建的约束,比如常见的:

type Signed interface {
	~int | ~int8 | ~int16 | ~int32 | ~int64
}
type Unsigned interface {
	~uint | ~uint8 | ~uint16 | ~uint32 | ~uint64 | ~uintptr
}
type Integer interface {
	Signed | Unsigned
}
type Float interface {
	~float32 | ~float64
}
type Complex interface {
	~complex64 | ~complex128
}
type Ordered interface {
	Integer | Float | ~string
}

甚至 Russ Cox、Ian Lance Taylor他们提议和讨论为 slice、map、chan增加必要的约束，因为它们太常用了，标准库中都可以用到。(#47203、#47319、47330#)。

type Slice[Elem any] interface {
	~[]Elem
}
type Map[Key comparable, Val any] interface {
	~map[Key]Val
}
type Chan[Elem any] interface {
	~chan Elem
}

Rob Pike 最近新提交了一个issue,建议在Go 1.18中不要对标准库增加泛型的支持#48918。离Go 1.18发布就四个月了，很多实现还在摸索之中，这是大师给出的一个很中肯的建议，建议相关的哭的改动先增加到扩展库中(x/exp),成熟后再加到标准库中，得到了很多Gopher的赞同。这是另外一个话题了。

包constraints定义常用的约束可以很好的帮助我们开发，但是你有没有感觉有点异常？

省略接口

是的，依照Go泛型规范，我们必须定义一个约束，然后才能在泛型类型和泛型方法中使用，和其它语言的泛型定义相比，你有没有觉得这一点有脱裤子放屁多此一举的味道？

你看上面的Slice、Map、Chan的定义，是不是很冗余？为什么我们不能直接在泛型类型和方法的定义中直接使用~[]Elem、~map[Key]Val、~chan Elem呢？

因此fzipp提议，对于一个非接口的类型，默认等价为一个约束#48424，下面的公式很好的描述了这个功能：

1	[T nonInterfaceType] ≡ [T interface{~nonInterfaceType}]

在泛型的定义中，非接口类型nonInterfaceType等价于约束interface{~nonInterfaceType}, 比如~int等价于interface{~int}。这样我们就可以省略constraints包了。这个提议北接收了，而且相关功能也加入到了go master分支中。

mattn的Go泛型例子中，将一个整形数组转换成一个chan的例子(我稍微改动成更地道的Go的写法):

package main
import (
	"constraints"
	"context"
	"fmt"
)
func makeChan[T constraints.Chan[E], E any](ctx context.Context, arr []E) T {
	ch := make(T)
	go func() {
		defer close(ch)
		for _, v := range arr {
			select {
			case <-ctx.Done():
				return
			case ch <- v:
			}
			
		}
	}()
	return ch
}
func main() {
	for v := range makeChan(context.Background(), []int{1, 2, 3}) {
		fmt.Println(v)
	}
}

这里使用的是constraints.Chan[E]代表一个泛型的channel，现在可以用更简便的方法了:

package main
import (
	"context"
)
func makeChan[T chan E, E any](ctx context.Context, arr []E) T {
	ch := make(T)
	go func() {
		defer close(ch)
		for _, v := range arr {
			select {
			case <-ctx.Done():
				return
			case ch <- v:
			}
			
		}
	}()
	return ch
}