Go 实验报告:函数式编程之泛型

lightfish-zhang · · 1236 次点击 · · 开始浏览    
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在 2017 年的年中,我在 GopherCon 上发表了《Go 的函数式编程》的演讲。我提出了一些函数式编程的概念,Gophers 使用它,可以提高编程效率,代码更加简洁。 ![](https://raw.githubusercontent.com/studygolang/gctt-images/master/go-experience-report-generics-for-functional-patterns/functional-programming-in-go.jpeg) > 函数式编程在 Go 是可以实现,只是不明显 演讲中一半是理论,另一半是可以让人使用的模式概念,其中大约四分之一是我认为是有实践价值的,其他的姑且值得一提。你需要"代码生成"(code generation)以实现它们。我在 [Github repo](https://github.com/go-functional/core) 分享了这些模式,欢迎 folk 到你们的仓库。 这篇文章是关于泛型如何使 Go 函数式编程模式更加强大,且不依赖于代码生成。 这里我没有遵守 [如何写实验报告](https://github.com/golang/go/wiki/ExperienceReports) 的指导原则,我想可以用稍微不同的方式来更好地表达想法。 ## 一个例子 让我们从理想的 API 开始认识并探究,映射序列(Mapping over sequences)普遍存在绝大多数语言中,于是以此为例。 在 Go 中,我想这个理想的 API 是这样的: ```go ints := []int{1, 2, 3, 4} incremented := ints.Map(func(i int) int { return i + 1 }) // incremented = []int{2, 3, 4, 5} ``` 如你所想,`Map` 方法取代了 `for` 循环,它帮助你写出简洁的代码(pure code),使用更加便利,更重要的是你无需自己写边界条件(range)。 上面的代码看上去很理想,但我们必须做出不少重大改变(例如,像自动类型转换)才能在 Go 语言中实现这个。 并且,尽管上述很理想,但事实上我们不得不添加另一个特例以使特定类型的 `slices` 可以执行新的 `Map` 方法,这与我的理想背道而驰。正如Russ Cox在 [GopherCon 2017主题演讲](https://www.youtube.com/watch?v=0Zbh_vmAKvk) 中所提到的,我宁愿将注意力放在与泛型有关的体验报告上。这就是这篇文章的内容。 ## 一个现实点的例子 我认为需要对上面的 API 做一些调整。让它在原有语言中更加实用,并且更容易地集中注意力在泛型上(而不是更多的函数式编程模式,这可以在另一篇文章中)。 在这里我们将 `[]int` 封装了一个容器类型(container type),然后给这个容器定义一个 `Map` 方法。 ```go incremented := WrapSlice(ints).Map(func(i int) int { return i + 1}) ``` 这个新的容器在Go中部分实现了类型语义。 在今天的Go中,除了 `[]int` 之外,没有办法让单个 Wrap 函数在任何其他类型上工作,因为我们没有泛型编程机制。 你可以得到最接近的方法是手写或者生成代码,使得 Wrap 可以适用于你想要的所有类型。 ## 为什么这家伙反对代码生成 代码生成的想法、背后的动机与技术都很好。我在之前的实验报告中,已经写过关于它的想法,我并不想在这里或者其他文章中抨击它。 尽管听起来如此,但是因为我坚信代码生成是一个工具,需要为它选择正确的用武之地。然而,在这里,代码生成绝对用错地方了。 它有一个大问题,举个例子。假设您想要生成处理 `[] ints`,`[]string` 和自定义类型(MyCustomType)的代码。在今天的Go中,语言引擎将无法为您的所有类型提供相同的Wrap功能。与之相反,生成器可以生成这个API的代码: ```go myStrings := []string{...} WrapStringSlice(myStrings).Map(func(s string) string { return "hello " + s }) myInts := []int{...} WrapIntSlice(myInts).Map(func(i int) int { return i + 1 }) myCustomTypes := []MyCustomType{...} WrapMyCustomTypeSlice(myCustomTypes).Map(func(m MyCustomType) MyCustomType { return m }) ``` 所以我们每种类型都有一个 Wrap 函数。我们为所有类型提供兼容性,但是我们仍然没有API来针对我们所有类型编写泛型代码。 ## 下一步 很明显,我正在写关于在 Go 中添加泛型的知识,但“泛型”可能意味着很多东西。我在这里举例说明了我想要一个泛型 API,它有点类似函数式编程模式。您可以将此 API 外推到其他函数式编程模式。 首先,我希望能够在 `[]T` 或者 `map[T]U` (T和U是任意类型)上调用 Map,并且能够将这些值转换为其他 slices 或 maps ([]A and map[B]C)。和我上一篇文章一样,我不打算在Go中发明泛型的语法,我只是想展示我想要的样子。我可以写一篇后续文章来提出一种语法。 ## WrapSlice 我展示了我想要 WrapSlice 和 Map 看起来像上面那样,但这是一个简单的例子。Map 的强大功能是可以将切片从一种类型转换为另一种(即T1 => T2)。除了传递给Map的函数签名(注意参数和返回值是不同的类型)之外,该函数看起来与上例相同: ```go ints := []int{1, 2, 3, 4} strs := WrapSlice(ints).Map(func(i int) string { return strconv.Itoa(i*2) }) // var strs []string = []string{"2", "4", "6", "8"} bites := WrapSlice(strs).Map(func(s string) []byte { return []byte(s) }) // var bites [][]byte = []byte{ // []byte{50}, // []byte{52}, // []byte{54}, // []byte{56}, // } ``` 这里我们已经将 `[]int` 转换为 `[]string`,然后将 `[]string`转换为 `[]byte` ## WrapMap WrapMap 在逻辑上与 WrapSlice 相似,只不过这次我们正在转换键值对。例如,这就是 map[string]int 转换到 map[int]string : ```go m := map[string]int{ "1": 1, "2": 2, "3": 3, } converted := WrapMap(m).Map(func(k string, v int) (int, string) { newKey := strconv.Itoa(v) newVal, _ := strconv.Atoi(k) return newKey, newVal }) // var converted map[int]string = { 1: "1", 2: "2", 3: "3" } ``` ## 结论 从 `Wrap*` / `Map` 示例中,重要内容是它们适用于所有 `T` 和 `U` 类型。它们可以在语言代码之外编写,而可以进入标准库,第三方“FP”包,甚至是它们的生态系统。 最后,如果你看不到上述例子中泛型的用法,我会在这里解释。`WrapList` 通过列表元素的类型(即 []T 中的 T )来参数化,并且 `WrapMap` 通过键的类型和值的类型(即, `map[T]U` )被参数化。 然后,在通过映射表(即 `Map[U]` )和 Map 由新的键值类型进行参数化的情况下,通过新的列表类型对 Map 进行参数化(在映射到 Map 的情况下)(即 `Map[X,Y]` )。 就像我之前说过的,我没有在这里正式指定任何语法,但我确实使用了 bracket 语法(我更喜欢)来说明类型参数。没有任何承诺 —— 泛型语法规范是一个很大的话题!——— 我打算写一个更详细的语法提案。直到那时… 继续摇滚吧,Gophers!

via: https://medium.com/go-in-5-minutes/go-experience-report-generics-for-functional-patterns-eb6ce737bc1

作者:Aaron Schlesinger  译者:lightfish-zhang  校对:polaris1119

本文由 GCTT 原创编译,Go语言中文网 荣誉推出


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