Golang面試：泛型

Go語言在1.18版本中引入了泛型（Generics），這是Go語言發展中的一個重要里程碑。泛型允許你編寫更通用和可複用的程式碼，而無需犧牲型別安全性。以下是對Go中泛型的詳細介紹，包括其語法、使用場景和示例程式碼。

1. 泛型的基本概念

泛型允許你定義可以處理多種資料型別的函式和資料結構，而無需為每種型別編寫單獨的程式碼。透過使用型別引數，你可以編寫一次程式碼，然後在不同的上下文中重用它。

2. 型別引數

型別引數是泛型的核心。你可以在函式、結構體和介面中使用型別引數。型別引數在宣告時使用方括號[]括起來，並且可以有一個或多個型別引數。

3. 型別約束

型別約束用於限制型別引數可以接受的型別。Go提供了幾種型別約束：

• any：表示任意型別。
• comparable：表示可以進行比較的型別（支援==和!=操作）。
• 可以定義自定義型別約束：

package main

import "fmt"

// 定義一個自定義型別約束
type Number interface {
	int | float64
}

// 使用自定義型別約束的泛型函式
func Add[T Number](a, b T) T {
	return a + b
}

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

在這個示例中，Number介面定義了一個自定義型別約束，表示int或float64型別。

4. 泛型的使用場景

泛型在以下場景中特別有用：

• 集合操作：例如，處理不同型別的列表、集合和對映。
• 演算法實現：例如，排序、搜尋和數學運算。
• 資料結構：例如，棧、佇列和樹。
• 通用庫：例如，通用的工具函式和資料處理庫。

5. 注意事項

• 效能：泛型可能會引入一些效能開銷，特別是在編譯時和執行時的型別檢查和轉換。
• 複雜性：泛型程式碼可能會增加程式碼的複雜性，特別是在型別約束和型別引數的使用上。

6. 示例

建立一個泛型函式，該函式可以接受任何型別的map並返回其鍵的列表。為了實現這一點，我們需要定義一個泛型型別引數來表示map的鍵和值的型別。

package main

import (
	"fmt"
)

// GetKeys 返回給定 map 的所有鍵的切片
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)
}

說明：

1. 定義泛型函式：
   • 函式GetKeys使用兩個型別引數K和V，其中K表示map的鍵型別，V表示map的值型別。
   • K需要實現comparable介面，因為map的鍵必須是可比較的。
   • V可以是任何型別，因此使用any作為型別約束。
2. 獲取鍵列表：
   • 函式中，建立一個切片keys用於儲存map的鍵。
   • 透過遍歷map，將每個鍵新增到keys切片中。
   • 最後返回keys切片。
3. 示例用法：
   • 在main函式中，定義了三個不同型別的map，並呼叫GetKeys函式獲取它們的鍵列表。
   • 列印每個map的鍵列表以驗證結果。

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