在 go 中制作通用算法

Question

我想不出一种干净的方法来实现适用于任何类型的算法。

以下代码在尝试将字符串或类型化切片转换为接口时会产生错误，并且无法比较 interface{} 对象： invalid operation: result[0] > result[n - 1] (operator > not defined on interface)

func main() {
    c := Algo("abc")
    //...
    c := Algo([3]int{1,2,3})
    //...
}

func Algo(list []interface{}) chan []interface{} {
    n := len(list)
    out := make(chan []interface{})
    go func () {
        for i := 0; i < n; i++ {
            result := make([]interface{}, n)
            copy(result, list)
            // an actually useful algorithm goes here:
            if (result[0] > result[n-1]) {
                result[0], result[n-1] = result[n-1], result[0]
            }
            out <- result
        }
        close(out)
    }()
    return out
}

虽然很痛苦（我认为它应该是自动的），但我可以手动将键入的切片装箱和拆箱到 interface{} 中，上面真正的问题是比较。 它只是变得越来越笨拙。

a := [3]int{1,2,3}
b := make([]interface{}, len(a))
for i, _ := range a {
    b[i] = a[i]
}

我什至想过使用vector.Vector，但是很多人说永远不要使用它们。

那么我应该为 int 切片和字符串实现相同的算法吗？ myObject 的切片呢？ 我可以使用自定义比较函数制作一个接口，但是如何使它与标准类型一起使用？

Answer 1

您可以使用接口在 Go 中执行此操作。 采用接口类型的 function 是通用的，因为它不关心底层具体类型的数据表示。 它通过方法调用完成所有工作。

然后，要制作算法的通用版本，您必须确定算法所需的数据对象的所有功能，并且您必须定义抽象这些功能的方法。 抽象方法签名成为接口的方法集。

要使类型与这种泛型算法兼容，您需要在类型上定义方法以满足算法参数的接口。

我将采用您的示例代码并展示一种方法来做到这一点。 大多数必需的功能恰好被 sort.Interface 覆盖，所以我选择嵌入它。 只需要一项其他功能，即制作数据副本。

type algoContainer interface {
    sort.Interface
    Copy() algoContainer
}

以下是由您的示例代码制作的完整工作程序。

package main

import (
    "fmt"
    "sort"
)

func main() {
    s1 := sortableString("abc")
    c1 := Algo(s1)
    fmt.Println(s1, <-c1)

    s2 := sortable3Ints([3]int{1,2,3})
    c2 := Algo(&s2)
    fmt.Println(s2, <-c2)
}

type algoContainer interface {
    sort.Interface
    Copy() algoContainer
}

type sortableString []byte
func (s sortableString) Len() int { return len(s) }
func (s sortableString) Swap(i, j int) { s[i], s[j] = s[j], s[i] }
func (s sortableString) Less(i, j int) bool { return s[i] < s[j] }
func (s sortableString) Copy() algoContainer {
   return append(sortableString{}, s...)
}
func (s sortableString) String() string { return string(s) }

type sortable3Ints [3]int
func (sortable3Ints) Len() int { return 3 }
func (s *sortable3Ints) Swap(i, j int) {
   (*s)[i], (*s)[j] = (*s)[j], (*s)[i]
}
func (s sortable3Ints) Less(i, j int) bool { return s[i] < s[j] }
func (s sortable3Ints) Copy() algoContainer { c := s; return &c }

func Algo(list algoContainer) chan algoContainer {
    n := list.Len()
    out := make(chan algoContainer)
    go func () {
        for i := 0; i < n; i++ {
            result := list.Copy()
            // actually useful:
            if result.Less(n-1, 0) {
                result.Swap(n-1, 0)
            }
            out <- result
        }
        close(out)
    }()
    return out
}

Answer 2

由于 Go 编程语言目前不支持泛型类型，这将很难做到。

为什么 Go 没有泛型类型？

Generics 可能会在某个时候添加。 我们不觉得他们有紧迫感，尽管我们知道一些程序员会这样做。

Generics 很方便，但它们的代价是类型系统和运行时的复杂性。 尽管我们仍在继续思考，但我们还没有找到一种能够提供与复杂性成比例的价值的设计。 同时，Go 的内置映射和切片，以及使用空接口构造容器（通过显式拆箱）的能力，意味着在许多情况下，即使不太顺利，也可以编写 generics 将启用的代码。

这仍然是一个悬而未决的问题。

查看 Go排序 package以了解它如何通过使用 Len、Less 和 Swap 方法定义sort.Interface类型来处理特定于类型的比较和其他操作。

Answer 3

Go 没有泛型类型，但您可以查看sort的工作原理以找到解决方法。 他们所做的是创建一个这样的界面：

type Interface interface {
    // Len is the number of elements in the collection.
    Len() int
    // Less returns whether the element with index i should sort
    // before the element with index j.
    Less(i, j int) bool
    // Swap swaps the elements with indexes i and j.
    Swap(i, j int)
}

现在，对于任何自定义类型，您都可以制作相应的可排序的自定义集合类型。 排序算法只需要处理整数和布尔值，因此不会看到或关心底层数据类型是什么。