Что такое дженерики (generics) в Go и каковы их ключевые особенности?

Дженерики (обобщенное программирование) в Go, появившиеся в версии 1.18, позволяют писать функции и типы данных, которые могут работать с любым типом из определенного набора. Это устраняет необходимость дублирования кода для разных типов, сохраняя при этом строгую статическую типизацию.

Основные концепции

1. Параметры типа (Type Parameters): Объявляются в квадратных скобках после имени функции или типа. Например, [T any].
2. Ограничения типа (Type Constraints): Это интерфейсы, которые определяют, какими свойствами должен обладать тип-аргумент. Например, any (разрешает любой тип), comparable (разрешает типы, которые можно сравнивать с помощью == и !=), или пользовательские интерфейсы.

Пример: обобщенная функция

// SumNumbers суммирует значения в map.
// K - должен быть сравним (comparable), V - либо int64, либо float64.
func SumNumbers[K comparable, V int64 | float64](m map[K]V) V {
    var s V
    for _, v := range m {
        s += v
    }
    return s
}

// Использование:
ints := map[string]int64{"a": 1, "b": 2}
floats := map[string]float64{"a": 1.5, "b": 2.5}

fmt.Println(SumNumbers(ints))   // Вывод: 3
fmt.Println(SumNumbers(floats)) // Вывод: 4.0

Особенности и ограничения

• Использование методов: Вы можете вызывать методы у переменных обобщенного типа, только если эти методы определены в его ограничении (интерфейсе).

  type Stringer interface {
      String() string
  }
  
  func Print[T Stringer](val T) {
      fmt.Println(val.String()) // OK
  }

• Нет специализации: В отличие от C++, в Go нет возможности предоставить отдельную, более эффективную реализацию дженерик-функции для конкретного типа.
• Реализация: Go не использует простое стирание типов (type erasure), как в Java. Компилятор может генерировать разные реализации для разных категорий типов (например, одна для всех указателей, другая для конкретной структуры), что обеспечивает хорошую производительность.
• Операторы: Операторы (+, *, > и т.д.) можно использовать только если они разрешены ограничением типа (например, + для числовых типов, == для comparable).