使用 Go 中的泛型实现访问者模式

哈喽！今天心血来潮给大家带来了《使用 Go 中的泛型实现访问者模式》，想必大家应该对Golang都不陌生吧，那么阅读本文就都不会很困难，以下内容主要涉及到，若是你正在学习Golang，千万别错过这篇文章~希望能帮助到你！

我有以下简单的基于泛型的 go 包，它实现了 gof 访问者模式：

package patterns

type social interface {
    acceptvisitor(visitor *visitor)
}

type component struct {
}

func (c *component) acceptvisitor(visitor *visitor) {
    visitor.visitcomponent(c)
}

type collection[t social] struct {
    component
    items[]t
}

func (c *collection[t]) acceptvisitor(visitor *visitor) {
    visitor.visitcollection(c) // <- error here
}

type visitor struct {
}

func (v *visitor) visitcomponent(component *component) {
}

func (v *visitor) visitcollection(collection *collection[social]) {
    for _, item := range collection.items {
        item.acceptvisitor(v)
    }
}

编译器给出以下错误：

./patterns.go:20:26: cannot use c (variable of type *Collection[T]) as
  type *Collection[Social] in argument to visitor.VisitCollection

这对我来说似乎很奇怪，因为通用类型 t 被限制为 social。

我尝试了几件事：

• 用接口定义替换了 visitor 抽象类型。这 导致社交和访客之间的循环依赖 接口。
• 从声明中删除了泛型，从而解决了问题 但我们非常需要 collection 类型的泛型。

看起来go应该能够处理这段代码中的泛型。

可能的解决方案： 在与 @blackgreen 进行了非常有益的讨论之后，我们认为问题的出现是由于以下几个原因：

1. go 是（真正）严格类型化的，不允许将传递给函数的参数“缩小”为原始类型的子集，即使编译器仍然可以证明它是安全的。 go 是否应该允许缩小范围还有待争论。
2. go 不允许对方法进行通用约束，因为这些约束可能与与该方法关联的结构的通用约束发生冲突。
3. go 确实不允许循环依赖。我们可以将访问者模式的所有依赖项抽象为接口，但随后将具有该模式的“双重调度”方面所需的循环依赖项。

为了解决这些问题，同时仍然获得访问者模式的好处，我们可以将访问者结构中的 visitxyz() 方法更改为（可能是通用的）函数，每个函数都采用 *visitor 参数作为第一个参数函数和被访问的对象作为第二个参数。

我在 go 演示中发布了这个解决方案：https://go.dev/play/p/vv7v61tefbj

注意：尽管这种可能的解决方案似乎确实解决了问题，但实际上并没有。如果您考虑编写几种不同类型的访问者（一种用于漂亮打印，一种用于复制，一种用于排序等），您很快就会意识到，由于 visitxyz() 函数不是方法，因此您不能为每个函数拥有多个版本每个访客类型。最后，visitor 模式确实需要 social 接口和 visitor 接口之间的循环依赖，这一事实注定了 go 的失败。我将关闭这篇文章，但将保留分析，以便其他人不需要重复它。

正确答案

我得出的结论是，泛型会使这种模式变得更糟。通过参数化 collection 结构，您可以强制 items []t 具有相同的元素。使用普通接口，您可以进行动态调度，因此允许 items 包含不同的实现。仅此一点就应该是充分的理由。

这是一个没有泛型的最小实现，改编自一些 java 示例 (runnable code)：

主要界面：

type visitor func(element)

type element interface {
    accept(visitor)
}

实施者：

type foo struct{}

func (f foo) accept(visitor visitor) {
    visitor(f)
}

容器：

type list struct {
    elements []element
}

func (l *list) accept(visitor visitor) {
    for _, e := range l.elements {
        e.accept(visitor)
    }
    visitor(l)
}

访问者本身，作为常规功能。在这里您可以自由地定义任何函数。由于是无类型的，您可以直接将其作为 visitor 参数传递：

func doVisitor(v Element) {
    switch v.(type) {
    case *List:
        fmt.Println("visiting list")
    case Foo:
        fmt.Println("visiting foo")
    case Bar:
        fmt.Println("visiting bar")
    }
}

今天关于《使用 Go 中的泛型实现访问者模式》的内容就介绍到这里了，是不是学起来一目了然！想要了解更多关于的内容请关注golang学习网公众号！