为什么Go中的maps.Keys()指定map类型为M？

Question

我实现了一个函数来获取映射中的键（实际上有几个版本，针对不同的类型），我将其更新为在 Go 1.18 中使用泛型。然后我发现实验库已扩展以包含该功能，虽然我的实现几乎相同，但函数声明有一些差异，我想更好地理解。

这是我原来的通用版本（我重命名了变量以匹配标准库，以更好地突出显示实际上是不同的）：

func mapKeys[K comparable, V any](m map[K]V) []K {
    r := make([]K, 0, len(m))
    for k := range m {
        r = append(r, k)
    }
    return r
}

这是实验库版本：

func Keys[M ~map[K]V, K comparable, V any](m M) []K {
    r := make([]K, 0, len(m))
    for k := range m {
        r = append(r, k)
    }
    return r
}

正如您所看到的，主要区别是额外的M ~map[K]V类型参数，我省略了它并直接用于map[K]V函数的参数类型。我的函数可以工作，那么为什么我需要经历添加第三个参数化类型的额外麻烦呢？

当我写我的问题时，我想我已经找到了答案：能够在实际上是映射的类型上调用函数，但没有直接声明为这样，就像在这种DataCache类型上一样：

type DataCache map[string]DataObject

我的想法是，这可能需要~map符号，并且~只能在类型约束中使用，而不能在实际类型中使用。这个理论的唯一问题是：我的版本在此类地图类型上运行良好。所以我不知道它有什么用。

Answer 1

tl;dr在非常罕见的情况下，您需要声明函数类型的变量（而不调用它），并且使用来自另一个包的命名映射类型实例化该函数，该包在其定义中使用未导出的类型。

当您需要接受和返回定义的类型时，在函数签名中使用命名类型参数最相关，正如您正确猜测的那样，正如 @icza在这里针对x/exp/slices包的回答。

您关于“波形符类型”只能在接口约束中使用的说法也是正确的。

现在，包中的几乎所有函数x/exp/maps实际上并不返回指定的 type M。唯一真正起作用的是maps.Clone签名：

func Clone[M ~map[K]V, K comparable, V any](m M) M

然而，由于类型统一，在没有近似约束的情况下声明签名~map[K]V仍然适用于定义的类型。从规格来看：

[...]，因为定义的类型D和类型文字L永远不等价，统一将 D 的基础类型与 L 进行比较

以及一个代码示例：

func Keys[K comparable, V any](m map[K]V) []K {
    r := make([]K, 0, len(m))
    for k := range m {
        r = append(r, k)
    }
    return r
}

type Dictionary map[string]int

func main() {
    m := Dictionary{"foo": 1, "bar": 2}
    k := Keys(m)
    fmt.Println(k) // it just works
}

游乐场：https://go.dev/play/p/hzb2TflybZ9

附加命名类型参数相关的情况M ~map[K]V是当您需要传递函数的实例化值时：

func main() {
    // variable of function type!
    fn := Keys[Dictionary]
    
    m := Dictionary{"foo": 1, "bar": 2}
    fmt.Println(fn(m))
}

游乐场：https://go.dev/play/p/hks_8bnhgsf

如果没有M ~map[K]V类型参数，就不可能用定义的类型实例化这样的函数值。当然，您可以使用K和V分别实例化您的函数，例如

fn := Keys[string, int]

但是，当定义的映射类型属于不同的包并引用未导出的类型时，这是不可行的：

package foo 

type someStruct struct{ val int }

type Dictionary map[string]someStruct

和：

package main

func main() {
    // does not compile
    // fn := Keys[string, foo.someStruct]

    // this does
    fn := maps.Keys[foo.Dictionary]
}

不过，这似乎是一个相当深奥的用例。

您可以在这里看到最终的游乐场：https ://go.dev/play/p/B-_RBSqVqUD

但请记住，这x/exp/maps是一个实验性包，因此签名可能会随着未来的 Go 版本和/或当这些函数提升到标准库中时发生变化。