函数式编程在 Go 泛型下的实用性探索

背景

函数式编程（Functional Programming / FP）作为一种编程范式，函数具有无状态、式编无副作用、型下并发友好、用性抽象程度高等优点。探索目前流行的函数编程语言（C++、Python、式编Rust）都或多或少地引入了函数式特性，型下但在同作为流行语言的用性 Golang 中却少有讨论。

究其原因，探索大部分的函数抱怨Golang 函数式编程简述[1] 、GopherCon 2020: Dylan Meeus - Functional Programming with Go[2]集中于 Go 缺乏对泛型的式编支持，难以写出类型间通用的型下函数。代码生成只能解决一部分已知类型的用性处理，且无法应对类型组合导致复杂度（比如实现一个通用的探索 TypeA → TypeB 的 map 函数）。

有关泛型的提案 spec: add generic programming using type parameters #43651[3] 已经被 Go 团队接受，并计划在 2022 年初发布支持泛型的 Go 1.18，现在 golang/go 仓库的网站模板 master 分支已经支持泛型。

 This design has been proposed and accepted as a future language change. We currently expect that this change will be available in the Go 1.18 release in early 2022. Type Parameters Proposal[4]

基于这个重大特性，我们有理由重新看看，函数式特性在 Go 泛型的加持下，能否变得比以往更加实用。

概述

这篇文章里，我们会尝试用 Go 的泛型循序渐进地实现一些常见的函数式特性，从而探索 Go 泛型的优势和不足。

除非额外说明（例如注释中的 // INVALID CODE!!!），文章里的代码都是可以运行的（为了缩减篇幅，部分删去了 package main 声明和 main 函数，请自行添加）。你可以自行 从源码编译[5] 一个 master 版本的 go 来提前体验 Go 的泛型，或者用 The go2go Playground[6] 提供的在线编译器运行单个文件。

泛型语法

提案的 #Very high level overview[7] 一节中描述了为泛型而添加的源码下载新语法，这里简单描述一下阅读本文所需要的语法：

 函数名后可以附带一个方括号，包含了该函数涉及的类型参数（Type Paramters）的列表：func F[T any](p T "T any") { ... }

 这些类型参数可以在函数参数和函数体中（作为类型）被使用

 自定义类型也可以有类型参数列表：type M[T any] []T

 每个类型参数对应一个类型约束，上述的 any 就是预定义的匹配任意类型的约束

 类型约束在语法上以 interface 的形式存在，在 interface 中嵌入类型 T 可以表示这个类型必须是 T:type Integer1 interface {

int

} 嵌入单个类型意义不大，我们可以用 | 来描述类型的 union:type Integer2 interface {

int | int8 | int16 | int32 | int64

} ~T 语法可以表示该类型的「基础类型」是 T，比如说我们的自定义类型 type MyInt int 不满足上述的 Integer1 约束，但满足以下的约束:type Integer3 interface {

~int

} 提示

   「基础类型」在提案中为 “underlying type”，目前尚无权威翻译，在本文中使用仅为方便描述。

高阶函数

在函数式编程语言中，

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