Go 语言中如何实现类似“fmap”的功能？

本篇文章给大家分享《Go 语言中如何实现类似“fmap”的功能？》，覆盖了Golang的常见基础知识，其实一个语言的全部知识点一篇文章是不可能说完的，但希望通过这些问题，让读者对自己的掌握程度有一定的认识(B 数)，从而弥补自己的不足，更好的掌握它。

我想在go中模拟fmap。一个简单的例子：

type S [A any] struct {
  contents A
}

type Functor [A any, B any] interface{
  fmap(f func(A)B) B
}

func (x S[A]) fmap (f func(A)B) S[B] {
  x.contents = f(x.contents)
  return x
}

此操作失败，并显示：undefined：关于 interface 实现的 b。有没有通用的解决方法？

正确答案

go 的泛型和方法的组合并不像 haskell 的类型类那样具有表现力；至少现在还没有。特别是，正如kostix在his comment中指出的，

go 允许泛型类型拥有方法，但是，除了接收者之外，这些方法的参数不能使用参数化类型。

（source）

由于 go 方法无法引入新的类型参数，因此在 fmap 方法中访问 b 的唯一方法是在 functor 类型的声明中引入它，就像您所做的那样。但这没有意义，因为根据范畴论，functor 采用一个类型参数，而不是两个。

这个例子可能足以让您相信，在 go 中使用泛型和方法来模拟 haskell 类型类是一件傻事。

但是，您可以做的一件事是实现 fmap，不是作为方法，而是作为顶级函数：

package main

import "fmt"

type s[a any] struct {
    contents a
}

func fmap[a, b any](sa s[a], f func(a) b) s[b] {
    return s[b]{contents: f(sa.contents)}
}

func main() {
    ss := s[string]{"foo"}
    f := func(s string) int { return len(s) }
    fmt.println(fmap(ss, f)) // {3}
}

（Playground）

但仅仅因为你可以，并不意味着你应该这样做。总是问自己将一种方法从其他语言移植到 go 是否感觉正确。

虽然 go 的泛型 + 接口方法确实不如 haskell 的类型类那样具有表现力或者 scala 的泛型 + 隐式 + 特征扩展方法，它仍然具有足够的表达能力来实现这一点。

关键因素是在通用数据类型中包含“幻像”类型，以避免出现 undefined: b 错误。因此，您的 struct 的稍微修改版本是：

type s[a any, b any] struct {
    contents a
} // b is our phantom type here

此外，由于 go 不支持更高种类的类型 (hkt)，因此您创建的 functor 接口 必须比真正的 functor 更通用。然后，您可以通过嵌入接口的实现来强制执行正确的类型约束。这里稍微修改一下接口声明是：

type functor[a any, b any, c any] interface{
  fmap(f func(a)b) c
} // c is technically more general than it "should" be

现在要实现接口...

func (x s[a,b]) fmap (f func(a)b) s[b,a] {
  return s[b,a]{ contents: f(x.contents) }
} // notice the constraint on the c-type

最后，测试一下......

func main(){
  a := s[int,string]{contents: 7}
  h := func(t int)string {return "the answer is 42, duh!"}
  fmt.println(a.fmap(h)) // {the answer is 42, duh!}
}

为了让它与简单的 go 数组一起工作，我发现我需要将数组打包为命名类型。每当您想要使用包中未定义的接收器类型时，您需要相应地包装您的类型。为此，您需要执行以下操作...

type ghostarray[a any, b any] []a
// notice that you can add a phantom type to the generics

数组的实现可能看起来像...（提前道歉，因为这是一个命令式实现...如果您愿意，可以使用尾递归来实现）

func (xs GhostArray[A,B]) fmap(f func(A) B) GhostArray[B,A] {
  y := make([]B,len(xs))
  for i := 0; i < len(xs); i++ {
    y[i] = f(xs[i])
  }
  return y
}

请注意，在这种情况下，您可以将返回类型替换为 []b。 go 仅对接收者是命名类型很挑剔。

上面的结构主要是在简单性方面犯了错误。我很好奇如何扩展它以更好地解释嵌入式类型。我对 go 还很陌生，所以我还在自己学习。

今天关于《Go 语言中如何实现类似“fmap”的功能？》的内容介绍就到此结束，如果有什么疑问或者建议，可以在golang学习网公众号下多多回复交流；文中若有不正之处，也希望回复留言以告知！