Go（语言）通用数字类型/接口

Question

我正在尝试在 Go 中编写一个使用“通用”类型计算方程的包。具体来说，我想实现runge kutta 5 逼​​近。

这个近似值仅使用t0处的y的值、开始时间t0、步宽h和一个微分方程dgl，其形式为dy/dt = g(t,y)，其中g 是某个函数。

当使用标量类型时，这种近似的行为与使用向量（甚至矩阵）时的行为完全相同。更一般地说：它适用于可以添加/减去相同类型的值并且可以通过标量缩放的所有内容（我使用float64）

所以我尝试将其表达为 Go 接口：

type Numeric interface {
    Add(rhs Numeric) Numeric
    Sub(rhs Numeric) Numeric
    Mul(rhs float64) Numeric
}

但是当我尝试“实现”这个接口时，由于参数类型，我遇到了麻烦：

type Vec6F struct {
    x, y, z float64
    vx, vy, vz float64
}

func (lhs *Vec6F) Add(rhs *Vec6F) rk5.Numeric {
    result := new(Vec6F)
    result.x = lhs.x + rhs.x
    result.y = lhs.y + rhs.y
    result.z = lhs.z + rhs.z
    result.vx = lhs.vx + rhs.vx
    result.vy = lhs.vy + rhs.vy
    result.vz = lhs.vz + rhs.vz
    return result
}

这给了我错误

cannot use result (type *Vec6F) as type rk5.Numeric in return argument:
        *Vec6F does not implement rk5.Numeric (wrong type for Add method
                have Add(*Vec6F) rk5.Numeric
                want Add(rk5.Numeric) rk5.Numeric

一方面，这对我来说绝对符合逻辑（因为 rhs 可能是另一个实现 Numeric 的对象）

但另一方面：我如何在 Go 中表达类似的东西？在 C++ 中，我可以改用运算符重载，但这在 go 中是不可能的。

Answer 1

确实，go 中不支持泛型。 如果你想让一个类型实现一个接口，方法的原型需要完全匹配：你需要func (lhs *Vec6F) Add(rhs Numeric) Numeric。

这里尝试使用类型断言编写此方法：

func (lhs *Vec6F) Add(rhs Numeric) Numeric {
    vrhs := rhs.(*Vec6F)
    result := new(Vec6F)
    result.x = lhs.x + vrhs.x
    result.y = lhs.y + vrhs.y
    result.z = lhs.z + vrhs.z
    result.vx = lhs.vx + vrhs.vx
    result.vy = lhs.vy + vrhs.vy
    result.vz = lhs.vz + vrhs.vz
    return result
}

当使用正确类型的参数调用时，它可以编译并且应该可以工作，但是，我会说这是一种滥用。

没有什么能阻止您（除了运行时错误）使用此方法将向量添加到标量，因为它们都将实现 Numeric。最后，使用接口抽象将一无所获。

在这种情况下，go 哲学将规定使用特定于类型的方法/函数。

Answer 2

您遇到了两个问题。

1.) 它无法编译并抱怨接口不匹配的原因是因为 Vec6F 不满足 rk5.Numeric 的函数签名。返回值和输入参数都必须匹配类型。

http://play.golang.org/p/kc9V9EXxJq 修复了这个问题，但创建了一个新问题...

2.) 为了使方法签名匹配，以便 Vec6F 满足 Numeric 的签名，它破坏了对属性值执行数字操作的能力。这是因为接口只有方法，没有属性。

在您的用例中，Numeric 接口提供一个访问器方法是否有意义，该方法将返回一个矩阵数组，然后接收器将在该数组上执行 Add|Sub|Multi ？这可能会使每个接口实现的方法中需要做的事情变得复杂，但我认为这会让你得到你想要的。

Answer 3

为了通用，您的Add 方法必须采用Numeric 参数。处理这个问题的正常方法是使用这样的类型断言 (on playground)

func (lhs *Vec6F) Add(_rhs Numeric) Numeric {
    result := new(Vec6F)
    rhs := _rhs.(*Vec6F) // type assertion - will panic if wrong type passes
    result.x = lhs.x + rhs.x
    result.y = lhs.y + rhs.y
    result.z = lhs.z + rhs.z
    result.vx = lhs.vx + rhs.vx
    result.vy = lhs.vy + rhs.vy
    result.vz = lhs.vz + rhs.vz
    return result
}

如果您想在不同的类型之间进行转换，也可以使用类型开关。