尝试使用泛型在 Go 中实现访问者模式

Question

我有以下简单的基于泛型的go包，它实现了 GoF 访客模式：package patternstype 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：用接口定义替换了访问者抽象类型。这导致了社交和访客界面之间的循环依赖。从修复问题的声明中删除了泛型，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 进行了非常有帮助的讨论之后，我们决定问题出现的原因有以下几点：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是有争议的。Go 不允许对方法进行泛型约束，因为约束可能会与与方法关联的结构上的泛型约束发生冲突。Go，没错，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“双重分派”方面所需的循环依赖项。为了绕过这些项目，并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，每个函数都将 *Visitor 参数作为函数的第一个参数和被访问的对象作为第二个参数。我在 Go Playground 中发布了这个解决方案：https ://go.dev/play/p/vV7v61teFbj注意：即使这个可能的解决方案看起来确实可以解决问题，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，但会留下分析，这样其他人就不需要重复了。

Answer 1

我得出的结论是泛型让这种模式变得更糟。通过参数化Collection结构，您强制items []T拥有相同的元素。使用普通接口，您可以进行动态分派，从而允许items包含不同的实现。仅此一项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（可运行代码）：

主要接口：

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)

}

访客本身，作为常规功能。在这里您可以自由定义任何功能。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")

    }

}