告别 interface{} 模拟，Go 终于要有真正的 Union 类型了？

十二月 29, 2025

本文永久链接 – https://tonybai.com/2025/12/29/go-community-new-sum-type-end-interface-union-types

大家好，我是Tony Bai。

“Go 什么时候支持枚举？”
“Go 什么时候有真正的联合类型？”

这可能是 Go 语言诞生以来，被问得最多的问题之一。现有的解决方案——无论是用 const 模拟枚举，还是用 interface{} 配合类型断言模拟联合类型——在类型安全、表达力和穷尽性检查上，都总让人感觉“差了那么一点意思”。

近日，Go 核心团队成员 neild 在 GitHub 上发起了一个非正式的讨论 (#76920)，抛出了一种全新的、非接口 (non-interface) 的联合类型设计构想。这个构想虽然只是一个“思想实验”，却迅速引爆了社区的热情，成为了近期最热门的话题之一。

本文将带你深入这场讨论的核心，看看这个名为 union 的新类型，究竟有何魔力。

核心痛点：为什么我们需要 Sum Types？

在深入设计之前，让我们先回顾一下，为什么我们如此渴望这个特性。neild 列举了三个极具代表性的场景：

Direction 类型 (Enum)：一个类型只能是 North, South, East, West 四者之一。
Option/Maybe (Sum Type)：一个类型要么包含一个值 T，要么什么都没有（None）。
IP 地址 (Variant)：一个类型要么是 IPv4 ([4]byte)，要么是 IPv6 ([16]byte)。

目前，我们通常使用 interface 来模拟这些场景。但 neild 指出，接口并不是最佳方案：

零值问题：接口的零值是 nil。这迫使我们必须处理一个额外的、可能毫无意义的 nil 状态，这在很多时候（如 Direction）是不合理的。
定义繁琐：你需要为每一个变体定义一个单独的类型，这在变体较多时显得非常啰嗦。
语义混淆：接口本质上是关于行为的抽象，而和类型本质上是关于数据结构的定义。强行用接口来表达数据结构，是一种概念上的错位。

大胆构想：像定义 Struct 一样定义 Union

neild 提出的方案，不仅巧妙，而且极具 Go 风格。他的核心洞察是：Struct 是“积类型” (Product Type)，Union 是“和类型” (Sum Type)。既然它们是对偶的，为何不使用相似的语法呢？

// 积类型 (Struct): 同时包含所有字段
type Point struct {
    X int
    Y int
}

// 和类型 (Union): 包含且仅包含其中一个变体
type Direction union {
    North, South, East, West atom
}

type Maybe[T any] union {
    Unset atom
    Set   T
}

type IP union {
    IPv4 [4]byte
    IPv6 [16]byte
}

这里引入了一个新概念：atom（也可以叫 unit 或其他名字）。它本质上是 struct{} 的别名，用于表示那些不携带数据、只代表某种状态的变体（如 North 或 Unset）。

这种设计的美妙之处在于：

语法一致性：它看起来就像我们熟悉的结构体，只是关键字变成了 union。
明确的零值：Union 的零值就是其第一个变体的零值。例如 Direction 的零值就是 North，IP 的零值就是 IPv4{0,0,0,0}。没有额外的 nil 状态！
内聚性：所有变体都定义在同一个类型内部，不需要像接口那样定义一堆散落的类型。

使用体验：类型安全与穷尽性检查

这个设计不仅在定义上优雅，在使用上也力求符合 Go 的直觉。

构造与赋值

你可以像使用结构体字面量一样构造 Union，但只能指定一个键：

d := Direction{North: atom{}} // 或者简化为 d := Direction.North
m := Maybe[int]{Set: 42}

访问与判断

对于 atom 类型的变体，访问它返回一个布尔值；对于携带数据的变体，访问它返回数据和布尔值（类似 map 的查找）：

if d.North {
    fmt.Println("Heading North")
}

if v, ok := m.Set; ok {
    fmt.Println("Value is:", v)
}

Union Switch：杀手级特性

这是 Sum Types 最强大的地方——穷尽性检查。

switch d.(union) {
case North:
    // ...
case South:
    // ...
// 如果漏掉了 East 或 West，编译器会报错！
}

这种编译期的保障，彻底消除了“忘记处理某种情况”的 Bug 来源，是构建健壮系统的基石。

社区激辩：细节中的魔鬼

虽然大方向得到了广泛认可，但在具体细节上，社区展开了激烈的讨论。

struct{} 的特殊待遇

neild 提议对 atom (即 struct{}) 进行特殊处理，使其可以直接作为值使用（如 Direction.North）。但这引起了 ianlancetaylor 等人的担忧：这种特殊规则是否会增加语言的复杂性和不一致性？如果不特殊处理，写 Direction{North: struct{}{}} 又实在太啰嗦了。