Go 1.25规范大扫除:移除“Core Types”,为更灵活的泛型铺路

本文永久链接 – https://tonybai.com/2025/03/27/remove-coretypes-from-go-spec

Go 1.18引入泛型无疑是Go语言发展史上的一个里程碑,它带来了类型参数、类型约束等强大的新特性。伴随这些特性,一个名为“核心类型”(Core Type)的抽象概念也被引入,旨在简化泛型初期的规范定义和编译器实现。

然而,随着社区对泛型理解的深入和实践的积累,“核心类型”带来的复杂性和局限性也逐渐显现。近日,Go团队在提案#70128中正式决定,并已在开发分支中实施:将在即将到来的Go 1.25版本(预计2025年8月发布)中,从Go语言规范中移除“核心类型”这一概念。这项看似底层的改动,实则对Go语言的简洁性、易学性以及未来发展具有深远意义。

关于Go 1.18泛型语法概念以及实现的详细说明,可以阅读我的《Go语言第一课》专栏中的“泛型篇”。

“核心类型”:泛型时代的权宜之计

在Go 1.18设计泛型时,为了快速有效地更新语言规范以适应类型参数,Go团队引入了“核心类型”。这里对当前版本Go规范中对Core Types的说明进行了截图如下:

Core Types概念的理解还是有门槛的,但结合泛型类型参数一起,简单来说就是:

  • 对于非类型参数的类型,其核心类型就是其底层类型
  • 对于类型参数,其核心类型是其类型集(Type Set)中所有类型共同拥有的**唯一*底层类型。如果类型集中类型的底层类型不唯一,则该类型参数没有核心类型。

例如,下面约束类型的核心类型是[]int:

interface{ ~[]int }

但对于下面约束类型Constraint:

type Constraint interface {
    ~[]byte | ~string
    Hash() uint64
}

由于其包含[]byte和string两种不同的底层类型,它便没有核心类型。

这种设计在当时起到了“快捷方式”的作用,许多原先依赖“底层类型”的规范规则被直接替换为依赖“核心类型”。这在一定程度上简化了泛型引入初期的工作量。

“权宜之计”带来的困扰

然而,“核心类型”作为一个抽象且有特定规则(尤其对channel、append、copy等有复杂调整)的概念,逐渐暴露出一些问题:

  1. 过度限制: 基于核心类型的规则往往比基于类型集的规则更严格。例如,根据Go 1.24的规范,对类型参数为P Constraint (上文定义的Constraint) 的变量进行切片操作 (s[i:j]) 是不允许的,因为Constraint没有核心类型,即使切片操作对[]byte和string本身都是合法的。
  2. 增加认知负担: 开发者,尤其是初学者,在理解某些非泛型代码相关的规范(如切片表达式)时,也不得不去理解“核心类型”这个泛型相关的概念,增加了学习曲线。
  3. 规则不一致感: 像索引(a[x])、len、cap等操作的规则是基于类型集设计的(检查操作对类型集中所有类型是否有效),这使得它们看起来像是语言规则中的“特例”,而基于核心类型的规则反倒成了“常态”。
  4. 阻碍未来发展: “核心类型”的存在,使得一些本可以自然推广到泛型的特性难以落地。例如,提案#48522 设想允许访问类型集中所有结构体都共享的字段 (x.f),但在核心类型的框架下显得格格不入。类似的,它也限制了更灵活的切片操作和类型推断改进的可能性。

Go 1.25的变革:回归清晰,拥抱未来

为了解决上述问题,Go 1.25选择了“移除核心类型”这条路径。具体的做法并非引入破坏性变更,而是:

  • 重写规范描述

将语言规范中所有依赖“核心类型”的地方,改用更明确、独立的语言来描述:对于涉及非泛型操作数的规则,回归到Go 1.18之前的、基于具体类型(如数组、切片、字符串、通道等)的描述方式。而对于涉及泛型操作数(类型为类型参数)的规则,添加专门的段落,清晰地阐述该操作在这种情况下需要满足的条件(通常是基于类型集的要求)。

  • 移除核心类型章节

从规范中彻底删除关于核心类型的定义和解释。

例如,内置函数close的规范描述,在Go 1.18后是:

For an argument ch with core type that is a channel…

而在 Go 1.25 中将回归到更简洁直观的形式(类似 Go 1.18 之前),并为泛型情况添加说明:

For a channel ch, the built-in function close(ch)…

If the type of the argument to close is a type parameter all types in its type set must be channels with the same element type. It is an error if any of those channels is a receive-only channel.

关键在于,这次变更旨在清理和简化规范,本身并不改变任何现有Go代码的行为,保证了100%的向后兼容性。同时,编译器输出的错误信息也将更新,不再提及令人困惑的“核心类型”,并有望在某些场景下提供更具体、指向性更强的错误提示。

对开发者的意义与未来展望

移除“核心类型”对 Go 开发者而言,短期和长期都带来了积极影响:

  • 更简洁的规范: Go 语言规范变得更加清晰、易于理解和学习,降低了心智负担。
  • 清晰的边界: 非泛型代码的行为可以独立于泛型概念来理解,逻辑更自洽。
  • 铺平道路: 这是最重要的一点。通过移除核心类型这个历史包袱和限制性框架,为未来Go语言在泛型领域引入更灵活、更强大的特性打开了大门。这包括:更灵活的泛型操作(如 #48522 提到的共享字段访问)、更强大的切片操作能力以及改进类型推断(如解决#69153 中的某些场景)。

值得注意的是,最初的讨论中曾考虑过伴随此次变更放宽一些语言规则(例如range对某些混合类型集的支持),但考虑到对现有工具链(如x/tools/ssa, vet分析器)的潜在影响以及某些场景下语义的复杂性(如range对[]byte和string的不同行为),Go团队最终决定本次Go 1.25的变更仅限于规范文本的清理和概念移除。这意味着,那些令人期待的语言灵活性提升,将作为独立的提案在未来版本中逐步引入。

小结

Go 1.25移除“核心类型”是一次重要的“技术债务”清理,它简化了语言规范,降低了开发者的学习成本,并且最关键的是,为Go 泛型的未来演进扫清了障碍。虽然它不直接改变现有代码的行为,但其长远影响值得每一位 Go 开发者关注。让我们期待一个规范更清晰、未来可能性更广阔的Go语言!

参考资料


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Go方法名的作用域:包级,但需间接调用

本文永久链接 – https://tonybai.com/2025/03/24/understand-methodname-scope

在Go语言中,作用域(Scope)决定了标识符(如变量、常量、函数、方法等)的可见范围。对于函数,我们熟知其包级作用域:包内任意位置可直接调用,首字母大写则可在包外调用。但对于方法名(Method Name),虽然其作用域同样是包级的,却需要间接调用——必须通过其关联类型(接收者类型)的实例来调用。本文将深入探讨这一关键区别,揭示Go方法名作用域的本质。

注:在《Go语言第一课》专栏的第11讲中有关于Go代码块与作用域的全面系统地讲解,欢迎小伙伴移步阅读。

函数:包级作用域,直接调用

Go语言中的函数具有包级作用域,并且可以被直接调用。这意味着:

  1. 包内任意位置直接调用: 在同一个包内的任何地方,都可以直接使用函数名来调用该函数,无需任何限定符。
  2. 包外调用(若导出): 如果函数名首字母大写(即导出),那么可以在其他包中通过包名.函数名的方式调用该函数。

下面是一个简单的示例(比较简单,无需解释):

package mypkg

import "fmt"

// 导出的函数
func ExportedFunc() {
    fmt.Println("Hello from ExportedFunc")
}

// 未导出的函数
func unexportedFunc() {
    fmt.Println("Hello from unexportedFunc")
}

func anotherFunc() {
    ExportedFunc()   // 直接调用,无需限定
    unexportedFunc() // 直接调用,无需限定
}

方法名:包级作用域,间接调用

Go语言规范中关于作用域的描述如下面截图所示:

我们看到,这里没有直接说明方法名具有什么级别作用域。那么我们是如何推导出方法具有包级作用域的特质呢?我们继续向下看。

方法等价的函数:包级作用域的体现

理解方法名作用域的关键在于,可以将方法“转换”为一个与之等价的普通函数。考虑以下方法:

package mypkg

type MyType int

func (m MyType) MyMethod() {}

可以将MyMethod“转换”成一个等价的函数:

package mypkg
type MyType int
func MyMethod(m MyType) {}

这个“转换”后的函数MyMethod具有明显的包级作用域,只是它需要一个MyType类型的参数才能调用。而原来的方法MyMethod则与MyType类型绑定,只能通过MyType类型的值或指针来调用。从这个等价性,我们可以推断出方法名本身也具有包级作用域。因为如果它不是包级的,那么等价的函数形式也无法在包内其他地方被引用。

但从其调用方式也可以明确推断出一点:方法不能像函数那样被直接调用,它必须通过与其关联的类型(接收者类型)的变量或指针来调用。

方法调用的形式:间接调用的体现

Go语言中,方法调用的几种形式都体现了其“间接调用”的特性:

  1. 通过接收者变量/指针调用:receiver.MethodName()这是最常见的形式。
  2. 方法表达式: Type.MethodName(receiver) 这种形式将类型本身作为“函数名”的一部分,但仍然需要一个接收者作为参数。
  3. 方法值: receiver.MethodName这种形式将方法绑定到一个接收者上,形成一个函数值,后续调用时仍需通过这个函数值(本质上还是通过接收者)。

无论哪种形式,都离不开接收者(receiver)。这与函数的直接调用形式(FunctionName())形成了鲜明对比。

包内、包外:可见性规则

方法名具有包级作用域。但其可见性(能否被调用)受到以下因素的影响:

  • 方法名本身的导出性: 首字母大写的方法(导出方法)可以在包外被调用(当然,前提是获得了接收者类型的实例)。首字母小写的方法(未导出方法)只能在包内被调用。
  • 接收者类型的可见性: 接收者类型的可见性影响在于:如果接收者类型是未导出的,那么其他包无法声明该类型的变量。但这并不代表其他包无法获得该类型的实例并调用其方法(稍后我会举例说明)

包内引用:需间接使用

即使在包内,方法名也不能被“随便”地直接引用。它仍然需要通过其关联类型或该类型的变量来间接使用,例如:

  • 方法表达式: MyType.MyMethod
  • 方法值: myVar.MyMethod (其中myVar是MyType类型的变量)
package mypkg

type MyType int
func (m MyType) MyMethod(){}

func anotherFunc(){
    // f := MyMethod //错误,不能直接引用
    f1 := MyType.MyMethod      // 正确:方法表达式
    var myVar MyType
    f2 := myVar.MyMethod       // 正确:方法值
    _ = f1
    _ = f2
}

那么未导出类型的导出方法是否可以在包外使用呢?我们来看下面这个示例:

示例:未导出类型的导出方法

// mypkg/mypkg.go
package mypkg

type unexportedType struct{} // 未导出的类型

// 导出的方法
func (u unexportedType) ExportedMethod() string {
    return "Hello from ExportedMethod"
}

// 工厂函数,返回未导出类型的实例
func NewUnexportedType() unexportedType {
    return unexportedType{}
}

//-------------
// main.go
package main

import (
    "fmt"
    "yourpath/mypkg"
)

func main() {
    //u := mypkg.unexportedType{}  // 错误!无法直接创建未导出类型的变量
    u := mypkg.NewUnexportedType() //通过工厂函数获得实例(但无法显式声明u的类型)
    result := u.ExportedMethod()      //正确。
    fmt.Println(result) // 输出 "Hello from ExportedMethod"
}

虽然unexportedType是未导出的类型,但是ExportedMethod是导出的方法。在main函数中,我们无法直接声明unexportedType类型的变量,但我们仍然可以通过工厂函数NewUnexportedType()以及短变量声明,来获得该未导出类型的实例,从而调用其导出的方法ExportedMethod。

注:在《Go导出标识符:那些鲜为人知的细节》一文中,对未导出类型的导出方法的调用还有详细说明。

小结:包级作用域,间接调用

Go方法名的作用域是包级的,但它需要通过接收者间接调用。这意味着:

  • 包内引用: 在包内,方法名需要通过其关联类型或该类型的变量来间接使用(方法表达式或方法值)。
  • 包内/包外调用: 必须通过接收者调用方法,不能像函数那样直接调用。
  • 包外调用条件: 只要方法名是导出的(首字母大写),并且能够获得接收者类型的实例(无论该类型是否导出,只要能获得实例),就可以在包外调用该方法。

理解Go 方法名“包级作用域,间接调用”的特性,对于编写清晰、可维护的Go代码至关重要。希望本文能够帮助你更深入地掌握这一概念。


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