泛型是Go语言近年来最重要的特性之一，但是，很多开发者在使用泛型时，可能会对其中的某些语法感到困惑。特别是~int这样的写法，常常让人摸不着头脑。究竟这个波浪线~代表什么含义？它为什么存在？它又能为我们带来什么便利？

其实，~T表示“所有底层类型为T的类型”，而不仅仅是T本身，也就是近似类型。这种设计使得泛型函数能够接受具有相同底层类型的多种类型，从而增强了泛型的灵活性和实用性，同时保持了类型安全。

为什么需要~int？

在 Go 1.18 之前，如果你定义了一个类型别名type MyInt int，尽管MyInt的底层类型是int，但在类型系统中，MyInt和int是不同的类型。这导致了一个实际问题：当你编写一个泛型函数来处理所有整数类型时，自定义的整数类型会被排除在外。

func PrintInt[T int](v T) {
    fmt.Println(v)
}

func main() {
  type MyInt int
  var x MyInt = 10
  // 传统泛型约束无法处理MyInt
  PrintInt(x) // 编译错误
}

这就是~int要解决的问题。~T语法表示“所有底层类型为T的类型”，而不仅仅是T本身。

func PrintInt[T ~int](v T) {
    fmt.Println(v)
}
func main() {
    type MyInt int
    var x MyInt = 10
    // 使用~int约束可以处理MyInt
    PrintInt(x) // 正常工作，输出10
}

波浪线本质是类型集合

在Go泛型中，~int定义了一个类型集合，包含：

  • int本身
  • 所有底层类型为int的类型（如type MyInt int）
  • 所有底层类型为上述类型的类型（递归定义）

在其他编程语言中也有泛型，然而使用~标识近似类型，或许又是Go语言一贯的哲学，在严格类型安全和实际工程需求之间寻找平衡。

实际应用场景

1. 自定义类型处理

当你的库需要支持用户自定义的数值类型时，~int变得至关重要。用户可以使用type UserID int这样的定义，而你的泛型函数仍然能够处理它。

2. 类型约束组合

~int可以与其他约束组合使用：

type Numeric interface {
    ~int | ~float64
}

这样的接口约束可以接受任何底层类型为int或float64的类型。

3. 保持类型安全

与使用any或interface{}相比，~int提供了编译时类型检查。编译器能确保只有正确的类型被传入，避免了运行时的类型断言。

值得注意的复杂性

~符号的引入反映了Go对兼容性和实用性的考量。如果没有这个特性，泛型的实用性将大打折扣，用户要么被迫使用标准类型，要么需要复杂的类型转换。

但这一设计也带来了一些复杂性。开发者需要理解：

  • 底层类型（underlying type）的概念
  • 类型集合（type set）的思维模型
  • 编译时类型推导的规则

特别注意

  • ~符号只能用于基本类型或复合类型。

基本类型（如~int，~string）或复合类型（如~[]byte，~map[string]any，~func()，~struct{}）不能用于接口类型或未定义底层类型的类型。

例如，~interface{}是无效的。

  • 近似类型匹配的是确切的底层类型。

type MyInt int满足~int约束，但type MyIntSlice []MyInt并不满足 ~[]int约束。

因为MyIntSlice的底层类型是[]MyInt（而非[]int），因此无法匹配~[]int（要求底层类型严格等于[]int）

写在最后

Go中的近似类型是泛型系统的核心组成部分，它通过~T语法提供了匹配底层类型的强大能力。这种设计既保持了Go语言的简洁哲学，又提供了足够的表达能力来处理现实世界的类型复杂性。

~int虽然丰富了Go语言泛型中类型约束的灵活性，有点像Java中的 B extends A 向上转型。

但是在Java中，如果B extends A，那List<B>可以通配List<? extends A>。

而Go中，type MyIntSlice []MyInt并不满足~[]int约束。

（也许Go以后会支持[]~int来满足，你觉得呢? ）。