大家好，我是煎魚(yú)。

Go1.23 新版本中，在發(fā)布過(guò)程中爭(zhēng)議最大的新特性莫過(guò)于：迭代器（iterators）。

原本計(jì)劃先寫(xiě)一個(gè)這個(gè) proposal 的提出背景的，但沒(méi)想到，迭代器涉及的到 proposal 比較多，而且是由 rsc 親自負(fù)責(zé)。

總感覺(jué) rsc 早有預(yù)謀，在 Go1.23 蓄力一擊，搞完就撤了。

Go1.23 新特性：迭代器

提出過(guò)程

我能翻到的最早明確提出要加迭代器是在 discussions/54245[1] 中進(jìn)行了廣泛討論：

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隨后折騰了許久，最終 rsc 牽頭在 discussions/56413[2] 做了初步敲定：

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后面今年 《spec: add range over int, range over func》[3]，包含在 for-range int 和 function 中再次沖擊新特性：

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我就不一一列舉和解釋了。大家可以理解為比較折騰高密度講了很久。

為什么要做

根據(jù) Go 官方幾個(gè) issues 和 discussions 的說(shuō)法，匯總一下。具體緣由如下：

1. 其他編程語(yǔ)言有提供：大多數(shù)變成語(yǔ)言都提供了使用迭代器接口遍歷存儲(chǔ)在容器中的值的標(biāo)準(zhǔn)化方法。
2. Go 就差迭代器沒(méi)提供了：Go 提供了可用于 map、slices、stings、 array 和 channel 的 for range，但沒(méi)有為用戶編寫(xiě)的容器提供任何通用機(jī)制，也沒(méi)有提供迭代器接口。
3. 現(xiàn)在大家都各自為政：社區(qū)和官方最終采用了各種各樣的方法去實(shí)現(xiàn)類(lèi)似功能，每種實(shí)現(xiàn)都采用了在當(dāng)時(shí)情況下最合理的方法，但各自為政的決定卻給用戶帶來(lái)了許多困惑。

“容器” 指代的是什么

有同學(xué)會(huì)疑惑第一點(diǎn)中提到的容器是什么？

實(shí)際上指代的是：使用迭代器 “提供一種按順序訪問(wèn)聚合對(duì)象元素的方法，而無(wú)需暴露其底層表現(xiàn)”。

這句話中所說(shuō)的聚合對(duì)象就是上文中所提到的容器。聚合對(duì)象或容器只是一個(gè)包含其他值的值。

Go 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)里的各自實(shí)現(xiàn)

具體 Go 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中各自為政的。例如：

• runtime.CallersFrames：Frames.Next 方法。
• bufio.Scanner：Scanner.Scan 方法。
• database/sql.Rows：Rows.Scan 和配套 Rows.Next 方法。

有興趣的可以自己看一下函數(shù)調(diào)用或?qū)崿F(xiàn)。

平時(shí)寫(xiě)業(yè)務(wù)代碼都會(huì)接觸到。這里就不深入展開(kāi)了。

Go1.23 迭代器介紹

功能說(shuō)明

在 Go 1.23 中，將會(huì)同時(shí)支持用戶定義容器類(lèi)型的 for-range 和標(biāo)準(zhǔn)化形式的迭代器。

本次新版本中：

• 擴(kuò)展了 for/range 語(yǔ)句，使其支持對(duì)函數(shù)類(lèi)型的取值范圍。
• 添加了標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)類(lèi)型和函數(shù)，以支持將函數(shù)類(lèi)型用作迭代器。

后續(xù)通過(guò)新增的迭代器的標(biāo)準(zhǔn)定義，我們編寫(xiě)的函數(shù)可以順利地與不同的容器類(lèi)型配合使用。

有種可以循環(huán)遍歷萬(wàn)物的感覺(jué)。

迭代器的快速例子

以下是 Go1.23 中迭代器的一些基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)例子。

分別包含：?jiǎn)沃档骱投档鳌?/p>

前置知識(shí)：yield

在 Go 中，yield 關(guān)鍵字的引入使得函數(shù)可以像迭代器一樣工作。這一特性是在 Go 1.22 版本中被提出的，允許函數(shù)在執(zhí)行過(guò)程中暫時(shí)掛起，并返回一個(gè)或多個(gè)值。

這種機(jī)制與其他編程語(yǔ)言（如：Python）中的 yield 關(guān)鍵字有些相似，但在 Go 中實(shí)現(xiàn)的方式有所不同。

以下是關(guān)于 Go 中 yield 關(guān)鍵字的一些關(guān)鍵點(diǎn)：

• 功能：yield 關(guān)鍵字使得函數(shù)能夠在執(zhí)行時(shí)返回一個(gè)或多個(gè)值，并在下次調(diào)用時(shí)從上次返回的地方繼續(xù)執(zhí)行。這樣可以有效地處理大量數(shù)據(jù)而不需要一次性加載所有數(shù)據(jù)。
• 用法：在 Go 中，yield 并不是一個(gè)獨(dú)立的關(guān)鍵字，而是作為一種函數(shù)參數(shù)的形式出現(xiàn)。具體來(lái)說(shuō)，函數(shù)可以接受一個(gè) yield 函數(shù)作為參數(shù)，該函數(shù)負(fù)責(zé)接收生成的值并返回一個(gè)布爾值，指示是否繼續(xù)迭代。

例子一：?jiǎn)沃档鳎╥ter.Seq）

示例代碼如下：

import (
 "fmt"
 "iter"
)

func Stat(v int) iter.Seq[int] {
 return func(yield func(int) bool) {
  for i := v; i >= 0; i-- {
   if !yield(i) {
    return
   }
  }
 }
}

func main() {
 for v := range Stat(11) {
  fmt.Println(v)
 }
}

輸出結(jié)果：

11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0

例子二：二值迭代器（iter.Seq2）

示例代碼如下：

func Backward[E any](s []E "E any") iter.Seq2[int, E] {
 return func(yield func(int, E) bool) {
  for i := len(s) - 1; i >= 0; i-- {
   if !yield(i, s[i]) {
    return
   }
  }
 }
}

func main() {
 sl := []string{"腦子", "進(jìn)", "煎魚(yú)", "了"}
 for i, s := range Backward(sl) {
  fmt.Printf("%d: %s\n", i, s)
 }
}

輸出結(jié)果：

3: 了
2: 煎魚(yú)
1: 進(jìn)
0: 腦子

標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)內(nèi)的迭代器使用

slices

本次 Go1.23 在 slices 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中針對(duì)迭代器，新增了：slices.All、slices.Values、slices.Collect 方法。

函數(shù)簽名如下：

func All[Slice ~[]E, E any](s Slice "Slice ~[]E, E any") iter.Seq2[int, E]

func Values[Slice ~[]E, E any](s Slice "Slice ~[]E, E any") iter.Seq[E]

func Collect[E any](seq iter.Seq[E] "E any") []E

示例代碼如下：

func main() {
 s1 := []int{1, 2, 3}
 for k, v := range slices.All(s1) {
  fmt.Println("k:", k, "v:", v)
 }

 for v := range slices.Values(s1) {
  fmt.Println(v)
 }

 // slices.Collect 會(huì)將迭代器中的值收集到一個(gè)新的切片中并返回它
 s2 := slices.Collect(slices.Values([]int{1, 2, 3}))
 fmt.Println(s2)
}

輸出結(jié)果：

k: 0 v: 1
k: 1 v: 2
k: 2 v: 3
1
2
3
[1 2 3]

maps

maps 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中針對(duì)迭代器，新增了：maps.All、maps.Keys、maps.Values、 方法。

函數(shù)簽名如下：

func All[Map ~map[K]V, K comparable, V any](m Map "Map ~map[K]V, K comparable, V any") iter.Seq2[K, V]

func Keys[Map ~map[K]V, K comparable, V any](m Map "Map ~map[K]V, K comparable, V any") iter.Seq[K]

func Values[Map ~map[K]V, K comparable, V any](m Map "Map ~map[K]V, K comparable, V any") iter.Seq[V]

示例代碼如下：

func main() {
 m := map[string]int{
  "腦子": 1,
  "進(jìn)":  2,
  "煎魚(yú)": 3,
  "了":  4,
  "嗎":  5,
 }
 for k, v := range maps.All(m) {
  fmt.Println("k:", k, "v:", v)
 }

 for k := range maps.Keys(m) {
  fmt.Println(k)
 }

 for v := range maps.Values(m) {
  fmt.Println(v)
 }
}

輸出結(jié)果：

// maps.All
k: 嗎 v: 5
k: 腦子 v: 1
k: 進(jìn) v: 2
k: 煎魚(yú) v: 3
k: 了 v: 4

// maps.Keys
腦子
進(jìn)
煎魚(yú)
了
嗎

// maps.Values
3
4
5
1
2

總結(jié)

Go1.23 的迭代器引入，對(duì)于 Go 來(lái)講是一個(gè)重要的里程碑。雖然在社區(qū)上引來(lái)了國(guó)外社區(qū)的大量爭(zhēng)議。但也帶來(lái)了 for-loop 的完整體系的建設(shè)，提供了迭代器可遍歷萬(wàn)物的概念。