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Golang仿函式實現方法及效率測試

在C++ STL中,仿函式(functors)被大量用作改變演算法的內在行為。
由於Golang不支援泛型,所以沒法像C++那樣靈活的使用仿函式。但是Golang有interface,函式是”一等公民”(可賦值給指定型別變數),因此,在Golang中實際上也可以像仿函式那樣,通過具有相同引數和返回值的方法宣告的不同物件,實現行為的差異化。
下面,詳細講述,Golang中的實現方法:
以下通過不同方法實現 Lesser(int,int)bool 和 Greater(int,int)bool的不同行為舉例。
1. 通過interface實現

type Comparer interface
{ F(left, right int) bool } //create cmp object by name func CreateComparer(cmpName string) (r Comparer) { switch cmpName { case "": //default Lesser fallthrough case "Lesser": r = Lesser{} case "Greater": r = Greater{} default: //unsupport name panic
(cmpName) } return } //Lesser type Lesser struct{} func (this Lesser) F(left, right int) (ok bool) { ok = left < right return } //Greater type Greater struct{} func (this Greater) F(left, right int) (ok bool) { ok = right < left return }

2.通過函式物件實現

type CmpFunc func
(left, right int) bool //create cmp object by name func GetCmpFunc(cmpName string) (r CmpFunc) { switch cmpName { case "": //default Lesser fallthrough case "Lesser": r = Less case "Greater": r = Great default: //unsupport name panic(cmpName) } return } //Lesser func Less(left, right int) (ok bool) { ok = left < right return } //Greater func Great(left, right int) (ok bool) { ok = right < left return }

3.通過轉調物件實現

type CmpObj byte

const (
    CMP_LESS CmpObj = iota
    CMP_GREAT
)

func (me CmpObj) F(left, right int) (ok bool) {
    switch me {
    case CMP_LESS:
        ok = Less(left, right)
    case CMP_GREAT:
        ok = Great(left, right)
    default:
        panic(me)
    }
    return
}

以下是3種方法的效率測試:

var (
    cmp1 = CreateComparer("Lesser")
    cmp2 = GetCmpFunc("Lesser")
    cmp3 = CMP_LESS
    N    = 100000000
)

func TestSize(t *testing.T) {
    fmt.Println("Interface", unsafe.Sizeof(cmp1))
    fmt.Println("Func", unsafe.Sizeof(cmp2))
    fmt.Println("Obj", unsafe.Sizeof(cmp3))
}

func Benchmark_Interface(b *testing.B) {
    for i := 0; i < N; i++ {
        cmp1.F(1, 2)
    }
}
func Benchmark_Func(b *testing.B) {
    for i := 0; i < N; i++ {
        cmp2(1, 2)
    }
}
func Benchmark_Obj(b *testing.B) {
    for i := 0; i < N; i++ {
        cmp3.F(1, 2)
    }
}

//Interface 16
//Func 8
//Obj 1
//Benchmark_Interface-4     1000000000           0.55 ns/op
//Benchmark_Func-4          2000000000           0.19 ns/op
//Benchmark_Obj-4           2000000000           0.24 ns/op

結論如下:
用interface實現多型,會佔用兩個指標(16位元組空間) 執行效率上 大概慢一倍
使用函式指標 佔用1個指標(8位元組) 執行效率最高 但使用起來不夠靈活
使用轉調物件 只需要1個位元組 執行效率跟函式指標差不多

推薦使用第三種方法(轉調物件)的方法,使用數值列舉標識多路分發邏輯,效率上幾乎沒有損失,對外部引用物件的空間需求也比較小。

我將以上測試程式碼放在這裡,歡迎查閱:
https://github.com/vipally/glab/blob/master/lab5/lab5_test.go