Go每日一库之173：Pie (高性能、类型安全的slice操作库)

在Go语言中，对slice和map是我们最常用的数据结构。比如，计算两个切片的交集、差集；判断切片中的元素是否都满足某个条件的等。我推荐大家使用这个包：[elliotchance/pie](https://github.com/elliotchance/pie)。

该包封装了对切片和map的常用操作,能满足工作中的大部分需求。比如计算切片的交集、差集；对切片中元素按条件过滤的Filter函数；对切片中元素进行数据转换的Each、Map函数等。

同时具有高性能、类型安全的特点。实现中对各函数的参数都做了类型的限制。比如Average函数就只能对整型和浮点型参数有效。

使用pie包的要求：

pie v2版本需要Go 1.18+。Go1.17及以下版本需要使用v1版本。

pie包的目标：

• 类型安全：无论是在v1版本还是v2版本的泛型中，都对类型做了限制，所以不会遇到运行时类型错误。
• 高性能：该库需要跟原生的Go实现一样快，否则该库封装就没有意义。
• Nil安全：该库的所有函数都能接收nil参数，并将其视为空切片，而不会引起panic。
• 对原切片无副作用：所有的函数对传入的切片参数都不会做修改。

使用示例

go 版本在1.18及以上，会使用pie/v2包，该包使用的是泛型。

package main

import (
    "fmt"
    "strings"

    "github.com/elliotchance/pie/v2"
)

func main() {

    name := pie.Of([]string{"Bob", "Sally", "John", "Jane"}).
    FilterNot(func(name string) bool {
        return strings.HasPrefix(name, "J")
    }).
    Map(strings.ToUpper).
    Last()

    fmt.Println(name) // "SALLY"
}

go1.17及以下版本需要使用pie/v1包。因为在1.17之前go还不支持泛型，所以函数只能针对特定类型的切片。在该v1包中，pie实际上是定义了一组类型切片。比如，代表string切片的pie.Strings类型。代表float64切片的pie.Float64s类型。那么该版本在使用时需要先定义切片的类型。如下：

package main

import (
    "fmt"
    "strings"

    "github.com/elliotchance/pie/pie"
)

func main() {
    var names pie.Strings //看pie的源码Strings的底层类型是[]string
    names = []string{"Bob", "Sally", "John", "Jane"}

    name := names.FilterNot(func(name string) bool {
        return strings.HasPrefix(name, "J")
    }).
    Map(strings.ToUpper).
    Last()

    fmt.Println(name) // "SALLY"
}

pie包支持的功能：

• 切片中的元素是否全部或任意一个满足指定的条件。
• All函数：判断切片中的元素是否都满足指定的条件。
• Any函数：判断切片中的元素只要有1个满足指定条件即可。
• 对切片元素进行排序功能。
• AreSorted函数：判断切片是否是有序的
• Sort函数：对切片元素进行排序。
• SortStableUsing函数：使用指定的条件对切片进行排序，并且具有稳定性。
• SortUsing函数
• 对切片中的元素去重。
• 判断切片中的元素是否不重复的AreUnique函数、去重函数Unique
• 对切片进行前、后截取。
• Bottom函数：取切片后n个元素
• Top函数：取切片前n个元素
• DropTop函数：丢掉切片的前n个元素，并返回剩余的元素切片
• 两个或多个切片之间的集合运算
• Diff函数：计算两个切片中的差集
• Intersect函数：计算两个或多个切片的交集
• 切片元素进行算数运算功能（只针对Integer和float类型的切片有效）。
• Max函数：返回切片中的最大元素
• Min函数：返回切片中的最小元素
• Product函数：对切片所有元素进行乘积运算
• Sum函数：对切片中所有元素进行求和运算
• Average函数：求所有元素的平均值
• 对切片中的元素进行数据转换功能：Each、Map、Filter、Flat、Reducer
• 针对map的操作：
• Keys函数：获取map的所有键
• Values函数：获取map的所有值

更多、更详细的功能请参考pie包的源码。

总结

pie包几乎把slice经常用到的功能都做了封装，可谓是给开发者节省了大量时间。同时，v2包利用了泛型中的类型限制，保证了类型的安全。在性能方面，该包采用了很多策略：在已知切片长度的情况下尽可能给slice分配固定长度的内存，减少在使用append时内存申请的次数；使用切片截取的形式，避免内存再次分配。