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泛型和元编程的模型:Java, Go, Rust, Swift, D等

在程序设计的时候,我们通常希望使用同样的数据结构或算法,就可以处理许多不同类型的元素,比如通用的List或只需要实现compare函数的排序算法。对于这个问题,不同的编程语言已经提出了各种各样的解决方案:从只是提供对特定目标有用的通用函数(如C,Go),到功能强大的图灵完备的通用系统(如Rust,C++)。在本文中,我将带你领略不同语言中的泛型系统以及它们是如何实现的。我将从C这样的不具备泛型系统的语言如何解决这个问题开始,然后分别展示其他语言如何在不同的方向上逐渐添加扩展,从而发展出各具特色的泛型系统。 泛型是元编程领域内通用问题的简单案例:编写可以生成其他程序的程序。我将描述三种不同的完全通用的元编程方法,看看它们是如何在泛型系统空的不同方向进行扩展:像Python这样的动态语言,像Template Haskell这样的过程宏系统,以及像Zig和Terra这样的阶段性编译。

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