Go 1.21.0 新特性min 和 max 内置函数解析

1.介绍

Go 1.21.0 是 Go 语言的最新版本，它将在 2023 年 8 月发布，会带来了一些语言和工具的变化。其中一个值得关注的变化是增加了两个新的内置函数 min 和 max，用来对任意可比较类型进行最小值和最大值的操作。这是很常见的需求，现在有内置实现了。本文将介绍这两个函数的背景、规范、实现原理和使用示例。

1.1增加这两个函数的背景

在 Go 语言中，有很多情况需要对一组值进行最小值或最大值的操作，比如排序、统计、筛选等。然而，Go 语言没有提供直接的方法来实现这个功能，开发者需要自己编写循环来完成。（标准库 math 有对应的函数，但只支持接受 float64 类型。）

但这个确实很常见的需求。为此，Go 1.21.0 引入了两个新的内置函数 min 和 max，它们可以对任意可比较类型进行最小值或最大值的操作，无需编写循环或引入第三方库。

1.2长什么样？

根据 Go builtin 文档，min 和 max 的函数原型如下：

// The max built-in function returns the largest value of a fixed number of
// arguments of [cmp.Ordered] types. There must be at least one argument.
// If T is a floating-point type and any of the arguments are NaNs,
// max will return NaN.
func max[T cmp.Ordered](x T, y ...T) T// The min built-in function returns the smallest value of a fixed number of
// arguments of [cmp.Ordered] types. There must be at least one argument.
// If T is a floating-point type and any of the arguments are NaNs,
// min will return NaN.
func min[T cmp.Ordered](x T, y ...T) T

从函数原型可以看出，min 和 max 的参数和返回值都是同一种类型，必须是可比较的有序类型，比如整数、浮点数、字符串等。如果只有一个参数，它就是最小值或最大值。如果有多个参数，min 和 max 会根据 < 运算符来比较大小，并返回最小值或最大值。如果有多个相同的最小值或最大值，min 会返回最左边的一个，max 会返回最右边的一个。如果没有参数，或者参数不是有序类型，min 和 max 编译不通过。

2.这两个函数的实现原理

min 和 max 是内置函数，它们的实现是在编译器层面完成的，而不是在运行时。具体来说，它们是在编译器的 SSA (Static Single Assignment) 阶段进行转换的，将 min 和 max 的调用转换为对应的循环代码。这样做的好处是可以避免引入新的运行时函数，也可以让编译器有更多的优化空间。

具体的实现代码在 src/cmd/compile/internal/types2/builtins.go 中：（部分代码）

for i, a := range args {if a.mode == invalid {return}if !allOrdered(a.typ) {check.errorf(a, InvalidMinMaxOperand, invalidArg+"%s cannot be ordered", a)return}// The first argument is already in x and there's nothing left to do.if i > 0 {check.matchTypes(x, a)if x.mode == invalid {return}if !Identical(x.typ, a.typ) {check.errorf(a, MismatchedTypes, invalidArg+"mismatched types %s (previous argument) and %s (type of %s)", x.typ, a.typ, a.expr)return}if x.mode == constant_ && a.mode == constant_ {if constant.Compare(a.val, op, x.val) {*x = *a}} else {x.mode = value}}
}

可以看到，编译器将 min 的调用转换为一个循环，从第二个参数开始遍历切片，并与第一个参数比较大小，更新最小值/最大值变量。

3.使用示例

min 和 max 函数的使用非常简单，只需要将要比较的值作为参数传入即可。

下面是一些使用示例：（在线运行地址 https://go.dev/play/p/AQ6HD_gfame?v=gotip）

package mainimport ("fmt""math"
)func main() {// 比较整数fmt.Println(min(1, 2, 3)) // 1fmt.Println(max(1, 2, 3)) // 3// 比较浮点数fmt.Println(min(1.5, 2.5, 3.5)) // 1.5fmt.Println(max(1.5, 2.5, 3.5)) // 3.5// 浮点数包含 NaNfmt.Println(min(1.5, math.NaN(), 3.5)) // NaNfmt.Println(max(1.5, math.NaN(), 3.5)) // NaN// 比较字符串fmt.Println(min("apple", "banana", "cherry")) // applefmt.Println(max("apple", "banana", "cherry")) // cherry
}