Go语言中如何实现有限取值的类型安全枚举？

你当前基于string定义自定义枚举类型的写法存在天然漏洞：Go允许将与底层类型匹配的值直接转换为自定义类型，因此TShirt{"OutrageouslyLarge", "ImpossibleColor"}可以正常通过编译，无法拦截非法值。
要实现完全的类型安全，核心思路是限制枚举值的构造入口 + 限制结构体实例化入口，常见有两种可落地的实现方案：

方案一：低改造成本的运行时校验方案 #

如果不想改动现有枚举常量的定义，可以通过「私有化结构体字段 + 构造函数校验」的方式实现，非法值会在实例化阶段被拦截：

package tshirt

import "errors"

type Size string
const (
  Small  Size = "sm"
  Medium      = "md"
  Large       = "lg"
)

type Color string
const (
  Red   Color = "r"
  Green       = "g"
  Blue        = "b"
)

// 结构体字段改为非导出，外部无法直接赋值
type TShirt struct {
  size  Size
  color Color
}

// 导出Getter方法供外部读取属性
func (t TShirt) Size() Size { return t.size }
func (t TShirt) Color() Color { return t.color }

// 唯一的实例化入口，内置参数校验
func NewTShirt(size Size, color Color) (TShirt, error) {
  // 校验尺寸合法性
  validSizes := map[Size]struct{}{Small: {}, Medium: {}, Large: {}}
  if _, ok := validSizes[size]; !ok {
    return TShirt{}, errors.New("不支持的T恤尺寸")
  }
  // 校验颜色合法性
  validColors := map[Color]struct{}{Red: {}, Green: {}, Blue: {}}
  if _, ok := validColors[color]; !ok {
    return TShirt{}, errors.New("不支持的T恤颜色")
  }
  return TShirt{size: size, color: color}, nil
}

这种方案改造成本极低，原有枚举定义不需要调整。虽然外部依然可以声明var s Size = "非法值"这类变量，但无法用这些变量创建出合法的TShirt实例，完全满足需求。

方案二：编译期拦截的强类型安全方案 #

如果希望从根源上避免外部构造非法枚举值，可以通过「私有底层类型 + 接口标记 + 导出常量」的方式实现，非法传参在编译阶段就会被拦截：

package tshirt

import "errors"

// 非导出的底层类型，外部无法直接构造
type size int
// 导出的Size接口，带有私有标记方法，只有当前包能实现
type Size interface {
  isSize()
  String() string
}

func (s size) isSize() {}
func (s size) String() string {
  switch s {
  case Small:
    return "sm"
  case Medium:
    return "md"
  case Large:
    return "lg"
  default:
    return "unknown"
  }
}

// 仅导出合法的枚举常量
const (
  Small size = iota
  Medium
  Large
)

// Color的定义逻辑和Size完全一致
type color int
type Color interface {
  isColor()
  String() string
}
func (c color) isColor() {}
func (c color) String() string {
  switch c {
  case Red: return "r"
  case Green: return "g"
  case Blue: return "b"
  default: return "unknown"
  }
}
const (
  Red color = iota
  Green
  Blue
)

type TShirt struct {
  size Size
  color Color
}
func (t TShirt) Size() Size { return t.size }
func (t TShirt) Color() Color { return t.color }

func NewTShirt(size Size, color Color) (TShirt, error) {
  // 因为外部无法构造符合Size/Color接口的非法值，此处甚至可以省略校验
  return TShirt{size: size, color: color}, nil
}

这种方案的安全性更高：私有标记方法限制了只有当前包能实现Size/Color接口，外部能拿到的合法实例只有你预先导出的几个枚举常量，非法传参根本通不过编译。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者maerics