理解 Swift 中的元类型：.Type 与 .self

2018-11-26 本文已影响248人没故事的卓同学

元类型

元类型就是类型的类型。
比如我们说 5 是 Int 类型，此时 5 是 Int 类型的一个值。但是如果我问 Int 类型占用多少内存空间，这个时候与具体某个值无关，而和类型的信息相关。如果要写一个函数，返回一个类型的实例内存空间大小。那么这个时候的参数是一个类型数据，这个类型数据可以是直接说明的比如是 Int 类型，也可以从一个值身上取，比如 5 这个值的类型。这里的类型数据，就是一个类型的类型，术语表述为元类型：metaType。

.Type 与 .self

Swift 中的元类型用 .Type 表示。比如 Int.Type 就是 Int 的元类型。
类型与值有着不同的形式，就像 Int 与 5 的关系。元类型也是类似，.Type 是类型，类型的 .self 是元类型的值。

let intMetatype: Int.Type = Int.self

可能大家平时对元类型使用的比较少，加上这两个形式有一些接近，一个元类型只有一个对应的值，所以使用的时候常常写错：

 types.append(Int.Type)
 types.append(Int.self)

如果分清了 Int.Type 是类型的名称，不是值就不会再弄错了。因为你肯定不会这么写：

 numbers.append(Int)

AnyClass

获得元类型后可以访问静态变量和静态方法。其实我们经常使用元类型，只是有时 Xcode 帮我们隐藏了这些细节。比如我们经常用的 tableView 的一个方法：

func register(AnyClass?, forCellReuseIdentifier: String)

tableView.register(UITableViewCell.self, forCellReuseIdentifier: "cell")

这里的 AnyClass 其实就是一个元类型：

typealias AnyClass = AnyObject.Type

通过上面的定义我们可以知道，AnyClass 就是一个任意类型元类型的别名。
当我们访问静态变量的时候其实也是通过元类型的访问的，只是 Xcode 帮我们省略了 .self。下面两个写法是等价的。如果可以不引起歧义，我想没人会愿意多写一个 self。

Int.max
Int.self.max

type(of:) vs .self

前面提到通过 type(of:) 和 .self都可以获得元类型的值。那么这两种方式的区别是什么呢？

let instanceMetaType: String.Type = type(of: "string")
let staicMetaType: String.Type = String.self

.self 取到的是静态的元类型，声明的时候是什么类型就是什么类型。type(of:) 取的是运行时候的元类型，也就是这个实例的类型。

let myNum: Any = 1 
type(of: myNum) // Int.type

Protocol

很多人对 Protocol 的元类型容易理解错。Protocol 自身不是一个类型，只有当一个对象实现了 protocol 后才有了类型对象。所以 Protocol.self 不等于 Protocol.Type。如果你写下面的代码会得到一个错误：

protocol MyProtocol { }
let metatype: MyProtocol.Type = MyProtocol.self

正确的理解是 MyProtocol.Type 也是一个有效的元类型，那么就需要是一个可承载的类型的元类型。所以改成这样就可以了：

struct MyType: MyProtocol { }
let metatype: MyProtocol.Type = MyType.self

那么 Protocol.self 是什么类型呢？为了满足你的好奇心苹果为你造了一个类型：

let protMetatype: MyProtocol.Protocol = MyProtocol.self

一个实战

为了让大家能够熟悉元类型的使用我举一个例子。
假设我们有两个 Cell 类，想要一个工厂方法可以根据类型初始化对象。下面是两个 Cell 类：

protocol ContentCell { }

class IntCell: UIView, ContentCell {
    required init(value: Int) {
        super.init(frame: CGRect.zero)
    }
    
    required init?(coder aDecoder: NSCoder) {
        fatalError("init(coder:) has not been implemented")
    }
}

class StringCell: UIView, ContentCell {
    required init(value: String) {
        super.init(frame: CGRect.zero)
    }
    
    required init?(coder aDecoder: NSCoder) {
        fatalError("init(coder:) has not been implemented")
    }
}

工厂方法的实现是这样的：

func createCell(type: ContentCell.Type) -> ContentCell? {
    if let intCell = type as? IntCell.Type {
        return intCell.init(value: 5)
    } else if let stringCell = type as? StringCell.Type {
        return stringCell.init(value: "xx")
    }
    return nil
}

let intCell = createCell(type: IntCell.self)

当然我们也可以使用类型推断，再结合泛型来使用：

func createCell<T: ContentCell>() -> T? {
    if let intCell = T.self as? IntCell.Type {
        return intCell.init(value: 5) as? T
    } else if let stringCell = T.self as? StringCell.Type {
        return stringCell.init(value: "xx") as? T
    }
    return nil
}

// 现在就根据返回类型推断需要使用的元类型
let stringCell: StringCell? = createCell()

在 Reusable 中的 tableView 的 dequeue 采用了类似的实现：

func dequeueReusableCell<T: UITableViewCell>(for indexPath: IndexPath, cellType: T.Type = T.self) -> T
    where T: Reusable {
      guard let cell = self.dequeueReusableCell(withIdentifier: cellType.reuseIdentifier, for: indexPath) as? T else {
        fatalError("Failed to dequeue a cell")
      }
      return cell
  }

dequeue 的时候就可以根据目标类型推断，不需要再额外声明元类型：

 class MyCustomCell: UITableViewCell, Reusable 
tableView.register(cellType: MyCustomCell.self)

let cell: MyCustomCell = tableView.dequeueReusableCell(for: indexPath)

Reference

Whats Type And Self Swift Metatypes
ANYCLASS，元类型和 .SELF

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