Swift:协议

2018-07-21  本文已影响7人  伯wen

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协议 定义了一个蓝图，规定了用来实现某一特定任务或者功能的方法、属性，以及其他需要的东西。类、结构体或枚举都可以遵循协议，并为协议定义的这些要求提供具体实现。某个类型能够满足某个协议的要求，就可以说该类型遵循这个协议。

除了遵循协议的类型必须实现的要求外，还可以对协议进行扩展，通过扩展来实现一部分要求或者实现一些附加功能，这样遵循协议的类型就能够使用这些功能。

一、协议语法

protocol SomeProtocol {
    // 这里是协议的定义部分
}

struct SomeStructure: FirstProtocol, AnotherProtocol {
    // 这里是结构体的定义部分
}

class SomeClass: SomeSuperClass, FirstProtocol, AnotherProtocol {
    // 这里是类的定义部分
}

二、属性要求

协议可以要求遵循协议的类型提供特定名称和类型的实例属性或类型属性。
协议不指定属性是存储型属性还是计算型属性，它只指定属性的名称和类型。
此外，协议还指定属性是可读的还是可读可写的。

如果协议要求属性是可读可写的，那么该属性不能是常量属性或只读的计算型属性。
如果协议只要求属性是可读的，那么该属性不仅可以是可读的，如果代码需要的话，还可以是可写的。

protocol SomeProtocol {
    var mustBeSettable: Int { get set }
    var doesNotNeedToBeSettable: Int { get }
}

protocol AnotherProtocol {
    static var someTypeProperty: Int { get set }
}

protocol FullyNamed {
    var fullName: String { get }
}

struct Person: FullyNamed {
    var fullName: String
}
let john = Person(fullName: "John Appleseed")
// john.fullName 为 "John Appleseed"

class Starship: FullyNamed {
    var prefix: String?
    var name: String
    init(name: String, prefix: String? = nil) {
        self.name = name
        self.prefix = prefix
    }
    var fullName: String {
        return (prefix != nil ? prefix! + " " : "") + name
    }
}
var ncc1701 = Starship(name: "Enterprise", prefix: "USS")
// ncc1701.fullName 是 "USS Enterprise"

三、方法要求（Method Requirements）

protocol SomeProtocol {
    static func someTypeMethod()
}

protocol RandomNumberGenerator {
    func random() -> Double
}

class LinearCongruentialGenerator: RandomNumberGenerator {
    var lastRandom = 42.0
    let m = 139968.0
    let a = 3877.0
    let c = 29573.0
    func random() -> Double {
        lastRandom = ((lastRandom * a + c).truncatingRemainder(dividingBy:m))
        return lastRandom / m
    }
}
let generator = LinearCongruentialGenerator()
print("Here's a random number: \(generator.random())")
// 打印 “Here's a random number: 0.37464991998171”
print("And another one: \(generator.random())")
// 打印 “And another one: 0.729023776863283”

四、Mutating 方法要求

注意
实现协议中的 mutating 方法时，若是类类型，则不用写 mutating 关键字。而对于结构体和枚举，则必须写 mutating 关键字。

protocol Togglable {
    mutating func toggle()
}

enum OnOffSwitch: Togglable {
    case off, on
    mutating func toggle() {
        switch self {
        case .off:
            self = .on
        case .on:
            self = .off
        }
    }
}
var lightSwitch = OnOffSwitch.off
lightSwitch.toggle()
// lightSwitch 现在的值为 .on

五、构造器要求

protocol SomeProtocol {
    init(someParameter: Int)
}
1、协议构造器要求的类实现
class SomeClass: SomeProtocol {
    required init(someParameter: Int) {
        // 这里是构造器的实现部分
    }
}

注意
如果类已经被标记为 final，那么不需要在协议构造器的实现中使用 required 修饰符，因为 final 类不能有子类。

protocol SomeProtocol {
    init()
}

class SomeSuperClass {
    init() {
        // 这里是构造器的实现部分
    }
}

class SomeSubClass: SomeSuperClass, SomeProtocol {
    // 因为遵循协议，需要加上 required
    // 因为继承自父类，需要加上 override
    required override init() {
        // 这里是构造器的实现部分
    }
}
2、可失败构造器要求
protocol SomeClassPtorocol {
    init?()
}

class SomeClass {
    init() {}
}

class SubSomeClass: SomeClass {
    required override init() {}
}

六、协议作为类型

作为函数、方法或构造器中的参数类型或返回值类型
作为常量、变量或属性的类型
作为数组、字典或其他容器中的元素类型

注意
协议是一种类型，因此协议类型的名称应与其他类型（例如 Int，Double，String）的写法相同，使用大写字母开头的驼峰式写法

protocol RandomNumberGenerator {
    func random() -> Double
}

class Dice {
    let sides: Int
    let generator: RandomNumberGenerator
    init(sides: Int, generator: RandomNumberGenerator) {
        self.sides = sides
        self.generator = generator
    }
    func roll() -> Int {
        return Int(generator.random() * Double(sides)) + 1
    }
}

var d6 = Dice(sides: 6, generator: LinearCongruentialGenerator())
for _ in 1...5 {
    print("Random dice roll is \(d6.roll())")
}
// Random dice roll is 3
// Random dice roll is 5
// Random dice roll is 4
// Random dice roll is 5
// Random dice roll is 4

七、在扩展里添加协议遵循

注意
通过扩展令已有类型遵循并符合协议时，该类型的所有实例也会随之获得协议中定义的各项功能。

extension ViewController: UITableViewDataSource {
    func numberOfSections(in tableView: UITableView) -> Int {
        return 0
    }
    func tableView(_ tableView: UITableView, numberOfRowsInSection section: Int) -> Int {
        return 0
    }
    func tableView(_ tableView: UITableView, cellForRowAt indexPath: IndexPath) -> UITableViewCell {
        return UITableViewCell()
    }
}

extension ViewController: UITableViewDelegate {
    func tableView(_ tableView: UITableView, didSelectRowAt indexPath: IndexPath) {
        tableView.deselectRow(at: indexPath, animated: true)
    }
}

protocol TextRepresentable {
    var textualDescription: String { get }
}

extension Dice: TextRepresentable {
    var textualDescription: String {
        return "A \(sides)-sided dice"
    }
}

let d12 = Dice(sides: 12, generator: LinearCongruentialGenerator())
print(d12.textualDescription)
// 打印 “A 12-sided dice”

八、在扩展里声明采纳协议

struct Hamster {
    var name: String
    var textualDescription: String {
        return "A hamster named \(name)"
    }
}
extension Hamster: TextRepresentable {}

注意
即使满足了协议的所有要求，类型也不会自动遵循协议，必须显式地遵循协议。

let simonTheHamster = Hamster(name: "Simon")
let somethingTextRepresentable: TextRepresentable = simonTheHamster
print(somethingTextRepresentable.textualDescription)
// 打印 “A hamster named Simon”

九、协议类型的集合

let things: [TextRepresentable] = [d12, simonTheHamster]

for thing in things {
    print(thing.textualDescription)
}
// A 12-sided dice
// A hamster named Simon

十、协议的继承

protocol InheritingProtocol: SomeProtocol, AnotherProtocol {
    // 这里是协议的定义部分
}

protocol PrettyTextRepresentable: TextRepresentable {
    var prettyTextualDescription: String { get }
}

十一、类专属的协议

protocol SomeClassOnlyProtocol: class, SomeInheritedProtocol {
    // 这里是类专属协议的定义部分
}

注意
当协议定义的要求需要遵循协议的类型必须是引用语义而非值语义时，应该采用类类型专属协议

十二、协议合成

protocol Named {
    var name: String { get }
}
protocol Aged {
    var age: Int { get }
}
struct Person: Named, Aged {
    var name: String
    var age: Int
}
func wishHappyBirthday(to celebrator: Named & Aged) {
    print("Happy birthday, \(celebrator.name), you're \(celebrator.age)!")
}
let birthdayPerson = Person(name: "Malcolm", age: 21)
wishHappyBirthday(to: birthdayPerson)
// 打印 “Happy birthday Malcolm - you're 21!”

class Location {
    var latitude: Double
    var longitude: Double
    init(latitude: Double, longitude: Double) {
        self.latitude = latitude
        self.longitude = longitude
    }
}
class City: Location, Named {
    var name: String
    init(name: String, latitude: Double, longitude: Double) {
        self.name = name
        super.init(latitude: latitude, longitude: longitude)
    }
}
func beginConcert(in location: Location & Named) {
    print("Hello, \(location.name)!")
}

let seattle = City(name: "Seattle", latitude: 47.6, longitude: -122.3)
beginConcert(in: seattle)
// Prints "Hello, Seattle!"

十三、检查协议一致性

is 用来检查实例是否符合某个协议，若符合则返回 true，否则返回 false。
as? 返回一个可选值，当实例符合某个协议时，返回类型为协议类型的可选值，否则返回 nil。
as! 将实例强制向下转换到某个协议类型，如果强转失败，会引发运行时错误。

protocol HasArea {
    var area: Double { get }
}

class Circle: HasArea {
    let pi = 3.1415927
    var radius: Double
    var area: Double { return pi * radius * radius }
    init(radius: Double) { self.radius = radius }
}
class Country: HasArea {
    var area: Double
    init(area: Double) { self.area = area }
}

class Animal {
    var legs: Int
    init(legs: Int) { self.legs = legs }
}

let objects: [AnyObject] = [
    Circle(radius: 2.0),
    Country(area: 243_610),
    Animal(legs: 4)
]

for object in objects {
    if let objectWithArea = object as? HasArea {
        print("Area is \(objectWithArea.area)")
    } else {
        print("Something that doesn't have an area")
    }
}
// Area is 12.5663708
// Area is 243610.0
// Something that doesn't have an area

十四、可选的协议要求

* 协议可以定义可选要求，遵循协议的类型可以选择是否实现这些要求。
* 在协议中使用 `optional` 关键字作为前缀来定义可选要求。
* 可选要求用在你需要和 Objective-C 打交道的代码中。
* 协议和可选要求都必须带上 `@objc` 属性。
* 标记 `@objc` 特性的协议只能被继承自 Objective-C 类的类或者 `@objc` 类遵循，其他类以及结构体和枚举均不能遵循这种协议。

@objc protocol CounterDataSource {
    @objc optional func incrementForCount(count: Int) -> Int
    @objc optional var fixedIncrement: Int { get }
}

class Counter {
    var count = 0
    var dataSource: CounterDataSource?
    func increment() {
        if let amount = dataSource?.incrementForCount?(count) {
            count += amount
        } else if let amount = dataSource?.fixedIncrement {
            count += amount
        }
    }
}

class ThreeSource: NSObject, CounterDataSource {
    let fixedIncrement = 3
}

var counter = Counter()
counter.dataSource = ThreeSource()
for _ in 1...4 {
    counter.increment()
    print(counter.count)
}
// 3
// 6
// 9
// 12

十五、协议扩展

extension RandomNumberGenerator {
    func randomBool() -> Bool {
        return random() > 0.5
    }
}

let generator = LinearCongruentialGenerator()
print("Here's a random number: \(generator.random())")
// 打印 “Here's a random number: 0.37464991998171”
print("And here's a random Boolean: \(generator.randomBool())")
// 打印 “And here's a random Boolean: true”
1、提供默认实现

注意
通过协议扩展为协议要求提供的默认实现和可选的协议要求不同。虽然在这两种情况下，遵循协议的类型都无需自己实现这些要求，但是通过扩展提供的默认实现可以直接调用，而无需使用可选链式调用。

extension PrettyTextRepresentable  {
    var prettyTextualDescription: String {
        return textualDescription
    }
}
2、为协议扩展添加限制条件
extension Collection where Element: Equatable {
    func allEqual() -> Bool {
        for element in self {
            if element != self.first {
                return false
            }
        }
        return true
    }
}

注意
如果一个遵循的类型满足了为同一方法或属性提供实现的多个限制型扩展的要求， Swift 使用这个实现方法去匹配那个最特殊的限制。

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