Swift 集合类新协议 Sequence

2021-11-04 本文已影响0人你duck不必呀

序列

序列代表一系列类型相同的元素，你可以对这些元素进行迭代

Sequence协议

Sequence协议是集合类型的基础，Swift中Sequence协议为序列提供了迭代的能力。Sequence 协议只要求实现makeIterator()方法,该方法返回一个迭代器Iterator；

public protocol Sequence {
  // 元素类型
  associatedtype Element 
  // 迭代器类型 == 元素类型
  associatedtype Iterator: IteratorProtocol where Iterator.Element == Element
  //迭代器
  __consuming func makeIterator() -> Iterator
  //...
}

迭代器

序列通过创建一个迭代器来提供对元素的访问。迭代器每次产生一个序列的值，并且当遍历序列时对遍历状态进行管理。在 IteratorProtocol 协议中唯一的一个方法是 next()，这个方法需要在每次被调用时返回序列中的下一个值。当序列被耗尽时，next() 返回 nil

public protocol IteratorProtocol {
  /// The type of element traversed by the iterator.
  associatedtype Element
  mutating func next() -> Element?
}

for循环的背后是编译器创建了一个迭代器，然后不断的调用next(),直到返回nil

// 猜测编译器实现 for
var iter = CustomIterator()
while let x = iter.next(){
        //...
}

看一个例子

自定义迭代器类型，遵守IteratorProtocol协议，不需要指明Element类型，编译器会从next的返回类新推断出Element的类型

自定义序列，遵守Sequence协议，同样不需要指明Element类型，编译器会从makeIterator的类型中推断出Element类型。

最后通过for-in 就能不断打印结果了

struct customProtocol:IteratorProtocol{
        //Element 可以省略，编译器会从next的返回类新推断出Element的类型
        //typealias Element = Int
    func next() -> Int? {
        return 1
    }
}
//...
struct customSequence: Sequence{
        //同样，编译器会从makeIterator的类型中推断出Element类型，不需要再次指明
    func makeIterator() -> some IteratorProtocol {
        customProtocol()
    }
}
//...
var customPrint = customSequence()
for i in customPrint{
    print(i) // 由于next返回1，所以这里会无限打印 
}

扩展的Sequence

上面的例子，除了能正常通过for - in遍历，还能进行其他操作（例如：map）这是因为系统对Sequence协议做了扩展extension，扩展后的协议支持以下操作：

map(:) 和flatMap(:) 对序列中的每个值转换生成新的序列
filter(:) 根据条件过滤元素
first：满足给定条件的最值
forEach：类似OC中的block枚举
drop 、dropFirst、dropLast 满足相反条件的切片操作
prefix、suffix 满足条件的切片操作

迭代器的值语义

在对一个序列进行for循环遍历的时候，底层默认实现是依赖迭代器，迭代器是一个struct类型，swift中的struct具有值语义；如果复制一份，两个迭代器分别在自己的范围工作，这是期望的结果

// strideToIterator是一个简单的迭代器
let seq = stride(from: 1, to: 5, by: 1)
var itr1 = seq.makeIterator()
var iter2 = iter
// iter和iter2调用结果互不影响
//iter 
iter.next() // Optional(1)
iter.next() // Optional(2)
//iter2 
iter2.next() // Optional(1)
iter2.next() // Optional(2)

枚举器

遵守Sequence协议的的类型，可以通过enumerated()将一个序列转换成另一个带有递增数字的新序列。

var customPrint = customSequence()
customPrint.enumerated()
//...
for (i,value) in customPrint.enumerated(){
    print(i,value)
}

子序列

subSequence 是Sequence的另一个关联类型，通过切片操作（split,prefix,suffix,drop等）会返回subSequence类型，自定义序列如果没有明确指明类新，系统会推断位AnySequence<Iterator.Element>类型（例如：字符串String，子类型subString）

子序列和原序列的类型一致，由于系统优化，在没有对子序列修改之前会复用原序列的内存空间

Swift 集合类新协议 Sequence

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