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Swift ——协议

2016-02-18  本文已影响641人  666真666

协议语法

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

实现协议

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

拥有父类的类在采纳协议时，应该将父类名放在协议名之前，以逗号分隔：

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

协议的属性要求

协议通常用 var 关键字来声明变量属性，在类型声明后加上 { set get } 来表示属性是可读可写的，只读属性则用 { get } 来表示：

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

在协议中定义类型属性时，总是使用 static 关键字作为前缀。当类类型采纳协议时，除了 static 关键字，还可以使用 class 关键字来声明类型属性：

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

协议的方法要求

协议里的方法，像普通方法一样放在协议的定义中，但是不需要大括号和方法体。可以在协议中定义具有可变参数的方法，和普通方法的定义方式相同。但是，不支持为协议中的方法的参数提供默认值。

protocol RandomNumberGenerator {
    func random() -> Double
}

在协议中定义类方法的时候，总是使用 static 关键字作为前缀。当类类型采纳协议时，除了 static 关键字，还可以使用 class 关键字作为前缀：

protocol SomeProtocol {
    static func someTypeMethod()
}

Mutating方法要求

结构体和枚举是值类型。默认情况下，值类型的属性不能在它的实例方法中被修改。

但是，如果你确实需要在某个特定的方法中修改结构体或者枚举的属性，你可以为这个方法选择可变(mutating)行为，然后就可以从其方法内部改变它的属性；并且这个方法做的任何改变都会在方法执行结束时写回到原始结构中。方法还可以给它隐含的self属性赋予一个全新的实例，这个新实例在方法结束时会替换现存实例。

要使用可变方法，将关键字mutating 放到方法的func关键字之前就可以了：

struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
    mutating func moveByX(deltaX: Double, y deltaY: Double) {
        x += deltaX
        y += deltaY
    }
}

注意：不能在结构体类型的常量（a constant of structure type）上调用可变方法，因为其属性不能被改变，即使属性是变量属性。
在可变方法中给 self 赋值(Assigning to self Within a Mutating Method)

可变方法能够赋给隐含属性self一个全新的实例，这个新实例在方法结束时会替换现存的实例。上面Point的例子可以用下面的方式改写：

struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
    mutating func moveByX(deltaX: Double, y deltaY: Double) {
        self = Point(x: x + deltaX, y: y + deltaY)
    }
}

有时需要在方法中改变方法所属的实例。例如，在值类型（即结构体和枚举）的实例方法中，将 mutating 关键字作为方法的前缀，写在 func 关键字之前，表示可以在该方法中修改它所属的实例以及实例的任意属性的值。

如果你在协议中定义了一个实例方法，该方法会改变采纳该协议的类型的实例，那么在定义协议时需要在方法前加 mutating 关键字。这使得结构体和枚举能够采纳此协议并满足此方法要求。

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()
}

当使用枚举或结构体来实现 Togglable 协议时，需要提供一个带有 mutating 前缀的 toggle() 方法。

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

构造器要求

协议可以要求采纳协议的类型实现指定的构造器。你可以像编写普通构造器那样，在协议的定义里写下构造器的声明，但不需要写花括号和构造器的实体：

protocol SomeProtocol {
    init(someParameter: Int)
}

构造器要求在类中的实现

你可以在采纳协议的类中实现构造器，无论是作为指定构造器，还是作为便利构造器。无论哪种情况，你都必须为构造器实现标上 required 修饰符：

class SomeClass: SomeProtocol {
    required init(someParameter: Int) {
        // 这里是构造器的实现部分
    }
}

使用 required 修饰符可以确保所有子类也必须提供此构造器实现，从而也能符合协议。

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。

协议作为类型

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，例如（FullyNamed 和 RandomNumberGenerator）。

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
    }
}

generator常量的类型为RandomNumberGenerator，RandomNumberGenerator是一个协议，该常量属性可以是任何实现了RandomNumberGenerator的实例

委托（代理）模式

委托是一种设计模式，它允许类或结构体将一些需要它们负责的功能委托给其他类型的实例。委托模式的实现很简单：定义协议来封装那些需要被委托的功能，这样就能确保采纳协议的类型能提供这些功能。委托模式可以用来响应特定的动作，或者接收外部数据源提供的数据，而无需关心外部数据源的类型。

定义代理
protocol DiceGameDelegate {
func gameDidStart(game: DiceGame)
func game(game: DiceGame, didStartNewTurnWithDiceRoll diceRoll:Int)
func gameDidEnd(game: DiceGame)
}

class SnakesAndLadders: DiceGame {
    let finalSquare = 25
    let dice = Dice(sides: 6, generator: LinearCongruentialGenerator())
    var square = 0
    var board: [Int]
    init() {
        board = [Int](count: finalSquare + 1, repeatedValue: 0)
        board[03] = +08; board[06] = +11; board[09] = +09; board[10] = +02
        board[14] = -10; board[19] = -11; board[22] = -02; board[24] = -08
   }
    var delegate: DiceGameDelegate?
    func play() {
        square = 0
        delegate?.gameDidStart(self)
        gameLoop: while square != finalSquare {
            let diceRoll = dice.roll()
            delegate?.game(self, didStartNewTurnWithDiceRoll: diceRoll)
            switch square + diceRoll {
            case finalSquare:
                break gameLoop
            case let newSquare where newSquare > finalSquare:
                continue gameLoop
            default:
                square += diceRoll
                square += board[square]
            }
        }
        delegate?.gameDidEnd(self)
    }
}

class DiceGameTracker: DiceGameDelegate {
    var numberOfTurns = 0
    func gameDidStart(game: DiceGame) {
        numberOfTurns = 0
        if game is SnakesAndLadders {
            print("Started a new game of Snakes and Ladders")
        }
        print("The game is using a \(game.dice.sides)-sided dice")
    }
    func game(game: DiceGame, didStartNewTurnWithDiceRoll diceRoll: Int) {
        ++numberOfTurns
        print("Rolled a \(diceRoll)")
    }
    func gameDidEnd(game: DiceGame) {
        print("The game lasted for \(numberOfTurns) turns")
    }
}

通过扩展添加协议一致性

即便无法修改源代码，依然可以通过扩展令已有类型采纳并符合协议。扩展可以为已有类型添加属性、方法、下标以及构造器，因此可以符合协议中的相应要求。
通过扩展令已有类型采纳并符合协议时，该类型的所有实例也会随之获得协议中定义的各项功能。
protocol TextRepresentable {
var textualDescription: String { get }
}
可以通过扩展，令先前提到的 Dice 类采纳并符合 TextRepresentable 协议：

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

通过扩展采纳协议

当一个类型已经符合了某个协议中的所有要求，却还没有声明采纳该协议时，可以通过空扩展体的扩展来采纳该协议：

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

即使满足了协议的所有要求，类型也不会自动采纳协议，必须显式地采纳协议。

协议的继承

协议能够继承一个或多个其他协议，可以在继承的协议的基础上增加新的要求。协议的继承语法与类的继承相似，多个被继承的协议间用逗号分隔：

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

类类型专属协议

你可以在协议的继承列表中，通过添加 class 关键字来限制协议只能被类类型采纳，而结构体或枚举不能采纳该协议。class 关键字必须第一个出现在协议的继承列表中，在其他继承的协议之前：

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

协议合成

有时候需要同时采纳多个协议，你可以将多个协议采用 protocol<SomeProtocol, AnotherProtocol> 这样的格式进行组合，称为 协议合成（protocol composition）。你可以在 <> 中罗列任意多个你想要采纳的协议，以逗号分隔。

protocol Named {
    var name: String { get }
}
protocol Aged {
    var age: Int { get }
}
struct Person: Named, Aged {
    var name: String
    var age: Int
}
func wishHappyBirthday(celebrator: protocol<Named, Aged>) {
    print("Happy birthday \(celebrator.name) - you're \(celebrator.age)!")
}

协议合成并不会生成新的、永久的协议类型，而是将多个协议中的要求合成到一个只在局部作用域有效的临时协议中。

检查协议一致性

你可以使用类型转换中描述的 is 和 as 操作符来检查协议一致性，即是否符合某协议，并且可以转换到指定的协议类型。检查和转换到某个协议类型在语法上和类型的检查和转换完全相同：

协议扩展

协议可以通过扩展来为采纳协议的类型提供属性、方法以及下标的实现。通过这种方式，你可以基于协议本身来实现这些功能，而无需在每个采纳协议的类型中都重复同样的实现，也无需使用全局函数。

例如，可以扩展 RandomNumberGenerator 协议来提供 randomBool() 方法。该方法使用协议中定义的 random() 方法来返回一个随机的 Bool 值：

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

通过协议扩展，所有采纳协议的类型，都能自动获得这个扩展所增加的方法实现，无需任何额外修改

提供默认实现

可以通过协议扩展来为协议要求的属性、方法以及下标提供默认的实现。如果采纳协议的类型为这些要求提供了自己的实现，那么这些自定义实现将会替代扩展中的默认实现被使用。

为协议扩展添加限制条件

在扩展协议的时候，可以指定一些限制条件，只有采纳协议的类型满足这些限制条件时，才能获得协议扩展提供的默认实现。这些限制条件写在协议名之后，使用 where 子句来描述，正如Where子句)中所描述的。

例如，你可以扩展 CollectionType 协议，但是只适用于集合中的元素采纳了 TextRepresentable 协议的情况：

extension CollectionType where Generator.Element: TextRepresentable {
    var textualDescription: String {
        let itemsAsText = self.map { $0.textualDescription }
        return "[" + itemsAsText.joinWithSeparator(", ") + "]"
    }
}

如果多个协议扩展都为同一个协议要求提供了默认实现，而采纳协议的类型又同时满足这些协议扩展的限制条件，那么将会使用限制条件最多的那个协议扩展提供的默认实现。

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