《Swift从入门到精通》（二十）：不透明类型

2021-10-19 本文已影响0人萧1帅

不透明类型（Opaque Type）（学习笔记）

环境Xcode 11.0 beta4 swift 5.1

不透明类型可解决的问题

如下示例，打印一个图形

protocol Shape {
    func draw() -> String
}
//
struct Triangle: Shape {
    var size: Int
    func draw() -> String {
        var result = [String]()
        for length in 1...size {
            result.append(String(repeating: "*", count: length))
        }
        return result.joined(separator: "\n")
    }
}
let smallTriangle = Triangle(size: 3)
print(smallTriangle.draw())
// *
// **
// ***

可以通过上面使用泛型来翻转

struct FlippedShape<T: Shape>: Shape {
    var shape: T
    func draw() -> String {
        let lines = shape.draw().split(separator: "\n")
        return lines.reversed().joined(separator: "\n")
    }
}
let flippedTriangle = FlippedShape(shape: smallTriangle)
print(flippedTriangle.draw())
// ***
// **
// *

可以用上面的两个来组装一个图形

struct JoinedShape<T: Shape, U: Shape>: Shape {
    var top: T
    var bottom: U
    func draw() -> String {
        return top.draw() + "\n" + bottom.draw()
    }
}
let joinedTriangles = JoinedShape(top: smallTriangle, bottom: flippedTriangle)
print(joinedTriangles.draw())
// *
// **
// ***
// ***
// **
// *
// 对于 JoinedShape、 FlippedShape 不关心使用者，模型的公共接口由这两个操作组成，然后返回一个 Shape 类型值即可

返回不透明类型

可以将不透明类型看作泛型的反面，以下的函数返回类型要依据调用者
```
func max<T>(_ x: T, _ y: T) -> Where T: Comparable { ... }
```

下面的示例是返回一个梯形，但没有对外暴露底层的类型

struct Square: Shape {
    var size: Int
    func draw() -> String {
        let line = String(repeating: "*", count: size)
        let result = Array<String>(repeating: line, count: size)
        return result.joined(separator: "\n")
    }
}
// 此函数定义返回一个 some Shape 类型
func makeTrapezoid() -> some Shape {
    let top = Triangle(size: 2)
    let middle = Square(size: 2)
    let bottom = FlippedShape(shape: top)
    let trapezoid = JoinedShape(
        top: top,
        bottom: JoinedShape(top: middle, bottom: bottom)
    )
    return trapezoid
}
let trapezoid = makeTrapezoid()
print(trapezoid.draw())
// *
// **
// **
// **
// **
// *
// 结合不透明类型返回泛型
func flip<T: Shape>(_ shape: T) -> some Shape {
    return FlippedShape(shape: shape)
}
func join<T: Shape, U: Shape>(_ top: T, _ bottom: U) -> some Shape {
    JoinedShape(top: top, bottom: bottom)
}
let opaqueJoinedTriangles = join(smallTriangle, flip(smallTriangle))
print(opaqueJoinedTriangles.draw())
// *
// **
// ***
// ***
// **
// *

在用不透明作返回值时，所有可能的返回值必须是相同的类型，如下是错误的

func invalidFlip<T: Shape>(_ shape: T) -> some Shape {
    if shape is Square {
        return shape // Error: return types don't match
    }
    return FlippedShape(shape: shape) // Error: return types don't match
}
// 上面的用 Square 调用返回是 Square，其它情况返回的是 FlippedShape 类型
// 上面一种修复的方法是将 Square 的特殊情况移动到 FlippedShape 内部实现，这样就可以统一返回类型
struct FlippedShape<T: Shape>: Shape {
    var shape: T
    func draw() -> String {
        if shape is Square {
            return shape.draw()
        }
        let lines = shape.draw().split(separator: "\n")
        return lines.reversed().joined(separator: "\n")
    }
}

下面是将类型参数合并到返回值的底层类型中，且在下面示例中，返回值具有相同的底层类型 [T]，它仍然遵守了具有不透明类型函数返回的类型是单一类型的要求
```
func `repeat`<T: Shape>(shape: T, count: Int) -> some Collection {
    return Array<T>(repeating: shape, count: count)
}
```

不透明类型和协议类型的不同

两者非常相似，主要区别在于它们是否保留类型标识符；不透明类型指的是一种特定的类型，协议类型是可以引用作保符合协议的类型；一般来讲，协议类型在存储的值的
基础类型方面更灵活，而不透明类型使对这些基础类型做出更强的保证。以下是协议类型代替不透明类型

func protoFlip<T: Shape>(_ shape: T) -> Shape {
    return FlippedShape(shape: shape)
}
// 保留灵活性，可以返回多种类型
func protoFlip<T: Shape>(_ shape: T) -> Shape {
    if shape is Square {
        return shape
    }
    return FlippedShape(shape: shape)
}
let protoFlippedTriangle = protoFlip(smallTriangle)
let sameThing = protoFlip(smallTriangle)
protoFlippedTriangle == sameThing  // Error
// 上面一行是错的，因为协议没有实现 == 操作符，如果实现了还是错的，因为 == 操作符需要知道左边和右边参数，而通常这种操作符会有一个默认的 Self
// 与采用协议的任何具体类型匹配，但当使用协议作为类型时，给协议添加 Self 需求不准类型擦除发生
// 使用协议作为返回值增加了灵活性，但返回值的一些操作就不可用，如 == 使用协议类型作返回值无法保留特定类型信息

有关联类型的协议不能作为返回值

protocol Container {
    associatedtype Item
    var count: Int { get }
    subscript(i: Int) -> Item { get }
}
extension Array: Container { }
// Error: Protocol with associated types can't be used as a return type.
func makeProtocolContainer<T>(item: T) -> Container {
    return [item]
}
//
// Error: Not enough information to infer C.
func makeProtocolContainer<T, C: Container>(item: T) -> C {
    return [item]
}

不透明类型作为返回类型表达式

func makeOpaqueContainer<T>(item: T) -> some Container {
    return [item]
}
let opaqueContainer = makeOpaqueContainer(item: 12)
let twelve = opaqueContainer[0]
print(type(of: twelve))
// Prints "Int"
// 说明不透明类型和类型推断一起使用，传入12，可以推导出底层类型 [Int]

《Swift从入门到精通》（二十）：不透明类型

不透明类型（Opaque Type）（学习笔记）

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