Swift Type-Erased(类型擦除)

泛型编程对现代软件开发有着不可忽视的作用,我们希望在 protocol 中加入 associated types ,但是令人不愉快的是编译器似乎总是闹别扭。 在 swift 中 类型擦除 是一种不错地将 associated types 转化为 generic constraints 的方法。

面向协议的编程在 swift 中是非常提倡的对吧? 我的意思是甚至是在 WWDC 会议期间,人们呐喊出:"Protocols are awesome!"。他们让你定义接口,允许你忽略那些接口的实现。在 Swift 的世界中,如果我们将协议称之为国王,那么泛型则可以视作皇后,所谓一山不容二虎,当我们把这两者结合起来使用的时候,似乎会遇到极大的困难。那么是否有一种方法,能够将这两个概念结合在一起,以便让它们成为我们前进道路上的垫脚石,而不是碍手碍脚的呢?答案是有的,这里我们将会使用到类型擦除 (Type Erasure) 这个强大的特性。

具体类型与抽象类型

当你开始学习一门编程语言的时候,你很有可能是从 string、int 或者 float 开始学习的:这些都是所谓的「具体类型 (concrete type)」,也就是编译器能够在编译时确定此类型所占的空间大小——这使得编译器对具体类型的处理非常友好。如果某个类型可以被初始化——也就是说您可以调用它的初始化方法——那么就说明它是一个具体类型。

另外一种类型就是「抽象类型 (abstract type)」( 也被称为存在类型 (existential) )。对于抽象类型来说,编译器无法知道这个类型的确切功能。当编译器处理抽象类型的时候,它无法知晓其所占的空间大小;甚至可能会认为这个类型是不存在的。事实上,您很可能见到过这样的错误描述「我无法为您找寻到此类型」。

在 Swift 当中,抽象类型的普遍表述方式使用 associatedType 来描述的,之前我们是使用 typealias 来定义的,此外泛型 <T> 同样也是一个抽象类型。如果编译器无法在编译时知晓类型的所占空间大小,或者您无法将其初始化,也就是说您没办法调用它的 init 的方法:那么就说明这个类型很可能是抽象类型。

什么是 Swift 中的类型擦除?

有很多地方会用到类型擦除,并且它们的作用的各不相同。在 Java 当中,它用来让编译器知晓其相关内容,它会抹除 <T> 的存在,然后用一个具体类型将其替代。在 Swift 当中,我们不必处理这些琐事,我们可以自行实现——有很多您可以选择的实现方式。对于类型擦除来说,绝大多数语言当中的基本概念是相同的,但是在 Swift 当中,它解决了这个问题。

遇到的问题

假设我们简单的定义一个口袋妖怪的协议:


protocol Pokemon {
    associatedtype Power //每个口袋妖怪都有自己的属性 但是属性是一个抽象的类 (可以是🔥 ⚡️...)
    func attack() -> Power //攻击
}

//电属性的皮卡丘
struct Pikachu: Pokemon {
    func attack() -> 🌩 {
        return 🌩()
    }
}

//火属性的喷火龙
struct Charmander: Pokemon {
    func attack() -> 🔥 {
        return 🔥()
    }
}

// 属性类型
struct 🔥 { }
struct 🌩 { }

看起来好像没啥问题,接下来我们开始让口袋妖怪攻击吧,

let pokemon: Pokemon = Pikachu()
pokemon.attack()

Oh,fuck 编译器报错了!

failedImg
failedImg

解决办法

这时候就需要 类型擦除 了,我们想用一个抽象的 Pokemon 类型 来代替 Pikachu 类型:

struct AnyPokemon<Power>: Pokemon {
    
    // 我们需要保存 properties 和 functions
    // Pokemon protocol 将会用到
    private let _attack: () -> Power
    
    init<P: Pokemon where P.Power == Power>(_ pokemon: P) {
        _attack = pokemon.attack
    }
    
    func attack() -> Power {
        // using the original Pokemon's attack implementation
        return _attack()
    }
}
 
let firePowerPokemon = AnyPokemon<🔥>(Charmander())
// 现在我们丢失了喷火龙的属性信息
// firePowerPokemon 可以是任何火属性的口袋妖怪
firePowerPokemon.attack() //🔥

解决方法升级

现在还有一个更简单的方式来解决 associated types 的问题:

struct AnyPokemon<P: Pokemon>: Pokemon {
    
    private let pokemon: P
    
    init(_ pokemon: P) {
        self.pokemon = pokemon
    }
    
    func attack() -> P.Power {
        return pokemon.attack()
    }
}
 
// 使用
let pokemon = AnyPokemon(Pikachu())
pokemon.attack()

但很可惜,这不是 类型擦除

参考文章地址:https://realm.io/news/altconf-hector-matos-type-erasure-magic/

http://krakendev.io/blog/generic-protocols-and-their-shortcomings

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,524评论 5 460
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,869评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,813评论 0 320
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,210评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,085评论 4 355
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,117评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,533评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,219评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,487评论 1 290
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,582评论 2 309
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,362评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,218评论 3 312
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,589评论 3 299
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,899评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,176评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,503评论 2 341
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,707评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容

  • 在实际编程中,很多时候,我们都需要使用比Int,String这类简单类型更复杂的类型,例如,需要两个Double表...
    AKyS佐毅阅读 1,817评论 0 6
  • 转载自:https://github.com/Tim9Liu9/TimLiu-iOS[https://github...
    香橙柚子阅读 8,346评论 0 35
  • 这是一次不正常的假期,原因是——雾霾,此时我所在的地方虽然没有那么明显,可我知道,它存在着。 这是一次悲哀的假期,...
    腊月腊日阅读 177评论 0 0
  • ·香槟玫瑰,保加利亚的国花。代表花语:爱上你是我今生最大的幸福,想你是我最甜蜜的痛苦,和你在一起是我的骄傲,没有你...
    远书映梦阅读 466评论 0 1
  • 夏雪一直觉得自己是灰姑娘,当同龄的女孩都开始变得水灵时,她还是和小时候一样,黑黑的,胖胖的,大大咧咧,按她妈妈说的...
    安静写字的女子阅读 1,512评论 36 48