- 场景：返回值使用泛型，会暴露具体类型
- 不同于返回一个协议类型的值，不透明类型保持了类型的身份——编译器可以访问类型的信息，但模块的客户端不能
不透明类型解决的问题
- 泛型例子-使用 ASCII 绘制图像
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())
// *
// **
// ***
- 使用泛型：翻转图形
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())
// ***
// **
// *
- 定义了一个 JoinedShape<T: Shape, U: Shape> 结构体，把两个图形垂直地结合在一起
JoinedShape<FlippedShape<Triangle>, Triangle>
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())
// *
// **
// ***
// ***
// **
// *
- 弊端：暴露了返回值类型，而且调用接口需要关心返回值类型
返回不透明类型
- 不透明类型当作泛型反义词
- 下面函数返回类型由调用时决定
func max<T>(_ x: T, _ y: T) -> T where T: Comparable { ... }
- x 、 y 值的类型决定了T 的具体类型
- 不透明类型：函数返回了一个梯形而没有暴露图形的类型
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")
}
}
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())
// *
// **
// **
// **
// **
// *
声明了它的返回类型为 some Shape，函数返回一个遵循 Shape 协议的类型，而不需要标明具体类型，只要类型遵循 Shape 协议
泛型 + 不透明返回类型
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())
// *
// **
// ***
// ***
// **
// *
函数代码有多处 return 时，保证都是相同类型
返回类型也可用泛型类型参数，但必须保证单一类型
例子：包含方块特殊处理的图形翻转函数的错误版本：
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
}
func `repeat`<T: Shape>(shape: T, count: Int) -> some Collection {
return Array<T>(repeating: shape, count: count)
}
无论什么图形传入，repeat(shape:count:) 都会创建和返回这个图形的数组
依旧满足返回不透明类型的函数必须返回同一类型的约束
不透明类型和协议类型的区别
与使用协议类型作为函数返回类型非常相似
-
区别于它们是否保存类型特征
- 不透明类型引用为特定的类型（调用者不能看到）
- 议类型可以引用到任何遵循这个协议的类型
比如，这里有一个版本的 flip(_:) 它返回一个协议类型的值而不是不透明类型：
func protoFlip<T: Shape>(_ shape: T) -> Shape {
return FlippedShape(shape: shape)
}
- protoFlip(_:) 返回的值并不要求总是返回相同的类型——只要遵循 Shape 协议就好
- protoFlip(:) 使得 API 要求远比 flip(:) 要松。它保留了返回多种类型的弹性
func protoFlip<T: Shape>(_ shape: T) -> Shape {
if shape is Square {
return shape
}
return FlippedShape(shape: shape)
}
// 函数返回的两个翻转过的图形可能拥有完全不同的类型
protoFlip(_:) 具有更少的特定返回类型信息，意味依赖类型信息的操作无法完成
比如， == 运算符无法比较函数返回的结果
let protoFlippedTriangle = protoFlip(smallTriangle)
let sameThing = protoFlip(smallTriangle)
protoFlippedTriangle == sameThing // Error
-
错误原因
- Shape 并没有 == 作为自身协议的需求
- 尝试添加，会遇到 == 运算符需要知道左手实际参数和右手实际参数的类型
弹性的代价就是返回值无法使用某些运算
另一个问题是图形转换不能嵌套
相反，不透明类型保持了具体类型的特征。Swift 可以推断相关类型
protocol Container {
associatedtype Item
var count: Int { get }
subscript(i: Int) -> Item { get }
}
extension Array: Container { }
- 不能使用 Container 作为函数的返回类型，因为这个协议有一个关联类型
- 也不能使用它作为范型返回类型的约束，因为它在函数体外没足够信息推断它到底成为什么范型类型
// 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]
}
- 使用不透明类型 some Container 作为返回类型则能够表达期望的 API 约束——函数返回一个容器，但不指定特定的容器类型：
func makeOpaqueContainer<T>(item: T) -> some Container {
return [item]
}
let opaqueContainer = makeOpaqueContainer(item: 12)
let twelve = opaqueContainer[0]
print(type(of: twelve))
// Prints "Int"
- 不透明容器的具体类型是 [T]
