swift - 协议

协议的语法

protocol SomeProtocol {
    // protocol definition goes here
}

struct SomeStructure: FirstProtocol, AnotherProtocol {
    // structure definition goes here
}

class SomeClass: SomeSuperclass, FirstProtocol, AnotherProtocol {
    // class definition goes here
}

属性要求

// 协议可以要求所有遵循该协议的类型提供特定名字和类型的实例属性或类型属性。协议并不会具体说明属性是储存型属性还是计算型属性——它只具体要求属性有特定的名称和类型。协议同时要求一个属性必须明确是可读的或可读的和可写的

protocol SomeProtocol {
    var mustBeSettable: Int { get set }
    var doesNotNeedToBeSettable: Int { get }
}
protocol AnotherProtocol {
    static var someTypeProperty: Int { get set }
}

protocol FullyNamed {
    var fullName: String { get }
}

struct Person: FullyNamed {
    var fullName: String
}
let john = Person(fullName: "John Appleseed")
// john.fullName is "John Appleseed"

class Starship: FullyNamed {
    var prefix: String?
    var name: String
    init(name: String, prefix: String? = nil) {
        self.name = name
        self.prefix = prefix
    }
    var fullName: String {
        return (prefix != nil ? prefix! + " " : "") + name
    }
}
var ncc1701 = Starship(name: "Enterprise", prefix: "USS")
// ncc1701.fullName is "USS Enterprise"

方法要求

//协议可以要求采纳的类型实现指定的实例方法和类方法。这些方法作为协议定义的一部分，书写方式与正常实例和类方法的方式完全相同，但是不需要大括号和方法的主体。允许变量拥有参数，与正常的方法使用同样的规则。但在协议的定义中，方法参数不能定义默认值。

protocol SomeProtocol {
    static func someTypeMethod()
}
protocol RandomNumberGenerator {
    func random() -> Double
}

class LinearCongruentialGenerator: RandomNumberGenerator {
    var lastRandom = 42.0
    let m = 139968.0
    let a = 3877.0
    let c = 29573.0
    func random() -> Double {
        lastRandom = ((lastRandom * a + c) % m)
        return lastRandom / m
    }
}
let generator = LinearCongruentialGenerator()
print("Here's a random number: \(generator.random())")
// Prints "Here's a random number: 0.37464991998171"
print("And another one: \(generator.random())")
// Prints "And another one: 0.729023776863283"

异变方法要求

protocol Togglable {
    mutating func toggle()
}

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 is now equal to .On

初始化器要求(required)

protocol SomeProtocol {
    init(someParameter: Int)
}

// 你可以通过实现指定初始化器或便捷初始化器来使遵循该协议的类满足协议的初始化器要求。在这两种情况下，你都必须使用 required 关键字修饰初始化器的实现：
class SomeClass: SomeProtocol {
    required init(someParameter: Int) {
        // initializer implementation goes here
    }
}

// 如果一个子类重写了父类指定的初始化器，并且遵循协议实现了初始化器要求，那么就要为这个初始化器的实现添加 required 和 override 两个修饰符：

protocol SomeProtocol {
    init()
}
 
class SomeSuperClass {
    init() {
        // initializer implementation goes here
    }
}
 
class SomeSubClass: SomeSuperClass, SomeProtocol {
    // "required" from SomeProtocol conformance; "override" from SomeSuperClass
    required override init() {
        // initializer implementation goes here
    }
}

可失败初始化器要求

如同可失败初始化器定义的一样，协议可以为遵循该协议的类型定义可失败的初始化器。

遵循协议的类型可以使用一个可失败的或不可失败的初始化器满足一个可失败的初始化器要求。不可失败初始化器要求可以使用一个不可失败初始化器或隐式展开的可失败初始化器满足。

将协议作为类型

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
    }
}

//使用 穿一个遵循协议的对象
var d6 = Dice(sides: 6, generator: LinearCongruentialGenerator())
for _ in 1...5 {
    print("Random dice roll is \(d6.roll())")
}
// Random dice roll is 3
// Random dice roll is 5
// Random dice roll is 4
// Random dice roll is 5
// Random dice roll is 4

委托 (代理模式)

protocol DiceGame {
    var dice: Dice { get }
    func play()
}
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 = Array(repeating: 0, count: finalSquare + 1)
        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 += 1
        print("Rolled a \(diceRoll)")
    }
    func gameDidEnd(_ game: DiceGame) {
        print("The game lasted for \(numberOfTurns) turns")
    }
}

let tracker = DiceGameTracker()
let game = SnakesAndLadders()
game.delegate = tracker
game.play()
// Started a new game of Snakes and Ladders
// The game is using a 6-sided dice
// Rolled a 3
// Rolled a 5
// Rolled a 4
// Rolled a 5
// The game lasted for 4 turns

在扩展里添加协议遵循

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

let d12 = Dice(sides: 12, generator: LinearCongruentialGenerator())
print(d12.textualDescription)
// Prints "A 12-sided dice"

extension SnakesAndLadders: TextRepresentable {
    var textualDescription: String {
        return "A game of Snakes and Ladders with \(finalSquare) squares"
    }
}
print(game.textualDescription)
// Prints "A game of Snakes and Ladders with 25 squares"

使用扩展声明采纳协议

// 注意类型不会因为满足需要就自动采纳协议。它们必须显式地声明采纳了哪个协议。

extension Dice: TextRepresentable {
    var textualDescription: String {
        return "A \(sides)-sided dice"
    }
}
struct Hamster {
    var name: String
    var textualDescription: String {
        return "A hamster named \(name)"
    }
}
extension Hamster: TextRepresentable {}

let simonTheHamster = Hamster(name: "Simon")
let somethingTextRepresentable: TextRepresentable = simonTheHamster
print(somethingTextRepresentable.textualDescription)
// Prints "A hamster named Simon"

协议类型的集合

let things: [TextRepresentable] = [game, d12, simonTheHamster]

for thing in things {
    print(thing.textualDescription)
}
// A game of Snakes and Ladders with 25 squares
// A 12-sided dice
// A hamster named Simon

协议继承

// 协议可以继承一个或者多个其他协议并且可以在它继承的基础之上添加更多要求

protocol InheritingProtocol: SomeProtocol, AnotherProtocol {
    // protocol definition goes here
}
protocol PrettyTextRepresentable: TextRepresentable {
    var prettyTextualDescription: String { get }
}

extension SnakesAndLadders: PrettyTextRepresentable {
    var prettyTextualDescription: String {
        var output = textualDescription + ":\n"
        for index in 1...finalSquare {
            switch board[index] {
            case let ladder where ladder > 0:
                output += "▲ "
            case let snake where snake < 0:
                output += "▼ "
            default:
                output += "○ "
            }
        }
        return output
    }
}

print(game.prettyTextualDescription)
// A game of Snakes and Ladders with 25 squares:
// ○ ○ ▲ ○ ○ ▲ ○ ○ ▲ ▲ ○ ○ ○ ▼ ○ ○ ○ ○ ▼ ○ ○ ▼ ○ ▼ ○

类专用的协议

//通过添加 class 关键字到协议的继承列表，
//你就可以限制协议只能被类类型采纳（并且不是结构体或者枚举）。
// class 关键字必须出现在协议继承列表的最前边，在任何继承的协议之前：

protocol SomeClassOnlyProtocol: class, SomeInheritedProtocol {
    // class-only protocol definition goes here
}

协议组合 (&)

protocol Named {
    var name: String { get }
}
protocol Aged {
    var age: Int { get }
}
struct Person: Named, Aged {
    var name: String
    var age: Int
}
func wishHappyBirthday(to celebrator: Named & Aged) {
    print("Happy birthday, \(celebrator.name), you're \(celebrator.age)!")
}
let birthdayPerson = Person(name: "Malcolm", age: 21)
wishHappyBirthday(to: birthdayPerson)
// Prints "Happy birthday, Malcolm, you're 21!"

协议遵循的检查

// 你可以使用类型转换中描述的 is 和 as 运算符来检查协议遵循，
//还能转换为特定的协议。检查和转换协议的语法与检查和转换类型是完全一样的：

protocol HasArea {
    var area: Double { get }
}


class Circle: HasArea {
    let pi = 3.1415927
    var radius: Double
    var area: Double { return pi * radius * radius }
    init(radius: Double) { self.radius = radius }
}
class Country: HasArea {
    var area: Double
    init(area: Double) { self.area = area }
}


class Animal {
    var legs: Int
    init(legs: Int) { self.legs = legs }
}
let objects: [AnyObject] = [
    Circle(radius: 2.0),
    Country(area: 243_610),
    Animal(legs: 4)
]

for object in objects {
    if let objectWithArea = object as? HasArea {
        print("Area is \(objectWithArea.area)")
    } else {
        print("Something that doesn't have an area")
    }
}
// Area is 12.5663708
// Area is 243610.0
// Something that doesn't have an area

可选协议要求 (optional @objc 标志标记 )

// 你可以给协议定义可选要求，这些要求不需要强制遵循协议的类型实现。
// 可选要求使用 optional 修饰符作为前缀放在协议的定义中。可选要求允许你的代码与 Objective-C 操作。
// 协议和可选要求必须使用 @objc 标志标记。
// 注意 @objc 协议只能被继承自 Objective-C 类或其他 @objc 类采纳。它们不能被结构体或者枚举采纳。

@objc protocol CounterDataSource {
    @objc optional func increment(forCount count: Int) -> Int
    @objc optional var fixedIncrement: Int { get }
}

class Counter {
    var count = 0
    var dataSource: CounterDataSource?
    func increment() {
        if let amount = dataSource?.increment?(forCount: count) {
            count += amount
        } else if let amount = dataSource?.fixedIncrement {
            count += amount
        }
    }
}

class ThreeSource: NSObject, CounterDataSource {
    let fixedIncrement = 3
}

var counter = Counter()
counter.dataSource = ThreeSource()
for _ in 1...4 {
    counter.increment()
    print(counter.count)
}

// eg2

@objc class TowardsZeroSource: NSObject, CounterDataSource {
    func increment(forCount count: Int) -> Int {
        if count == 0 {
            return 0
        } else if count < 0 {
            return 1
        } else {
            return -1
        }
    }
}

counter.count = -4
counter.dataSource = TowardsZeroSource()
for _ in 1...5 {
    counter.increment()
    print(counter.count)
}

协议扩展

// 通过给协议创建扩展，所有的遵循类型自动获得这个方法的实现而不需要任何额外的修改。

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

let generator = LinearCongruentialGenerator()
print("Here's a random number: \(generator.random())")
// Prints "Here's a random number: 0.37464991998171"
print("And here's a random Boolean: \(generator.randomBool())")
// Prints "And here's a random Boolean: true"
提供默认实现

// 你可以使用协议扩展来给协议的任意方法或者计算属性要求提供默认实现。
// 如果遵循类型给这个协议的要求提供了它自己的实现，那么它就会替代扩展中提供的默认实现。

extension PrettyTextRepresentable  {
    var prettyTextualDescription: String {
        return textualDescription
    }
}
给协议扩展添加限制 (where)

// 当你定义一个协议扩展，你可以明确遵循类型必须在扩展的方法和属性可用之前满足的限制。如同 Where 分句（此处应有链接）中描述的那样，在扩展协议名字后边使用 where 分句来写这些限制。比如说，你可以给 Collection 定义一个扩展来应用于任意元素遵循上面 TextRepresentable 协议的集合。

extension Collection where Iterator.Element: TextRepresentable {
    var textualDescription: String {
        let itemsAsText = self.map { $0.textualDescription }
        return "[" + itemsAsText.joined(separator: ", ") + "]"
    }
}

let murrayTheHamster = Hamster(name: "Murray")
let morganTheHamster = Hamster(name: "Morgan")
let mauriceTheHamster = Hamster(name: "Maurice")
let hamsters = [murrayTheHamster, morganTheHamster, mauriceTheHamster]

print(hamsters.textualDescription)
// Prints "[A hamster named Murray, A hamster named Morgan, A hamster named Maurice]"
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