Swift中的协议以及如何使用扩展为协议提供默认实现

Swift中的协议和OC的协议基本相同,都是规定了用来实现某一特定任务或者功能,不过在Swift中可以添加需要实现的属性和其它东西,可以说Swift的协议比OC强大的多。Swift中的类、结构体和枚举都可以遵守协议,并且提供协议要求的具体实现。除了这些还可以使用扩展为协议提供一部分的默认实现,从而使遵守协议的类型直接就可以使用这些功能。

定义协议

定义协议的方法很简单,使用关键字 protocol 后边跟着协议的名字,名字要使用大驼峰命名法:

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

如果需要继承自某个协议,需要:

protocol SomeProtocol: AnotherProtocol {

}

继承多个协议的话,多个协议之间用逗号隔开。

我们也可以定义可选的方法,使用在方法前边添加关键字 optional 来声明可选方法。如果方法只允许OC的类或者继承自OC的类遵守,则需要在前边添加关键字 @objc

遵循协议

遵循协议的时候只需要在类型名称后边加上要遵循的协议名称,并以冒号分割就好了:

class SomeClass: SomeProtocol {
// 这里是类的定义部分
}

如果有父类的话,把父类写在最前边。

属性和方法要求

Swift中的协议可以添加属性要求,要求遵守协议的类,结构体,枚举必须提供特定名称和类型的实例或者类型属性。在协议中添加属性,需要指明属性是只读还是可读写的。如果是只读的属性,那么遵从协议的类型,可以根据需要将其实现为只读或可读写的,如果是可读写的则不能实现为只读的。

协议中定义属性时应该声明为变量,而不能声明为常量,因为这些属性都是计算型属性,不是存储型属性。协议中声明类型属性的时候使用关键字 static ,类型遵守协议时也可以使用 class 声明要求的属性。

protocol SomeProtocol {
    var propertyA: Int { get set }
    var propertyB: Int { get }
    static var typePropertyA: Int { get set }
}

class SomeClass: SomeProtocol {
    var propertyA: Int {
        //这里只能是可读写的,不能是只读的
        set {
        }
        get {
        }
    }
    var propertyB: Int {
        //可以根据需要,声明成只读或者可读写
    }
    //也可以使用 class 替代 static
    static var typeProperty: Int {
    }
}

协议中的类型方法跟类型属性一样,前边需要 使用 static 关键字,类型遵循协议的时候可以使用关键字 class

在值类型的实例方法中修改实例属性

我们知道如果需要在值类型(结构体、枚举)中修改实例或者实例的属性,需要添加关键字 mutating ,所以如果我们的协议方法允许修改值类型的实例或者值类型的实力属性,我们应该在协议中实例方法前面添加 mutating 关键字,否则遵守该协议的值类型,将无法在实例方法中修改实例或者实例属性。

protocol MutatingChange {
    mutating func change()
}

通过协议添加构造器

如果需要遵循协议的类型实现指定的构造器,则遵循协议的类必须在要实现的构造器的前边添加 required 关键字,这样确保所有子类也都提供了此构造器的实现,也能符合协议。如果这个类被标记为 final 类,说明这个类不能被继承,则不需要添加 required。协议也可以声明可失败构造器。协议中的可失败构造器可以通过遵循协议类型中的可失败或非可失败构造器满足,而协议中的非可失败构造器只能通过遵循协议类型中的非可失败或者隐式解包构造起来满足。

协议可作为类型使用

协议是可以作为类型使用的,可以被函数返回,也可以作为参数传递。

var protocolA: SomeProtocol
func printProtocol(theProtocol: SomeProtocol){
}

通过扩展遵循某个协议

当我们要遵循一个协议的时候,我们可以通过扩展来遵循协议,这样做的好处是可以将代码分开,提高代码的可读性。例如:

extension SomeClass: SomeProtocol {
    //协议方法的实现
}

类类型专属协议

如果我们只需要类类型能遵守协议,其他类型不能遵守协议,那么我们需要用关键字 class 来指定这个协议时类类型专属的协议。

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

遵循多个协议的函数参数

如果函数参数中的某个参数需要是遵循多个协议的参数,我们该怎么去写呢,我们只需要把需要遵循的这两个协议使用 & 连接起来作为参数类型就好了:

func followTwoProtocol(arguments: SomeProtocol & otherProtocol) {

}

如何检查是否遵循某个协议

当我们需要检查某个实例是否符合某个协议的时候,我们可以使用 is 来判断,符合返回 true,不符合返回 false

有时候一个协议继承自另一个协议,当我们使用的时候可能会涉及到协议类型的转换,这时候我们可以使用 as? 或者 as!as?会返回一个可选的类型,如果转换失败则返回nilas!会进行强行转换,如果转换失败会引发崩溃。

使用扩展为协议提供默认的实现

Swift中我们可以通过扩展为遵循协议的类型提供属性、方法以及下标的实现。也就是说我们可以基于协议提供这些功能实现,而不需要每个遵守协议的类型重复同样的实现。

protocol DescriptionProtocol {
    func printSomething()
}

extension DescriptionProtocol {
    func printSomething() {
        print("This is a default implementation!")
    }
}

我们声明了一个协议,并且为协议方法 printSomething() 添加了默认的实现,接下来我们声明一个类去遵守这个协议,看能不能直接调用默认的实现:

class SomeClass {
    var name: String?
}

extension SomeClass: DescriptionProtocol {

}
let someone = SomeClass()
someone.printSomething()
//打印出来 "This is a default implementation!"

根据最后的打印结果,我们发现,在我们并未提供实现的情况下,调用了默认的实现。那如果我们又自己提供了方法的实现会使什么样的呢?

extension SomeClass: DescriptionProtocol {
    func printSomething() {
        print("This is SomeClass's implementation! ")
    }
}
let someone = SomeClass()
someone.printSomething()
//打印出来 "This is SomeClass's implementation!"

所以遵守协议的类自己提供了实现的时候,会调用自己提供的实现。

还有一种情况当协议的的默认实现需要符合一定的条件的类型遵守时才能被调用,这时候我们该怎么做呢。Swift为我们提供了where关键字,这可以让我们筛选可以使用默认实现的类。

class SomeClass {

}

protocol SomeProtocol {
    associatedtype SomeType
    func printSomething()
}

extension SomeProtocol where SomeType: Equatable {
    func printSomething() {
        print("Limit implementation!")
    }
}

extension SomeClass: SomeProtocol {
    typealias SomeType = Int
}
let some = SomeClass()
some.printSomething()

上边的代码可以打印出来 "Limit implementation!" 这是因为关联类型 SomeType 的类型被设置成了 Int 类型,而 Int类型是遵守 Equatable 协议的,所以可以直接使用默认实现,但是如果换成不遵守 Equatable 协议的类型时,那么默认的实现将是不可用的。

注意:如果多个协议扩展都为协议提供了默认实现,而遵循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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