Objective-C 范型

系统库范型

Objective C支持轻量级的范型。在编写自定义的范型类之前，我们先来看看Cocoa Touch的集合类(NSArray,NSDictionary,NSSet)对于范型的支持。

首先创建一个数组，这个数组只应该用来存储字符串：

NSMutableArray * array = [[NSMutableArray alloc] init];
[array addObject:@"1"];
//误加了一个非字符串类型进去
[array addObject:@(0)];

这时候，对数组中元素进行遍历，Crash：

for (NSString *string in array) {
    NSInteger length = [string length];
}

Terminating app due to uncaught exception ‘NSInvalidArgumentException’, reason: ‘-[__NSCFNumber length]: unrecognized selector sent to instance’

如果编译器能帮助我们来确保加入数组中的元素都是String就好了

范型可以帮助我们解决这个问题：

//创建一个保存字符串的数组
NSMutableArray<NSString *> * array = [[NSMutableArray alloc] init];
[array addObject:@"1"];
[array addObject:@(0)];

同样的，NSDictionary和NSSet也支持范型：

NSDictionary<NSString *, NSString *> *dictionary;
NSSet<NSString *> *set;

自定义范型类型

自定义一个范型类型很简单，和其他语言类似，在声明类的时候声明占位符即可：

声明一个Cup容器，用来存储一个值：

// Box.h
@interface Box<ObjectType> : NSObject

@property (nonatomic, readonly) ObjectType value;

- (void)seal:(ObjectType)value;

@end

// Box.m
@interface Box()

@property (strong, nonatomic) id value;

@end

@implementation Box

- (void)seal:(id)value{
    _value = value;
}

@end

接着，我们就可以这样使用，

Box<NSString *> * box = [[Box<NSString *> alloc] init];
[box seal:@"1234"];
[box seal:@(1)]; // Warning

关于Objective C范型的几点说明：

• 在头文件的类声明中添加占位符ObjectType
• 在.m文件中无法使用范型占位符，用id类型替代即可

约束

Objective 可以为范型增加轻量级的约束，比如要求ObjectType实现NSCopying协议：

@interface Box<ObjectType:id<NSCopying>> : NSObject

那么，只有实现NSCopying的类型才能够通过编译：

//Error
Box<NSObject *> * box1 = [[Box<NSObject *> alloc] init];
//Work
Box<NSString *> * box2 = [[Box<NSString *> alloc] init];

逆变与协变

创建一个ViewBox和LabelBox，并且把LabelBox赋值给ViewBox

Box<UIView *> * viewBox = [[Box alloc] init];
Box<UILabel *> * labelBox = [[Box alloc] init];
viewBox = labelBox; // Warning

这看似合理，又不合理。

• 合理是因为两个Box中容纳的类型不一样，赋值的时候类型检查不通过。
• 不合理是因为根据里氏替换原则，一个容纳UILabel的Box，那么也应该是一个容纳UIView的Box。

协变

协变由关键字__covariant声明。一个协变类型的范型占位符，如果变量A的占位符类型是子类，那么可以把它赋值给占位符类型是父类的B。

也就是说，通过协变，我们能够解决：一个容纳UILabel的Box，那么也应该是一个容纳UIView的Box。

// Box.h
@interface Box<__covariant ObjectType> : NSObject

@property (nonatomic, readonly) ObjectType value;

- (void)seal:(ObjectType)value;

@end

协变常常用于容器类型，像系统的NSArray，NSDictionary，NSSet都采用了协变：

逆变

逆变(__contravariant),一个逆变类型的范型占位符，如果变量A的占位符类型是父类，那么可以把它赋值给占位符类型是子类的B。

逆变更侧重类型的行为.

举个例子：

//用来解析字符串中的数字
@interface StringPaser<__contravariant ObjectType:NSString *> : NSObject

- (NSString *)paseNumber;

@end

那么以下代码则不会有编译器警告

StringPaser<NSString *> * stringPaser = [[StringPaser alloc] init];
StringPaser<NSMutableString *> * mutableStringPaser = [[StringPaser alloc] init];
//父类赋值给子类
mutableStringPaser = stringPaser;

逆变要求父类和子类能够提供同样的行为，所以通过父类的接口创建的范型类，可以用来处理子类。