我们了解了在Swift中使用OC运行时特性的一些问题,并提供了一个解决问题的方向。这一节,我们就来实现这个过程。
从排序函数开始
为了模拟NSSortDescriptor
的实现,我们得先从它的排序函数做起。简单来说,这就是一个接受两个同类型的参数,并且返回Bool
的函数,我们可以用一个typealias
来表示:
typealias SortDescriptor<T> = (T, T) -> Bool
于是,两个比较String
的descriptor可以写成:
let stringDescriptor: SortDescriptor<String> = {
$0.localizedCompare($1) == .orderedAscending
}
但有时,我们实际上要比较的内容,不是T
,而是T
的某个属性,例如,我们要比较上一节中Episode
的长度:
let lengthDescriptor: SortDescriptor<Episode> = {
$0.length < $1.length
}
观察这两个例子,如果我们要抽象SortDescriptor
的创建过程,要解决两个问题:
首先,对于要排序的值,不能简单的认为就是SortDescriptor
泛型参数的对象,它还有可能是这个对象的某个属性。因此,我们应该用一个函数来封装获取排序属性这个过程;
其次,对于排序的动作,有可能是localizedCompare
这样的方法,也有可能是系统默认的<
操作符,因此,我们同样要用一个函数来抽象这个比较的过程;
理解了这两点之后,我们就可以试着为SortDescriptor
,创建一个工厂函数了:
func makeDescriptor<Key, Value>(
key: @escaping (Key) -> Value,
_ isAscending: @escaping (Value, Value) -> Bool
) -> SortDescriptor<Key> {
return { isAscending(key($0), key($1)) }
}
在上面的代码里,我们使用@escaping
修饰了用于获取Value
以及排序的函数参数,这是因为在我们返回的函数里,使用了key
以及isAscending
,这两个函数都逃离了makeDescriptor
作用域,而Swift 3里,作为参数的函数类型默认是不能逃离的,因此我们需要明确告知编译器这种情况。
然后,我们就可以这样来定义用于按type
和length
排序的descriptor:
let lengthDescriptor: SortDescriptor<Episode> =
makeDescriptor(key: { $0.length }, <)
let typeDescriptor: SortDescriptor<Episode> =
makeDescriptor(key: { $0.type }, {
$0.localizedCompare($1) == .orderedAscending
})
在上面这段代码里,相比NSSortDescriptor
的版本,Swift的实现有了一点改进。我们使用了{ $0.length }
和{ $0.type }
这样的形式指定了要比较的属性。这样,当指定的属性和后面用于排序的方法使用的参数类型不一致的时候,编译器就会报错,避免了在运行时因为类型问题带来的错误。
有了这些descriptors,就离NSSortDescriptor
的替代方案更进一步了。我们先试一下其中一个descriptor:
episodes.sorted(by: typeDescriptor)
.forEach { print($0) }
就可以在控制台看到已经按type
进行排序了:
title 1 Free 520
title 2 Free 330
title 3 Free 240
title 4 Paid 500
title 5 Paid 260
title 6 Paid 390
合并多个排序条件
接下来,我们要继续模拟通过一个数组来定义多个排序条件的功能。怎么做呢?我们有两种选择:
- 通过
extension Sequence
,添加一个接受[SortDescriptor<T>]
为参数的sorted(by:)
方法; - 定义一个可以把
[SortDescriptor<T>]
合并为一个SortDescriptor<T>
的方法。这样,就可以先合并,再调用sorted(by:)
进行排序;
哪种方法更好呢?为了尽可能使用统一的方式使用Swift集合类型,我们还是决定采用第二种方式。
那么,如何合并多个descriptors呢?核心思想有三条,在合并[SortDescriptor]
的过程中:
- 如果某个descriptor可以比较出大小,那么后面的所有descriptor就都不再比较了;
- 只有某个descriptor的比较结果为相等时,才继续用后一个descriptor进行比较;
- 如果所有的descriptor的比较结果都相等,则返回
false
;
我们来看代码:
func combine<T>(rules: [SortDescriptor<T>]) -> SortDescriptor<T> {
return { l, r in
for rule in rules {
if rule(l, r) {
return true
}
if rule(r, l) {
return false
}
}
return false
}
}
在上面的代码里,只有一个技巧,就是我们使用了rule(l, r)
和rule(r, l)
同时为false
的情况,模拟了r
和l
相等的情况。其余,就是我们之前提到的三点核心思想的实现,很简单。有了combine
方法,我们就可以把之前的typeDescriptor
和lengthDescriptor
合并起来了:
let mixDescriptor = combine(rules:
[typeDescriptor, lengthDescriptor])
然后,我们可以使用合并后的结果,对episodes
进行排序:
episodes.sorted(by: mixDescriptor)
.forEach { print($0) }
这样,我们就可以得到和之前NSSortDescriptor
同样的结果了:
title 3 Free 240
title 2 Free 330
title 1 Free 520
title 5 Paid 260
title 6 Paid 390
title 4 Paid 500
阶段性总结
回顾下我们的Swift实现,整体过程是这样的:
首先,在Swift里,我们使用函数类型替代了OC中的NSSortDescriptor
类,表示了一个排序规则:
typealias SortDescriptor<T> = (T, T) -> Bool
其次,我们使用函数类型替代了OC中的Key-Value coding和selector,来获取要排序的属性,和执行排序的selector:
func makeDescriptor<Key, Value>(
key: @escaping (Key) -> Value,
_ isAscending: @escaping (Value, Value) -> Bool
) -> SortDescriptor<Key> {
return { isAscending(key($0), key($1)) }
}
第三,我们用类似的方式,创建了一个[SortDescriptor<T>]
。不同的是,我们没有直接把这个数组传递给排序方法,而是把数组中所有的descriptor合并成了一个排序逻辑之后,再进行排序:
// 1\. Create descriptors
let lengthDescriptor: SortDescriptor<Episode> =
makeDescriptor(key: { $0.length }, >)
let typeDescriptor: SortDescriptor<Episode> =
makeDescriptor(key: { $0.type }, {
$0.localizedCompare($1) == .orderedAscending
})
// 2\. Combine descriptor array
let mixDescriptor = combine(rules:
[typeDescriptor, lengthDescriptor])
// 3\. Sort
episodes.sorted(by: mixDescriptor)
这样,我们不仅保留了NSSortDescriptor
的编程思想,也充分利用了Swift是一门强类型语言的特性,尽可能在编译期保障代码安全。另外,通过这种方案,我们还去掉了对要排序类型的限制,现在,它可以是任意一个Swift的原生类型:
struct Episode: CustomStringConvertible {
// The same as before
}
我们之前说过,类似Episode
这样的类型,更适合用一个struct
,现在,我们也终于可以如愿了。
这一节,我们最核心的一个思想,就是函数除了可以当作加工数据的过程之外,函数类型自身,还可以当作一种数据类型来使用,通过合理利用函数类型,我们可以把一些运行时才能完成的事情,抽象到编译期进行安全检查,进而提高代码的可靠性。但我们的方案还有值得改进的地方:
- 在
makeDescriptor
中,如果key
返回的是optional,我们并没有处理这种情况; - 先
combine
再调用sorted
或多或少有点儿不自然,毕竟这也算是一个实现的细节,如果我们在写一个library,这显然是没必要暴露给使用者的;
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