自动引用计数
解决实例之间的循环强引用
Swift 提供了两种办法用来解决你在使用类的属性时所遇到的循环强引用问题：弱引用（ weak ）和无主引用（unowned )。
对于生命周期中会变为 nil 的实例使用（可选类型）弱引用。相反，对于初始化赋值后再也不会被赋值为 nil 的实例，使用无主引用
扩展
Swift 中的扩展可以：
- 添加计算实例属性和计算类型属性；
- 定义实例方法和类型方法；
- 提供新初始化器；
- 定义下标；
- 定义和使用新内嵌类型；
- 现有的类型遵循某协议
注意
扩展可以向一个类型添加新的方法，但是不能重写已有的方法。
计算属性
extension Double {
var km: Double { return self * 1_000.0 }
var m: Double { return self }
var cm: Double { return self / 100.0 }
var mm: Double { return self / 1_000.0 }
var ft: Double { return self / 3.28084 }
}
let oneInch = 25.4.mm
print("One inch is \(oneInch) meters")
// Prints "One inch is 0.0254 meters"
let threeFeet = 3.ft
print("Three feet is \(threeFeet) meters")
// Prints "Three feet is 0.914399970739201 meters"
初始化器
扩展能为类添加新的便捷初始化器，但是不能为类添加指定初始化器或反初始化器。指定初始化器和反初始化器 必须由原来类的实现提供
注意
如果你使用扩展为一个值类型添加初始化器，且该值类型为其所有储存的属性提供默认值，而又不定义任何自定义初始化器时，你可以在你扩展的初始化器中调用该类型默认的初始化器和成员初始化器。如同在值类型的初始化器委托中所述，如果你在值类型的原始实现中写过它的初始化器了，上述规则就不再适用了。
协议
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。
若协议要求一个属性为可读和可写的，那么该属性要求不能用常量存储属性或只读计算属性来满足。若协议只要求属性为可读的，那么任何种类的属性都能满足这个要求，而且如果你的代码需要的话，该属性也可以是可写的。
protocol SomeProtocol {
var mustBeSettable: Int { get set }
var doesNotNeedToBeSettable: Int { get }
}
在协议中定义类型属性时在前面添加 static 关键字。当类的实现使用 class 或 static 关键字前缀声明类型属性要求时，这个规则仍然适用：
protocol AnotherProtocol {
static var someTypeProperty: Int { get set }
}
这里是一个只有一个实例属性要求的协议：
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
当协议中定义类型方法时，你总要在其之前添加 static 关键字。即使在类实现时，类型方法要求使用 class 或 static 作为关键字前缀，前面的规则仍然适用：
protocol SomeProtocol {
static func someTypeMethod()
}
下面的例子定义了一个只有一个实例方法要求的协议：
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).truncatingRemainder(dividingBy: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"
一遍方法要求
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
protocol SomeProtocol {
init(someParameter: Int)
}
class SomeClass: SomeProtocol {
required init(someParameter: Int) {
// initializer implementation goes here
}
}
注意
由于 final 的类不会有子类，如果协议初始化器实现的类使用了 final 标记，你就不需要使用 required 来修饰了。因为这样的类不能被继承子类。详见阻止重写了解更多 final 修饰符的信息。
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
}
}
将协议作为类型
- 在函数、方法或者初始化器里作为形式参数类型或者返回类型；
- 作为常量、变量或者属性的类型；
- 作为数组、字典或者其他存储器的元素的类型。
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
}
}
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"
}
}
有条件地遵循协议
你可以通过在扩展类型时列出限制让泛型类型有条件地遵循某协议。在你采纳协议的名字后面写泛型 where 分句。更多关于泛型 where 分句，见泛型Where分句。
extension Array: TextRepresentable where Element: TextRepresentable {
var textualDescription: String {
let itemsAsText = self.map { $0.textualDescription }
return "[" + itemsAsText.joined(separator: ", ") + "]"
}
}
let myDice = [d6, d12]
print(myDice.textualDescription)
// Prints "[A 6-sided dice, A 12-sided dice]"
协议类型的集合
协议可以用作储存在集合比如数组或者字典中的类型，如同在协议作为类型（此处应有链接）。这个例子创建了一个 TextRepresentable 实例的数组：
let things: [TextRepresentable] = [game, d12, simonTheHamster]
现在可以遍历数组中的元素了，并且打印每一个元素的文本化描述：
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
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
}
}
类专用的协议
通过添加 AnyObject 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）。
protocol SomeClassOnlyProtocol: AnyObject, SomeInheritedProtocol {
// class-only protocol definition goes here
}
注意在协议的要求假定或需要遵循的类型拥有引用语意的时候使用类专用的协议而不是值语意。要了解更多关于引用和值语意，见结构体和枚举是值类型和类是引用类型。
协议组合
要求一个类型一次遵循多个协议是很有用的。你可以使用协议组合来复合多个协议到一个要求里。协议组合行为就和你定义的临时局部协议一样拥有构成中所有协议的需求。协议组合不定义任何新的协议类型。
协议组合使用 SomeProtocol & AnotherProtocol 的形式。你可以列举任意数量的协议，用和符号连接（ & ），使用逗号分隔。除了协议列表，协议组合也能包含类类型，这允许你标明一个需要的父类。
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!"
class Location {
var latitude: Double
var longitude: Double
init(latitude: Double, longitude: Double) {
self.latitude = latitude
self.longitude = longitude
}
}
class City: Location, Named {
var name: String
init(name: String, latitude: Double, longitude: Double) {
self.name = name
super.init(latitude: latitude, longitude: longitude)
}
}
func beginConcert(in location: Location & Named) {
print("Hello, \(location.name)!")
}
let seattle = City(name: "Seattle", latitude: 47.6, longitude: -122.3)
beginConcert(in: seattle)
// Prints "Hello, Seattle!"
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。
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
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)
}
// 3
// 6
// 9
// 12
例二
@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)
}
// -3
// -2
// -1
// 0
// 0
协议扩展
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。
注意
通过扩展给协议要求提供默认实现与可选协议要求的区别是明确的。尽管遵循协议都不需要提供它们自己的实现。有默认实现的要求不需要使用可选链就能调用。
extension PrettyTextRepresentable {
var prettyTextualDescription: String {
return textualDescription
}
}
给协议扩展添加限制
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]"
泛型
struct Stack<Element> {
var items = [Element]()
mutating func push(_ item: Element) {
items.append(item)
}
mutating func pop() -> Element {
return items.removeLast()
}
}
var stackOfStrings = Stack<String>()
stackOfStrings.push("uno")
stackOfStrings.push("dos")
stackOfStrings.push("tres")
stackOfStrings.push("cuatro")
// the stack now contains 4 strings
扩展一个泛型类型
extension Stack {
var topItem: Element? {
return items.isEmpty ? nil : items[items.count - 1]
}
}
if let topItem = stackOfStrings.topItem {
print("The top item on the stack is \(topItem).")
}
// Prints "The top item on the stack is tres."
类型约束
swapTwoValues(::) 函数和 Stack 类型可以用于任意类型。但是，有时在用于泛型函数的类型和泛型类型上，强制其遵循特定的类型约束很有用。类型约束指出一个类型形式参数必须继承自特定类，或者遵循一个特定的协议、组合协议。
例如，Swift的 Dictionary 类型在可以用于字典中键的类型上设置了一个限制。如字典中描述的一样，字典键的类型必须是是可哈希的。也就是说，它必须提供一种使其可以唯一表示的方法。 Dictionary 需要它的键是可哈希的，以便它可以检查字典中是否包含一个特定键的值。没有了这个要求， Dictionary 不能区分该插入还是替换一个指定键的值，也不能在字典中查找已经给定的键的值。
func someFunction<T: SomeClass, U: SomeProtocol>(someT: T, someU: U) {
// function body goes here
}
func findIndex(ofString valueToFind: String, in array: [String]) -> Int? {
for (index, value) in array.enumerated() {
if value == valueToFind {
return index
}
}
return nil
}
let strings = ["cat", "dog", "llama", "parakeet", "terrapin"]
if let foundIndex = findIndex(ofString: "llama", in: strings) {
print("The index of llama is \(foundIndex)")
}
// Prints "The index of llama is 2"
//Swift 中的类型不是每种都能用相等操作符（ == ）来比较的。如果你创建自己的类或者结构体去描述一个复杂的数据模型，比如说，对于那个类或结构体来说，”相等”的意义不是 Swift 能替你猜出来的。因此，不能保证这份代码可以用于所有 T 可以表示的类型，当你尝试编译这份代码时会提示一个相应的错误。
func findIndex<T>(of valueToFind: T, in array:[T]) -> Int? {
for (index, value) in array.enumerated() {
if value == valueToFind {
return index
}
}
return nil
}
//修改后
func findIndex<T: Equatable>(of valueToFind: T, in array:[T]) -> Int? {
for (index, value) in array.enumerated() {
if value == valueToFind {
return index
}
}
return nil
}
let doubleIndex = findIndex(of: 9.3, in: [3.14159, 0.1, 0.25])
// doubleIndex is an optional Int with no value, because 9.3 is not in the array
let stringIndex = findIndex(of: "Andrea", in: ["Mike", "Malcolm", "Andrea"])
// stringIndex is an optional Int containing a value of 2
关联类型
定义一个协议时，有时在协议定义里声明一个或多个关联类型是很有用的。关联类型给协议中用到的类型一个占位符名称。直到采纳协议时，才指定用于该关联类型的实际类型。关联类型通过 associatedtype 关键字指定。
protocol Container {
associatedtype ItemType
mutating func append(_ item: ItemType)
var count: Int { get }
subscript(i: Int) -> ItemType { get }
}
Container 协议定义了三个所有容器必须提供的功能：
- 必须能够通过 append(_:) 方法向容器中添加新元素；
- 必须能够通过一个返回 Int 值的 count 属性获取容器中的元素数量；
- 必须能够通过 Int 索引值的下标取出容器中每个元素。
//非泛型版本
struct IntStack: Container {
// original IntStack implementation
var items = [Int]()
mutating func push(_ item: Int) {
items.append(item)
}
mutating func pop() -> Int {
return items.removeLast()
}
// conformance to the Container protocol
typealias ItemType = Int
mutating func append(_ item: Int) {
self.push(item)
}
var count: Int {
return items.count
}
subscript(i: Int) -> Int {
return items[i]
}
}
//泛型版本
struct Stack<Element>: Container {
// original Stack<Element> implementation
var items = [Element]()
mutating func push(_ item: Element) {
items.append(item)
}
mutating func pop() -> Element {
return items.removeLast()
}
// conformance to the Container protocol
mutating func append(_ item: Element) {
self.push(item)
}
var count: Int {
return items.count
}
subscript(i: Int) -> Element {
return items[i]
}
}
给关联类型添加约束
protocol Container {
associatedtype Item: Equatable
mutating func append(_ item: Item)
var count: Int { get }
subscript(i: Int) -> Item { get }
}
在关联类型约束里使用协议
protocol SuffixableContainer: Container {
associatedtype Suffix: SuffixableContainer where Suffix.Item == Item
func suffix(_ size: Int) -> Suffix
}
extension Stack: SuffixableContainer {
func suffix(_ size: Int) -> Stack {
var result = Stack()
for index in (count-size)..<count {
result.append(self[index])
}
return result
}
// Inferred that Suffix is Stack.
}
var stackOfInts = Stack<Int>()
stackOfInts.append(10)
stackOfInts.append(20)
stackOfInts.append(30)
let suffix = stackOfInts.suffix(2)
// suffix contains 20 and 30
extension IntStack: SuffixableContainer {
func suffix(_ size: Int) -> Stack<Int> {
var result = Stack<Int>()
for index in (count-size)..<count {
result.append(self[index])
}
return result
}
// Inferred that Suffix is Stack<Int>.
}
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