Swift 协议
协议规定了用来实现某一特定功能所必需的方法和属性。
任意能够满足协议要求的类型被称为遵循(conform)这个协议。
类,结构体或枚举类型都可以遵循协议,并提供具体实现来完成协议定义的方法和功能。
Swift 协议(Protocols)是定义方法、属性和其他要求的蓝图,适用于特定任务或功能。协议可以被类、结构体和枚举采纳,并提供这些需求的具体实现。
协议是 Swift 语言中一个非常强大的特性,它允许开发者定义接口,指定某个类型必须具有的属性和方法,而无需指定这些属性和方法的具体实现。
语法
协议的语法格式如下:
protocol SomeProtocol { // 这里可以定义协议要求 var someProperty: Int { get set } func someMethod() }
SomeProtocol 定义了一个可读写的属性 someProperty 和一个方法 someMethod。
要使类遵循某个协议,需要在类型名称后加上协议名称,中间以冒号 : 分隔,作为类型定义的一部分。遵循多个协议时,各协议之间用逗号 , 分隔。
struct SomeStructure: FirstProtocol, AnotherProtocol { // 结构体内容 }
如果类在遵循协议的同时拥有父类,应该将父类名放在协议名之前,以逗号分隔。
class SomeClass: SomeSuperClass, FirstProtocol, AnotherProtocol { // 类的内容 }
对属性的规定
协议用于指定特定的实例属性或类属性,而不用指定是存储型属性或计算型属性。此外还必须指明是只读的还是可读可写的。
协议中的通常用var来声明变量属性,在类型声明后加上 { set get } 来表示属性是可读可写的,只读属性则用 { get } 来表示。
实例
var marks: Int { get set }
var result: Bool { get }
func attendance() -> String
func markssecured() -> String
}
protocol ClassB: ClassA {
var present: Bool { get set }
var subject: String { get set }
var stname: String { get set }
}
class ClassC: ClassB {
var marks = 96
let result = true
var present = false
var subject = "Swift 协议"
var stname = "Protocols"
func attendance() -> String {
return "The \(stname) has secured 99% attendance"
}
func markssecured() -> String {
return "\(stname) has scored \(marks) marks"
}
}
let studdet = ClassC()
studdet.stname = "Swift"
studdet.marks = 98
print(studdet.markssecured())
print(studdet.attendance())
print("Marks: \(studdet.marks)")
print("Result: \(studdet.result)")
print("Present: \(studdet.present)")
print("Subject: \(studdet.subject)")
print("Student Name: \(studdet.stname)")
以上程序执行输出结果为:
Swift has scored 98 marks The Swift has secured 99% attendance Marks: 98 Result: true Present: false Subject: Swift 协议 Student Name: Swift
对 Mutating 方法的规定
有时需要在方法中改变它的实例。
例如,值类型(结构体,枚举)的实例方法中,将mutating关键字作为函数的前缀,写在func之前,表示可以在该方法中修改它所属的实例及其实例属性的值。
protocol Daysofaweek { mutating func show() } enum Days: Daysofaweek { case sun, mon, tue, wed, thurs, fri, sat mutating func show() { switch self { case .sun: self = .sun print("Sunday") case .mon: self = .mon print("Monday") case .tue: self = .tue print("Tuesday") case .wed: self = .wed print("Wednesday") case .thurs: self = .thurs print("Thursday") case .fri: self = .fri print("Friday") case .sat: self = .sat print("Saturday") } } } var res = Days.wed res.show()
以上程序执行输出结果为:
Wednesday
对构造器的规定
协议可以要求它的遵循者实现指定的构造器。
你可以像书写普通的构造器那样,在协议的定义里写下构造器的声明,但不需要写花括号和构造器的实体,语法如下:
protocol SomeProtocol { init(someParameter: Int) }
实例
protocol tcpprotocol { init(aprot: Int) }
协议构造器规定在类中的实现
你可以在遵循该协议的类中实现构造器,并指定其为类的指定构造器或者便利构造器。在这两种情况下,你都必须给构造器实现标上"required"修饰符:
class SomeClass: SomeProtocol { required init(someParameter: Int) { // 构造器实现 } } protocol tcpprotocol { init(aprot: Int) } class tcpClass: tcpprotocol { required init(aprot: Int) { } }
使用required修饰符可以保证:所有的遵循该协议的子类,同样能为构造器规定提供一个显式的实现或继承实现。
如果一个子类重写了父类的指定构造器,并且该构造器遵循了某个协议的规定,那么该构造器的实现需要被同时标示required和override修饰符:
protocol TcpProtocol { init(no1: Int) } class MainClass { var no1: Int // 局部变量 init(no1: Int) { self.no1 = no1 // 初始化 } } class SubClass: MainClass, TcpProtocol { var no2: Int init(no1: Int, no2: Int) { self.no2 = no2 super.init(no1: no1) } // 因为遵循协议,需要加上"required"; 因为继承自父类,需要加上"override" required override convenience init(no1: Int) { self.init(no1: no1, no2: 0) } } let res = MainClass(no1: 20) let show = SubClass(no1: 30, no2: 50) print("res is: \(res.no1)") print("show.no1 is: \(show.no1)") print("show.no2 is: \(show.no2)")
以上程序执行输出结果为:
res is: 20 show.no1 is: 30 show.no2 is: 50
协议类型
尽管协议本身并不实现任何功能,但是协议可以被当做类型来使用。
协议可以像其他普通类型一样使用,使用场景:
- 作为函数、方法或构造器中的参数类型或返回值类型
- 作为常量、变量或属性的类型
- 作为数组、字典或其他容器中的元素类型
实例
protocol Generator { associatedtype Members func next() -> Members? } // 示例代码使用 Swift 标准库中的迭代器和 `map` 函数 // 使用数组的迭代器 var items = [10, 20, 30].makeIterator() while let x = items.next() { print(x) } // 使用 `map` 函数 for list in [1, 2, 3].map({ i in i * 5 }) { print(list) } // 直接打印数组 print([100, 200, 300]) print([1, 2, 3].map({ i in i * 10 }))
以上程序执行输出结果为:
10 20 30 5 10 15 [100, 200, 300] [10, 20, 30]
在扩展中添加协议成员
我们可以可以通过扩展来扩充已存在类型( 类,结构体,枚举等)。
扩展可以为已存在的类型添加属性,方法,下标脚本,协议等成员。
protocol AgeClassificationProtocol { var age: Int { get } func agetype() -> String } class Person { let firstname: String let lastname: String var age: Int init(firstname: String, lastname: String, age: Int = 10) { self.firstname = firstname self.lastname = lastname self.age = age } } extension Person: AgeClassificationProtocol { func fullname() -> String { return "\(firstname) \(lastname)" } func agetype() -> String { switch age { case 0...2: return "Baby" case 3...12: // 修正为从3开始 return "Child" case 13...19: return "Teenager" case let x where x > 65: return "Elderly" default: return "Normal" } } } // 测试代码 let person1 = Person(firstname: "John", lastname: "Doe", age: 25) let person2 = Person(firstname: "Jane", lastname: "Smith", age: 70) let person3 = Person(firstname: "Baby", lastname: "Yoda", age: 1) print("\(person1.fullname()) is a \(person1.agetype())") print("\(person2.fullname()) is a \(person2.agetype())") print("\(person3.fullname()) is a \(person3.agetype())")
以上代码输出结果为:
John Doe is a Normal Jane Smith is a Elderly Baby Yoda is a Baby
协议的继承
协议能够继承一个或多个其他协议,可以在继承的协议基础上增加新的内容要求。
协议的继承语法与类的继承相似,多个被继承的协议间用逗号分隔:
protocol InheritingProtocol: SomeProtocol, AnotherProtocol { // 协议定义 }
实例
protocol Classa { var no1: Int { get set } func calc(sum: Int) } protocol Result { func print(target: Classa) } class Student2: Result { func print(target: Classa) { target.calc(sum: 1) } } class Classb: Result { func print(target: Classa) { target.calc(sum: 5) } } class Student: Classa { var no1: Int = 10 func calc(sum: Int) { no1 -= sum print("学生尝试 \(sum) 次通过") if no1 <= 0 { print("学生缺席考试") } } } class Player { var stmark: Result! init(stmark: Result) { self.stmark = stmark } func print(target: Classa) { stmark.print(target: target) } } var marks = Player(stmark: Student2()) var marksec = Student() marks.print(target: marksec) marks.print(target: marksec) marks.print(target: marksec) marks.stmark = Classb() marks.print(target: marksec) marks.print(target: marksec) marks.print(target: marksec)
以上程序执行输出结果为:
学生尝试 1 次通过 学生尝试 1 次通过 学生尝试 1 次通过 学生尝试 5 次通过 学生尝试 5 次通过 学生缺席考试 学生尝试 5 次通过 学生缺席考试
类专属协议
你可以在协议的继承列表中,通过添加class关键字,限制协议只能适配到类(class)类型。
该class关键字必须是第一个出现在协议的继承列表中,其后,才是其他继承协议。格式如下:
protocol SomeClassOnlyProtocol: class, SomeInheritedProtocol { // 协议定义 }
实例
protocol TcpProtocol { init(no1: Int) } class MainClass { var no1: Int // 局部变量 init(no1: Int) { self.no1 = no1 // 初始化 } } class SubClass: MainClass, TcpProtocol { var no2: Int init(no1: Int, no2: Int) { self.no2 = no2 super.init(no1: no1) } // 因为遵循协议,需要加上"required"; 因为继承自父类,需要加上"override" required override convenience init(no1: Int) { self.init(no1: no1, no2: 0) } } let res = MainClass(no1: 20) let show = SubClass(no1: 30, no2: 50) print("res is: \(res.no1)") print("show.no1 is: \(show.no1)") print("show.no2 is: \(show.no2)")
以上程序执行输出结果为:
res is: 20 show.no1 is: 30 show.no2 is: 50
协议合成
Swift 支持合成多个协议,这在我们需要同时遵循多个协议时非常有用。
语法格式如下:
protocol Stname { var name: String { get } } protocol Stage { var age: Int { get } } struct Person: Stname, Stage { var name: String var age: Int } func show(celebrator: Stname & Stage) { print("\(celebrator.name) is \(celebrator.age) years old") } let studname = Person(name: "Priya", age: 21) show(celebrator: studname) let stud = Person(name: "Rehan", age: 29) show(celebrator: stud) let student = Person(name: "Roshan", age: 19) show(celebrator: student)
以上程序执行输出结果为:
Priya is 21 years old Rehan is 29 years old Roshan is 19 years old
检验协议的一致性
你可以使用is和as操作符来检查是否遵循某一协议或强制转化为某一类型。
is
操作符用来检查实例是否遵循
了某个协议
。as?
返回一个可选值,当实例遵循
协议时,返回该协议类型;否则返回nil
。as
用以强制向下转型,如果强转失败,会引起运行时错误。
实例
下面的例子定义了一个 HasArea 的协议,要求有一个Double类型可读的 area:
protocol HasArea { var area: Double { get } } // 定义了Circle类,都遵循了HasArea协议 class Circle: HasArea { let pi = 3.1415927 var radius: Double var area: Double { return pi * radius * radius } init(radius: Double) { self.radius = radius } } // 定义了Country类,都遵循了HasArea协议 class Country: HasArea { var area: Double init(area: Double) { self.area = area } } // Animal是一个没有实现HasArea协议的类 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 { // 对迭代出的每一个元素进行检查,看它是否遵循了HasArea协议 if let objectWithArea = object as? HasArea { print("面积为 \(objectWithArea.area)") } else { print("没有面积") } }
以上程序执行输出结果为:
面积为 12.5663708 面积为 243610.0 没有面积
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