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Protocol(协议)用于统一方法和属性的名称,而不实现任何功能。协议能够被类,枚举,结构体实现,满足协议要求的类,枚举,结构体被称为协议的遵循者。
遵循者需要提供协议指定的成员,如属性,方法,操作符,下标等。
协议的语法
协议的定义与类,结构体,枚举的定义非常相似,如下所示:
- protocol SomeProtocol {
-
- }
在类,结构体,枚举的名称后加上协议名称,中间以冒号:分隔即可实现协议;实现多个协议时,各协议之间用逗号,分隔,如下所示:
- struct SomeStructure: FirstProtocol, AnotherProtocol {
-
- }
当某个类含有父类的同时并实现了协议,应当把父类放在所有的协议之前,如下所示:
- class SomeClass: SomeSuperClass, FirstProtocol, AnotherProtocol {
-
- }
属性要求
协议能够要求其遵循者必须含有一些特定名称和类型的实例属性(instance property)或类属性 (type property),也能够要求属性的(设置权限)settable 和(访问权限)gettable,但它不要求属性是存储型属性(stored property)还是计算型属性(calculate property)。
通常前置var关键字将属性声明为变量。在属性声明后写上{ get set }表示属性为可读写的。{ get }用来表示属性为可读的。即使你为可读的属性实现了setter方法,它也不会出错。
- protocol SomeProtocol {
- var musBeSettable : Int { get set }
- var doesNotNeedToBeSettable: Int { get }
- }
用类来实现协议时,使用class关键字来表示该属性为类成员;用结构体或枚举实现协议时,则使用static关键字来表示:
- protocol AnotherProtocol {
- class var someTypeProperty: Int { get set }
- }
-
- protocol FullyNamed {
- var fullName: String { get }
- }
FullyNamed协议含有fullName属性。因此其遵循者必须含有一个名为fullName,类型为String的可读属性。
- struct Person: FullyNamed{
- var fullName: String
- }
- let john = Person(fullName: "John Appleseed")
Person结构体含有一个名为fullName的存储型属性,完整的遵循了协议。(若协议未被完整遵循,编译时则会报错)。
如下所示,Startship类遵循了FullyNamed协议:
- class Starship: FullyNamed {
- var prefix: String?
- var name: String
- init(name: String, prefix: String? = nil ) {
- self.anme = name
- self.prefix = prefix
- }
- var fullName: String {
- return (prefix ? prefix ! + " " : " ") + name
- }
- }
- var ncc1701 = Starship(name: "Enterprise", prefix: "USS")
Starship类将fullName实现为可读的计算型属性。它的每一个实例都有一个名为name的必备属性和一个名为prefix的可选属性。 当prefix存在时,将prefix插入到name之前来为Starship构建fullName。
方法要求
协议能够要求其遵循者必备某些特定的实例方法和类方法。协议方法的声明与普通方法声明相似,但它不需要方法内容。
注意: 协议方法支持变长参数(variadic parameter),不支持默认参数(default parameter)。
前置class关键字表示协议中的成员为类成员;当协议用于被枚举或结构体遵循时,则使用static关键字。如下所示:
- protocol SomeProtocol {
- class func someTypeMethod()
- }
-
- protocol RandomNumberGenerator {
- func random() -> Double
- }
RandomNumberGenerator协议要求其遵循者必须拥有一个名为random, 返回值类型为Double的实例方法。(我们假设随机数在[0,1]区间内)。
LinearCongruentialGenerator类遵循了RandomNumberGenerator协议,并提供了一个叫做线性同余生成器(linear congruential generator)的伪随机数算法。
- 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) % m)
- return lastRandom / m
- }
- }
- let generator = LinearCongruentialGenerator()
- println("Here‘s a random number: \(generator.random())")
- println("And another one: \(generator.random())")
突变方法要求
能在方法或函数内部改变实例类型的方法称为突变方法。在值类型(Value Type)(译者注:特指结构体和枚举)中的的函数前缀加上mutating关键字来表示该函数允许改变该实例和其属性的类型。 这一变换过程在实例方法(Instance Methods)章节中有详细描述。
(译者注:类中的成员为引用类型(Reference Type),可以方便的修改实例及其属性的值而无需改变类型;而结构体和枚举中的成员均为值类型(Value Type),修改变量的值就相当于修改变量的类型,而Swift默认不允许修改类型,因此需要前置mutating关键字用来表示该函数中能够修改类型)
注意:用class实现协议中的mutating方法时,不用写mutating关键字;用结构体,枚举实现协议中的mutating方法时,必须写mutating关键字。
如下所示,Togglable协议含有toggle函数。根据函数名称推测,toggle可能用于切换或恢复某个属性的状态。mutating关键字表示它为突变方法:
- protocol Togglable {
- mutating func toggle()
- }
当使用枚举或结构体来实现Togglabl协议时,必须在toggle方法前加上mutating关键字。
如下所示,OnOffSwitch枚举遵循了Togglable协议,On,Off两个成员用于表示当前状态
- 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()
协议类型
协议本身不实现任何功能,但你可以将它当做类型来使用。
使用场景:
1. 作为函数,方法或构造器中的参数类型,返回值类型
2. 作为常量,变量,属性的类型
3. 作为数组,字典或其他容器中的元素类型
注意:协议类型应与其他类型(Int,Double,String)的写法相同,使用驼峰式
- 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
- }
- }
这里定义了一个名为 Dice的类,用来代表桌游中的N个面的骰子。
Dice含有sides和generator两个属性,前者用来表示骰子有几个面,后者为骰子提供一个随机数生成器。由于后者为RandomNumberGenerator的协议类型。所以它能够被赋值为任意遵循该协议的类型。
此外,使用构造器(init)来代替之前版本中的setup操作。构造器中含有一个名为generator,类型为RandomNumberGenerator的形参,使得它可以接收任意遵循RandomNumberGenerator协议的类型。
roll方法用来模拟骰子的面值。它先使用generator的random方法来创建一个[0-1]区间内的随机数种子,然后加工这个随机数种子生成骰子的面值。
如下所示,LinearCongruentialGenerator的实例作为随机数生成器传入Dice的构造器
- var d6 = Dice(sides: 6,generator: LinearCongruentialGenerator())
- for _ in 1...5 {
- println("Random dice roll is \(d6.roll())")
- }
委托(代理)模式
委托是一种设计模式,它允许类或结构体将一些需要它们负责的功能交由(委托)给其他的类型。
委托模式的实现很简单: 定义协议来封装那些需要被委托的函数和方法, 使其遵循者拥有这些被委托的函数和方法。
委托模式可以用来响应特定的动作或接收外部数据源提供的数据,而无需要知道外部数据源的类型。
下文是两个基于骰子游戏的协议:
- protocol DiceGame {
- var dice: Dice { get }
- func play()
- }
- protocol DiceGameDelegate {
- func gameDidStart(game: DiceGame)
- func game(game: DiceGame, didStartNewTurnWithDiceRoll diceRoll:Int)
- func gameDidEnd(game: DiceGame)
- }
DiceGame协议可以在任意含有骰子的游戏中实现,DiceGameDelegate协议可以用来追踪DiceGame的游戏过程。
如下所示,SnakesAndLadders是Snakes and Ladders(译者注:控制流章节有该游戏的详细介绍)游戏的新版本。新版本使用Dice作为骰子,并且实现了DiceGame和DiceGameDelegate协议
- class SnakesAndLadders: DiceGame {
- let finalSquare = 25
- let dic = Dice(sides: 6, generator: LinearCongruentialGenerator())
- var square = 0
- var board: Int[]
- init() {
- board = Int[](count: finalSquare + 1, repeatedValue: 0)
- board[03] = +08; board[06] = +11; borad[09] = +09; board[10] = +02
- borad[14] = -10; board[19] = -11; borad[22] = -02; board[24] = -08
- }
- var delegate: DiceGameDelegate?
- func play() {
- square = 0
- delegate?.gameDidStart(self)
- gameLoop: while square != finalSquare {
- let diceRoll = dice.roll()
- delegate?.game(self,didStartNewTurnWithDiceRoll: diceRoll)
- switch square + diceRoll {
- case finalSquare:
- break gameLoop
- case let newSquare where newSquare > finalSquare:
- continue gameLoop
- default:
- square += diceRoll
- square += board[square]
- }
- }
- delegate?.gameDIdEnd(self)
- }
- }
游戏的初始化设置(setup)被SnakesAndLadders类的构造器(initializer)实现。所有的游戏逻辑被转移到了play方法中。
注意:因为delegate并不是该游戏的必备条件,delegate被定义为遵循DiceGameDelegate协议的可选属性
DicegameDelegate协议提供了三个方法用来追踪游戏过程。被放置于游戏的逻辑中,即play()方法内。分别在游戏开始时,新一轮开始时,游戏结束时被调用。
因为delegate是一个遵循DiceGameDelegate的可选属性,因此在play()方法中使用了可选链来调用委托方法。 若delegate属性为nil, 则委托调用优雅地失效。若delegate不为nil,则委托方法被调用
如下所示,DiceGameTracker遵循了DiceGameDelegate协议
- class DiceGameTracker: DiceGameDelegate {
- var numberOfTurns = 0
- func gameDidStart(game: DiceGame) {
- numberOfTurns = 0
- if game is SnakesAndLadders {
- println("Started a new game of Snakes and Ladders")
- }
- println("The game is using a \(game.dice.sides)-sided dice")
- }
- func game(game: DiceGame, didStartNewTurnWithDiceRoll diceRoll: Int) {
- ++numberOfTurns
- println("Rolled a \(diceRoll)")
- }
- func gameDidEnd(game: DiceGame) {
- println("The game lasted for \(numberOfTurns) turns")
- }
- }
DiceGameTracker实现了DiceGameDelegate协议的方法要求,用来记录游戏已经进行的轮数。 当游戏开始时,numberOfTurns属性被赋值为0;在每新一轮中递加;游戏结束后,输出打印游戏的总轮数。
gameDidStart方法从game参数获取游戏信息并输出。game在方法中被当做DiceGame类型而不是SnakeAndLadders类型,所以方法中只能访问DiceGame协议中的成员。
DiceGameTracker的运行情况,如下所示:
- “let tracker = DiceGameTracker()
- let game = SnakesAndLadders()
- game.delegate = tracker
- game.play()
在扩展中添加协议成员
即便无法修改源代码,依然可以通过扩展(Extension)来扩充已存在类型(译者注: 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,协议等成员。详情请在扩展章节中查看。
注意: 通过扩展为已存在的类型遵循协议时,该类型的所有实例也会随之添加协议中的方法
TextRepresentable协议含有一个asText,如下所示:
- protocol TextRepresentable {
- func asText() -> String
- }
通过扩展为上一节中提到的Dice类遵循TextRepresentable协议
- extension Dice: TextRepresentable {
- cun asText() -> String {
- return "A \(sides)-sided dice"
- }
- }
从现在起,Dice类型的实例可被当作TextRepresentable类型:
- let d12 = Dice(sides: 12,generator: LinearCongruentialGenerator())
- println(d12.asText())
- println(d12.asText())
- println(d12.asText())
SnakesAndLadders类也可以通过扩展的方式来遵循协议:
- extension SnakeAndLadders: TextRepresentable {
- func asText() -> String {
- return "A game of Snakes and Ladders with \(finalSquare) squares"
- }
- }
- println(game.asText())
通过延展补充协议声明
当一个类型已经实现了协议中的所有要求,却没有声明时,可以通过扩展来补充协议声明:
- struct Hamster {
- var name: String
- func asText() -> String {
- return "A hamster named \(name)"
- }
- }
- extension Hamster: TextRepresentabl {}
从现在起,Hamster的实例可以作为TextRepresentable类型使用
- let simonTheHamster = Hamster(name: "Simon")
- let somethingTextRepresentable: TextRepresentabl = simonTheHamester
- println(somethingTextRepresentable.asText())
注意:即时满足了协议的所有要求,类型也不会自动转变,因此你必须为它做出明显的协议声明
集合中的协议类型
协议类型可以被集合使用,表示集合中的元素均为协议类型:
- let things: TextRepresentable[] = [game,d12,simoTheHamster]
如下所示,things数组可以被直接遍历,并调用其中元素的asText()函数:
- for thing in things {
- println(thing.asText())
- }
thing被当做是TextRepresentable类型而不是Dice,DiceGame,Hamster等类型。因此能且仅能调用asText方法
协议的继承
协议能够继承一到多个其他协议。语法与类的继承相似,多个协议间用逗号,分隔
- protocol InheritingProtocol: SomeProtocol, AnotherProtocol {
-
- }
- 如下所示,PrettyTextRepresentable协议继承了TextRepresentable协议
-
- protocol PrettyTextRepresentable: TextRepresentable {
- func asPrettyText() -> String
- }
遵循PrettyTextRepresentable协议的同时,也需要遵循TextRepresentable`协议。
如下所示,用扩展为SnakesAndLadders遵循PrettyTextRepresentable协议:
- extension SnakesAndLadders: PrettyTextRepresentable {
- func asPrettyText() -> String {
- var output = asText() + ":\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
- }
- }
在for in中迭代出了board数组中的每一个元素:
当从数组中迭代出的元素的值大于0时,用▲表示。
当从数组中迭代出的元素的值小于0时,用▼表示。
当从数组中迭代出的元素的值等于0时,用○表示。
任意SankesAndLadders的实例都可以使用asPrettyText()方法。
- println(game.asPrettyText())
协议合成
一个协议可由多个协议采用protocol这样的格式进行组合,称为协议合成(protocol composition)。
举个例子:
- protocol Named {
- var name: String { get }
- }
- protocol Aged {
- var age: Int { get }
- }
- struct Person: Named, Aged {
- var name: String
- var age: Int
- }
- func wishHappyBirthday(celebrator: protocol) {
- println("Happy birthday \(celebrator.name) - you‘re \(celebrator.age)!")
- }
- let birthdayPerson = Person(name: "Malcolm", age: 21)
- wishHappyBirthday(birthdayPerson)
Named协议包含String类型的name属性;Aged协议包含Int类型的age属性。Person结构体遵循了这两个协议。
wishHappyBirthday函数的形参celebrator的类型为protocol。可以传入任意遵循这两个协议的类型的实例
注意:协议合成并不会生成一个新协议类型,而是将多个协议合成为一个临时的协议,超出范围后立即失效。
检验协议的一致性
使用is检验协议一致性,使用as将协议类型向下转换(downcast)为的其他协议类型。检验与转换的语法和之前相同(详情查看类型检查):
1. is操作符用来检查实例是否遵循了某个协议。
2. 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
3. as用以强制向下转换型。
- @objc protocol HasArea {
- var area: Double { get }
- }
- class Circle: HasArea {
- let pi = 3.1415927
- var radius: Double
- var area:≈radius }
- init(radius: Double) { self.radius = radius }
- }
- class Country: HasArea {
- var area: Double
- init(area: Double) { self.area = area }
- }
Circle和Country都遵循了HasArea协议,前者把area写为计算型属性(computed property),后者则把area写为存储型属性(stored property)。
如下所示,Animal类没有实现任何协议
- class Animal {
- var legs: Int
- init(legs: Int) { self.legs = legs }
- }
Circle,Country,Animal并没有一个相同的基类,所以采用AnyObject类型的数组来装载在他们的实例,如下所示:
- let objects: AnyObject[] = [
- Circle(radius: 2.0),
- Country(area: 243_610),
- Animal(legs: 4)
- ]
如下所示,在迭代时检查object数组的元素是否遵循了HasArea协议:
- for object in objects {
- if let objectWithArea = object as? HasArea {
- println("Area is \(objectWithArea.area)")
- } else {
- println("Something that doesn‘t have an area")
- }
- }
当数组中的元素遵循HasArea协议时,通过as?操作符将其可选绑定(optional binding)到objectWithArea常量上。
objects数组中元素的类型并不会因为向下转型而改变,当它们被赋值给objectWithArea时只被视为HasArea类型,因此只有area属性能够被访问。
可选协议要求
可选协议含有可选成员,其遵循者可以选择是否实现这些成员。在协议中使用@optional关键字作为前缀来定义可选成员。
可选协议在调用时使用可选链,详细内容在可选链章节中查看。
像someOptionalMethod?(someArgument)一样,你可以在可选方法名称后加上?来检查该方法是否被实现。可选方法和可选属性都会返回一个可选值(optional value),当其不可访问时,?之后语句不会执行,并返回nil。
注意:可选协议只能在含有@objc前缀的协议中生效。且@objc的协议只能被类遵循。
Counter类使用CounterDataSource类型的外部数据源来提供增量值(increment amount),如下所示:
- @objc protocol CounterDataSource {
- @optional func incrementForCount(count: Int) -> Int
- @optional var fixedIncrement: Int { get }
- }
CounterDataSource含有incrementForCount的可选方法和fiexdIncrement的可选属性。
注意:CounterDataSource中的属性和方法都是可选的,因此可以在类中声明但不实现这些成员,尽管技术上允许这样做,不过最好不要这样写。
Counter类含有CounterDataSource?类型的可选属性dataSource,如下所示:
- @objc class Counter {
- var count = 0
- var dataSource: CounterDataSource?
- func increment() {
- if let amount = dataSource?.incrementForCount?(count) {
- count += amount
- } else if let amount = dataSource?.fixedIncrement? {
- count += amount
- }
- }
- }
count属性用于存储当前的值,increment方法用来为count赋值。
increment方法通过可选链,尝试从两种可选成员中获取count。
由于dataSource可能为nil,因此在dataSource后边加上了?标记来表明只在dataSource非空时才去调用incrementForCount`方法。
即使dataSource存在,但是也无法保证其是否实现了incrementForCount方法,因此在incrementForCount方法后边也加有?标记。
在调用incrementForCount方法后,Int型可选值通过可选绑定(optional binding)自动拆包并赋值给常量amount。
当incrementForCount不能被调用时,尝试使用可选属性fixedIncrement来代替。
ThreeSource实现了CounterDataSource协议,如下所示:
- class ThreeSource: CounterDataSource {
- let fixedIncrement = 3
- }
使用ThreeSource作为数据源开实例化一个Counter:
- var counter = Counter()
- counter.dataSource = ThreeSource()
- for _ in 1...4 {
- counter.increment()
- println(counter.count)
- }
TowardsZeroSource实现了CounterDataSource协议中的incrementForCount方法,如下所示:
- class TowardsZeroSource: CounterDataSource {
- func incrementForCount(count: Int) -> Int {
- if count == 0 {
- return 0
- } else if count < 0 {
- return 1
- } else {
- return -1
- }
- }
- }
下边是执行的代码:
- counter.count = -4
- counter.dataSource = TowardsZeroSource()
- for _ in 1...5 {
- counter.increment()
- println(counter.count)
- }
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原文地址:http://www.cnblogs.com/Free-Thinker/p/5000700.html