协议(Protocol)用于定义完成某项任务或功能所必须的方法和属性,协议实际上并不提供这些功能或任务的具体实现(Implementation) –而只用来描述这些实现应该是什么样的。类,结构体,枚举通过提供协议所要求的方法,属性的具体实现来采用(adopt) 协议。任意能够满足协议要求的类型被称为协议的遵循者。
协议可以要求其遵循者提供特定的实例属性,实例方法,类方法,操作符或下标脚本等。
协议的语法
协议 的定义方式与类,结构体,枚举 的定义都非常相似,如下所示
protocol SomeProtocol {
// 协议内容
}
在类型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 {
// 结构体内容
}
如果一个类在含有父类 的同时也采用了协议,应当把父类 放在所有的协议 之前,如下所示
class SomeClass: SomeSuperClass, FirstProtocol, AnotherProtocol {
// 类的内容
}
协议可以规定其遵循者 提供特定名称与类型的实例属性(instance property) 或类属性(type property) ,而不管其是存储型属性(stored property) 还是计算型属性(calculate property) 。此外也可以指定属性是只读的还是可读写的。 如果协议要求属性是可读写的,那么这个属性不能是常量存储型属性 或只读计算型属性 ;如果协议要求属性是只读的(gettable),那么计算型属性 或存储型属性 都能满足协议对属性的规定,在你的代码中,即使为只读属性实现了写方法(settable)也依然有效。 协议中的属性经常被加以var 前缀声明其为变量属性,在声明后加上{ set get } 来表示属性是可读写的,只读的属性则写作{ get } ,如下所示:
protocol SomeProtocol {
var mustBeSettable : Int { get set }
var doesNotNeedToBeSettable: Int { get }
}
如下所示,通常在协议的定义中使用class 前缀表示该属性为类成员;在枚举和结构体实现协议时中,需要使用static 关键字作为前缀。
protocol AnotherProtocol {
class var someTypeProperty: Int { get set }
}
如下所示,这是一个含有一个实例属性要求的协议
protocol FullyNamed {
var fullName: String { get }
}
FullyNamed 协议定义了任何拥有fullName 的类型。它并不指定具体类型,而只是要求类型必须提供一个fullName 。任何FullyNamed 类型都得有一个只读的fullName 属性,类型为String 。 如下所示,这是一个实现了FullyNamed 协议的简单结构体
struct Person: FullyNamed{
var fullName: String
}
let john = Person(fullName: "John Appleseed")
//john.fullName 为 "John Appleseed"
这个例子中定义了一个叫做Person 的结构体,用来表示具有指定名字的人。从第一行代码中可以看出,它采用了FullyNamed 协议。 Person 结构体的每一个实例都有一个叫做fullName ,String类型的存储型属性,这正好匹配了FullyNamed 协议的要求,也就意味着,Person 结构体完整的遵循了协议。(如果协议要求未被完全满足,在编译时会报错 这有一个更为复杂的类,它采用并实现了FullyNamed 协议,如下所示
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 ? prefix! + " " : " ") + name
}
}
var ncc1701 = Starship(name: "Enterprise", prefix: "USS")
// ncc1701.fullName == "USS Enterprise"
Starship 类把fullName 属性实现为只读的计算型属性 。每一个Starship 类的实例都有一个名为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 ,prefix 不存在时,则将直接用name构建fullName 对方法的规定 协议 可以要求其遵循者 实现某些指定的实例方法 或类方法 。这些方法作为协议的一部分,像普通的方法一样清晰的放在协议的定义中,而不需要大括号和方法体。 注意: 协议中的方法支持变长参数(variadic parameter) ,不支持参数默认值(default value) 。 如下所示,协议中类方法的定义与类属性的定义相似,在协议定义的方法前置class 关键字来表示。当在枚举 或结构体 实现类方法时,需要使用static 关键字来代替。
protocol SomeProtocol {
class func someTypeMethod()
}
如下所示,定义了含有一个实例方法的的协议。
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 e的实例方法。 (尽管这里并未指明,但是我们假设返回值在[0,1]区间内)。 RandomNumberGenerator 协议并不在意每一个随机数是怎样生成的,它只强调这里有一个随机数生成器。 如下所示,下边的是一个遵循了RandomNumberGenerator 协议的类。该类实现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())")
// 输出 : "Here‘s a random number: 0.37464991998171"
println("And another one: \(generator.random())")
// 输出 : "And another one: 0.729023776863283"
有时不得不在方法中更改实例的所属类型。在基于值类型(value types) (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实例及其属性的所属类型。这一过程在Modifyting Value Types from Within Instance Methods章节中有详细描述。 如果协议中的实例方法打算改变其遵循者 实例的类型,那么在协议定义时需要在方法前加mutating 关键字,才能使结构体,枚举来采用并满足协议中对方法的规定。 注意: 用类实现协议中的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 协议含有名为toggle 的突变实例方法。根据名称推测,toggle 方法应该是用于切换或恢复其遵循者 实例或其属性的类型。
protocol Togglable {
mutating func toggle()
}
当使用枚举 或结构体 来实现Togglabl 协议时,需要提供一个带有mutating 前缀的toggle 方法。 如下所示,OnOffSwitch 枚举遵循 了Togglabl 协议,On ,Off 两个成员用于表示当前状态。枚举的toggle 方法被标记为mutating ,用以匹配Togglabl 协议的规定。
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 现在的值为 .On
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。 使用场景 协议类型 型作为函数、方法或构造器中的参数类型或返回值类型 协议类型 作为常量、变量或属性的类型 协议类型 作为数组、字典或其他容器中的元素类型 注意: 协议是一种类型,因此协议类型的名称应与其他类型(Int,Double,String)的写法相同,使用驼峰式写法 如下所示,这个示例中将协议当做类型来使用
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
}
}
例子中又一个Dice 类,用来代表桌游中的拥有N个面的骰子。Dice 的实例含有sides 和generator 两个属性,前者是整型,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。 generator 属性的类型为RandomNumberGenerator ,因此任何遵循了RandomNumberGenerator 协议的类型的实例都可以赋值给generator ,除此之外,无其他要求。 类中也有一个构造器(initializer) ,用来进行初始化操作。构造器中含有一个名为generator ,类型为RandomNumberGenerator 的形参。在调用构造方法时创建Dice 的实例时,可以传入任何遵循RandomNumberGenerator 协议的实例给generator 。 Dice 类也提供了一个名为roll 的实例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。generator 被认为是遵循了RandomNumberGenerator 的类型,因而保证了random 方法可以被调用。 如下所示,这里展示了如何使用LinearCongruentialGenerator 的实例作为随机数生成器创建一个六面骰子
var d6 = Dice(sides: 6,generator: LinearCongruentialGenerator())
for _ in 1...5 {
println("Random dice roll is \(d6.roll())")
}
//输出结果
//Random dice roll is 3
//Random dice roll is 5
//Random dice roll is 4
//Random dice roll is 5
//Random dice roll is 4
委托是一种设计模式(译者注: 想起了那年 UITableViewDelegate 中的奔跑,那是我逝去的Objective-C……),它允许类 或结构体 将一些需要它们负责的功能交由(委托) 给其他的类型的实例。 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所属类型(译者注:只要求外部数据源遵循 某协议)。 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:Control Flow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,后者用来记录游戏的过程
class SnakesAndLadders: DiceGame {
let finalSquare = 25
let dice = 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; board[09] = +09; board[10] = +02
board[14] = -10; board[19] = -11; board[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)
}
}
这个版本的游戏封装到了SnakesAndLadders 类中,该类采用了DiceGame 协议,并且提供了dice 属性和play 实例方法用来遵循协议。(dice 属性在构造之后就不在改变,且协议只要求dice 为只读的,因此将dice 声明为常量属性。 在SnakesAndLadders 类的构造器(initializer) 初始化游戏。所有的游戏逻辑被转移到了play 方法中,play 方法使用协议规定的dice 属性提供骰子摇出的值。 注意:delegate 并不是游戏的必备条件,因此delegate 被定义为遵循DiceGameDelegate 协议的可选属性,delegate 使用nil 作为初始值。 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delegate 所调用的方法失效。若delegate 不为nil ,则方法能够被调用 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 协议规定的三个方法,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SnakesAndLadders 类型,所以方法中只能访问DiceGame 协议中的成员。当然了,这些方法也可以在类型转换之后调用。在上例代码中,通过is操作符检查game 是否为 SnakesAndLadders 类型的实例,如果是,则打印出相应的内容。 无论当前进行的是何种游戏,game 都遵循DiceGame 协议以确保game 含有dice 属性,因此在gameDidStart 方法中可以通过传入的game 参数来访问dice属性,进而打印出dice 的sides 属性的值。 DiceGameTracker 的运行情况,如下所示
let tracker = DiceGameTracker()
let game = SnakesAndLadders()
game.delegate = tracker
game.play()
// Started a new game of Snakes and Ladders
// The game is using a 6-sided dice
// Rolled a 3
// Rolled a 5
// Rolled a 4
// Rolled a 5
// The game lasted for 4 turns
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 ,下标脚本 ,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 {
func 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())
// 输出 "A 12-sided dice"
SnakesAndLadders 类也可以通过扩展 的方式来遵循协议:
extension SnakesAndLadders: TextRepresentable {
func asText() -> String {
return "A game of Snakes and Ladders with \(finalSquare) squares"
}
}
println(game.asText())
// 输出 "A game of Snakes and Ladders with 25 squares"
通过扩展补充协议声明 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: TextRepresentable {}
从现在起,Hamster 的实例可以作为TextRepresentable 类型使用
let simonTheHamster = Hamster(name: "Simon")
let somethingTextRepresentable: TextRepresentable = simonTheHamster
println(somethingTextRepresentable.asText())
// 输出 "A hamster named Simon"
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,simonTheHamster]
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())
}
// A game of Snakes and Ladders with 25 squares
// A 12-sided dice
// A hamster named Simon
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 {
// 协议定义
}
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())
// A game of Snakes and Ladders with 25 squares:
// ○ ○ ▲ ○ ○ ▲ ○ ○ ▲ ▲ ○ ○ ○ ▼ ○ ○ ○ ○ ▼ ○ ○ ▼ ○ ▼ ○
协议合成 一个协议可由多个协议采用protocol(SomeProtocol, AnotherProtocol) 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<Named, Aged>) {
println("Happy birthday \(celebrator.name) - you‘re \(celebrator.age)!")
}
let birthdayPerson = Person(name: "Malcolm", age: 21)
wishHappyBirthday(birthdayPerson)
// 输出 "Happy birthday Malcolm - you‘re 21!
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
@objc protocol HasArea {
var area: Double { get }
}
注意: @objc 用来表示协议是可选的,也可以用来表示暴露给Objective-C 的代码,此外,@objc 型协议只对类 有效,因此只能在类 中检查协议的一致性。详情查看Using Siwft with Cocoa and Objectivei-c。 如下所示,定义了Circle 和Country 类,它们都遵循了haxArea 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 }
}
class Country: HasArea {
var area: Double
init(area: Double) { self.area = area }
}
Circle 类把area 实现为基于存储型属性 radius的计算型属性 ,Country 类则把area 实现为存储型属性 。这两个类都遵循 了haxArea 协议。 如下所示,Animal是一个没有实现HasArea 协议的类
class Animal {
var legs: Int
init(legs: Int) { self.legs = legs }
}
Circle,Country,Animal 并没有一个相同的基类,因而采用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)
]
objects数组使用字面量初始化,数组包含一个radius 为2。0的Circle 的实例,一个保存了英国面积的Country 实例和一个legs 为4的Animal 实例。 如下所示,objects 数组可以被迭代,对迭代出的每一个元素进行检查,看它是否遵循了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")
}
}
// Area is 12.5663708
// Area is 243610.0
// Something that doesn‘t have an area
当迭代出的元素遵循HasArea 协议时,通过as? 操作符将其可选绑定(optional binding) 到objectWithArea 常量上。objectWithArea 是HasArea 协议类型的实例,因此area属性是可以被访问和打印的。 objects 数组中元素的类型并不会因为向下转型 而改变,它们仍然是Circle ,Country ,Animal 类型。然而,当它们被赋值给objectWithArea 常量时,则只被视为HasArea 类型,因此只有area 属性能够被访问。 对可选协议的规定 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Optional Chaning章节中查看。 像someOptionalMethod?(someArgument) 这样,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,并整体返回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 如下所示,Counter 类使用含有两个可选成员的CounterDataSource 协议类型的外部数据源来提供增量值(increment amount)
@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 ,它们使用了不同的方法来从数据源中获取合适的增量值。 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:
[Java] 纯文本查看 复制代码
var counter = Counter()
counter.dataSource = ThreeSource()
for _ in 1...4 {
counter.increment()
println(counter.count)
}
// 3
// 6
// 9
// 12
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:
c
ounter.count = -4
counter.dataSource = TowardsZeroSource()
for _ in 1...5 {
counter.increment()
println(counter.count)
}
// -3
// -2
// -1
// 0
// 0
原文地址:http://blog.csdn.net/wangzi11322/article/details/45669217