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协议
Protocol(协议) 定义了用于完成某项任务或功能的 方法,属性等 ,它不具备任何功能的细节实现,只用来统一方法,属性等 的名称和其类型.(译者注: 其他语言中也把 Portocol 称为 Interface(接口) ).协议可以被 类,枚举,结构体 采纳并实现,任意满足了协议要求的类,枚举,结构体被称之为 协议遵循者.
协议可以要求 协议遵循者 必须拥有的某些指定的 属性,方法,操作符,下标 .
协议的语法
协议 的定义和 类,结构体,枚举 的定义非常相似:
protocol SomeProtocol {
// 此处书写协议的内容
}
自定义类型在 类型名称 后加上 协议名称 ,并用冒号(:)分隔,从而采纳协议.实现多个协议时,用逗号(,)分隔.
struct SomeStructure: FirstProtocol, AnotherProtocol{
// 此处书写结构体的定义
}
当某个类实现了协议,并含有父类时,应把父类名放在所有的协议名称之前
class SomeClass: SomeSuperClass, FirstProtocol, AnotherProtocol{
// 此处书写类的定义
}
属性要求
协议能够要求其遵循者必须拥有 特定名称和类型 的实例属性(instance property) 或 类属性 (type property),也可以指定协议中的属性的settable 和 gettable ,但它并不要求属性是 存储型属性(stored property) 还是 计算型属性(calculate property).
当协议要求其中的某个属性为 gettable 时,即使实现了它的 getter 也不会出错. (译者注:此小节术语较多,可参阅属性章节)
属性通常被声明为变量,通过前置 var 关键字. 在属性声明后写上 { get set } 指定属性为可读写的. { get } 用来描述属性为可读的.
protocol SomeProtocol {
var musBeSettable : Int { get set }
var doesNotNeedToBeSettable: Int { get }
}
当协议被类实现时,使用 class 关键字来说明该属性为类成员 ; 当协议被结构体或枚举实现时,则使用 static 关键字
protocol AnotherProtocol {
class var someTypeProperty: Int { get set }
}
下边的协议包含了一个实例属性
protocol FullyNamed {
var fullName: string { get }
}
FullyNamed 定义了一个拥有 fullName 属性的协议. 该协议要求其 遵循者 必须拥有一个名为 fullName, 类型为 String 的可读属性.
下边有一个遵循了 FullyNamed 的简单结构体
struct Person: FullyNamed{
var fullName: String
}
let john = Person(fullName: "John Appleseed")
//john.fullName 为 "John Appleseed"
定义一个名为 Person 并实现了 FullyNamed 协议的结构体. 每一个 Person 实例都拥有一个 String 类型,名为 fullName 的 存储型属性,它满足了FullyNamed协议的唯一要求,也意味着 Person 完整的遵循了该协议.(如果协议未被完整遵循,Swift编译时会报出错误).
下边是一个更为复杂的类,该类也实现并遵循了FullyNamed协议:
class Starship: FullyNamed {
var prefix: String?
var name: String
init(name: String, prefix: Stirng? = nil ) {
self.anme = name
self.prefix = prefix
}
var fullName: String {
return (prefix ? prefix ! + " " : " ") + name
}
}
var ncc1701 = Starship(name: "Enterprise", prefix: "USS")
// ncc1701.fullName == "USS Enterprise"
该类将 fullName 实现为计算型只读属性. Starship 类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 statship 构建 fullName
方法要求
协议 可以要求其 遵循者 必备某些实例方法和类方法. 这些方法作为协议的一部分,除了不需要方法体外,像普通的方法一样写在协议体中.此外,协议中的方法支持可变参数.
笔记: 协议中的
方法的语法同普通方法一样,但是不支持默认参数.
在协议中定义类方法与类属性一样,只需在方法前加上 class 关键字; 当协议用于被枚举或结构体遵循时,类方法的关键字需要换为static:
protocol SomeProtocol {
class func someTypeMethod()
}
下边是拥有一个实例方法的协议的例子
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 的示例方法. (尽管协议中并未明确指定,在这假设随机数在 [0,1] 之间). 该协议只为生成随机数提供了一个统一的函数名称,而不去做具体的实现工作.
这里有一个名为 LinearCongruentialGenerator 并且 遵循了 RandomNumberGenerator 协议 的类. 该类实现了名为 linear congruential generator 的假随机数算法
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"
突变方法要求
有时不得不在方法中改变实例的所属的类型.在基于Value Type的实例方法( 译者注:指结构体和枚举中的方法)的 func 前加上 mutating 关键字 来表明该方法允许改变该实例和属性的所属类型. 这一过程在 Modifyting Value Types from Within Instance Methods 一节中有详细描述.
如果你打算在协议中定义一个能够改变实例所属类型的实例方法,只需要在方法前加上 mutating 关键字.使得结构体和枚举遵循该协议.(译者注:类中的变量为 Reference Type ; 结构体和枚举中的变量都为 Value Type, 因此有时需要更改它们的所属类型)
若把协议的实例方法标记为
mutating,mutating关键字只对结构体和枚举中的实例方法有效;当使用类遵循该协议时,不需要为这个实例方法前加mutating关键字.
下边的这个例子定义了一个名为 Togglable,含有一个 toggle 方法的协议.通过名字猜测,toggle 方法应该是用来 切换或恢复 某个状态使用的.toggle 方法前含有 mutating 关键字,用以标识其可以更改协议遵循者的实例所属类型
protocol Togglable {
mutating func toggle()
}
如果你使用枚举或结构体来实现Togglabl 协议,那么在枚举或结构体中也需要在toggle 方法前加上 mutating 关键字作为标志.
下边这个例子定义了一个名为 OnOffSwitch的枚举. 这个枚举可以切换两种状态,用 枚举值 On和Off 标识. 该枚举中的 toggle 也含有mutating 标记,用以匹配Togglable 协议的要求:
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
协议作为类型
尽管协议本身不实现任何功能,但你可以将它当做类型来使用
因此,你可以在很多允许使用其他类型的地方来使用协议类型,
包括:
- 作为函数,方法或构造器中的参数类型,返回值类型
- 作为常量,变量,属性的类型
- 作为数组,字典或其他容器中的元素类型
Note: 因为协议是一种类型,因此你应该向其他类型那样(Int,Double,String),使用驼峰式写法来书写协议
这里有一个使用协议类型的例子:
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,用来代表大富翁游戏的中的 N 个面的骰子.
Dice 的实例拥有名为sides和generator的两个属性,前者用来表示骰子有几个面,后者用来为骰子提供一个随机数的生成器
generator 是一个 RandomNumberGenerator 协议类型的属性.因此,你可以为它赋值任何遵循该协议的类型.
Dice 也拥有一个构造器(initializer)用来设置它的初始状态.构造器中含有一个名为generator ,类型为 RandomNumberGenerator 的形参.你可以在此传入任意遵循RandomNumberGenerator协议的类型.
Dice 拥有一个名为roll ,用以返回 1 到 骰子的面数 实例方法. 该方法调用generator 的 random 方法来创建一个 [0-1] 之间的随机数,然后使用这个随机数来生成骰子范围内的值. 这里的generator 被声明为 采纳了 RandomNumberGenerator 协议,用以确保random 能够被调用
下例展示了一个使用 LinearCongruentialGenerator 实例作为随机数生成器的六面骰子
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(代理)
委托是一种设计模式(译者注:想起了那年 UITableViewDelegate 中的奔跑,那是我逝去的青春...),它允许类或结构体将一些需要它们负责的功能或任务交由(委托)给其他的类型.
代理设计模式的实现很简单,首先定义一个协议来封装那些需要被委托的功能的函数和方法; 然后确保其遵循者拥有这些被委托的函数和方法.
委托模式可以用来相应特定的动作,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.
下边这个例子展示了两个基于骰子游戏的两个协议:
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协议可以被任何包含骰子的游戏采纳. DiceGameDelegate 协议可以用来追踪DiceGame 的游戏过程
下边是一个 Snakes and Ladders 游戏的新版本(Control Flow含有关于该游戏的介绍).新版本使用Dice中的骰子,实现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)
}
}
更详细的 Shakes and Ladders 游戏描述,请在 Control Flow -> Break 章节查看.
这个版本的游戏被包装到了名为 SnakeAndLadders 并实现了DiceGame 协议的类中. 该类含有一个可读的 dice 属性和一个 play 方法用来遵循协议.
游戏的初始化设置(setup)被为类的构造器(init())来实现.所有的游戏逻辑被转移到了协议方法play 中.
注意:delegate 被定义为遵循DiceGameDelegate协议的可选属性,因为委托并不是该游戏的必备条件.
因为delegate 是可选的,它的默认值为nil
DicegameDelegate 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. 如果delegate 属性为 nil , 则委托调用优雅的,不含错误的失败.如果delegate 不为nil, 则这些委托方法被调用,并且把SnakesAndLadders的这个实例当做参数一并传递
下边的这个例子展示了一个名为DiceGameTracker,实现DiceGameDelegate 协议的类
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 协议中要求的全部方法.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 使用 game 参数来打印游戏的一些介绍信息. game 的类型是DiceGame而不是 SnakeAndLadders, 因此gameDidStart 只能访问和使用DiceGame协议中的成员. 但是仍然可以使用类型转换来访问其实例. 在gameDidStart中,当game是SnakesAndLadders 的实例时,会打印出适当的信息. 因为game 是被视为遵循了DiceGame协议的属性,也就是说它拥有dice 属性,所以gameDidStart方法可以访问和打印dice 的 sides 属性,而无需知道这是一场什么游戏....
这是 DiceGameTracker 的运行实例:
“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”