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# 协议
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`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`.
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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` .
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## 协议的语法
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`协议` 的定义和 `类,结构体,枚举` 的定义非常相似:
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protocol SomeProtocol {
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// 此处书写协议的内容
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}
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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.
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struct SomeStructure: FirstProtocol, AnotherProtocol{
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// 此处书写结构体的定义
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}
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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
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class SomeClass: SomeSuperClass, FirstProtocol, AnotherProtocol{
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// 此处书写类的定义
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}
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## 属性要求
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`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)`.
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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*)
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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.
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protocol SomeProtocol {
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var musBeSettable : Int { get set }
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var doesNotNeedToBeSettable: Int { get }
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}
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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
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protocol AnotherProtocol {
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class var someTypeProperty: Int { get set }
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}
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下边的协议包含了一个实例属性
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protocol FullyNamed {
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var fullName: string { get }
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}
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`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.
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下边有一个`遵循`了 `FullyNamed` 的简单结构体
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struct Person: FullyNamed{
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var fullName: String
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}
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let john = Person(fullName: "John Appleseed")
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//john.fullName 为 "John Appleseed"
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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).
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下边是一个更为复杂的类,该类也实现并遵循了`FullyNamed`协议:
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class Starship: FullyNamed {
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var prefix: String?
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var name: String
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init(name: String, prefix: Stirng? = nil ) {
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self.anme = name
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self.prefix = prefix
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}
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var fullName: String {
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return (prefix ? prefix ! + " " : " ") + name
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}
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}
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var ncc1701 = Starship(name: "Enterprise", prefix: "USS")
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// ncc1701.fullName == "USS Enterprise"
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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`
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## 方法要求
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`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.
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> 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`.
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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`:
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protocol SomeProtocol {
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class func someTypeMethod()
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}
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下边是拥有一个实例方法的协议的例子
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protocol RandomNumberGenerator {
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func random() -> Double
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}
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`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.
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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
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class LinearCongruentialGenerator: RandomNumberGenerator {
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var lastRandom = 42.0
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let m = 139968.0
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let a = 3877.0
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let c = 29573.0
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func random() -> Double {
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lastRandom = ((lastRandom * a + c) % m)
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return lastRandom / m
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}
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}
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let generator = LinearCongruentialGenerator()
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println("Here's a random number: \(generator.random())")
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// 输出 : "Here's a random number: 0.37464991998171"
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println("And another one: \(generator.random())")
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// 输出 : "And another one: 0.729023776863283"
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## 突变方法要求
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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][1] 一节中有详细描述.
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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*)
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> 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.
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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
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protocol Togglable {
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mutating func toggle()
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}
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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.
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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:
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enum OnOffSwitch: Togglable {
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case Off, On
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mutating func toggle() {
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switch self {
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case Off:
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self = On
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case On:
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self = Off
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}
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}
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}
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var lightSwitch = OnOffSwitch.Off
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lightSwitch.toggle()
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//lightSwitch 现在的值为 .On
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## 协议作为类型
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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
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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,
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包括:
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* 作为函数,方法或构造器中的参数类型,返回值类型
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* 作为常量,变量,属性的类型
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* 作为数组,字典或其他容器中的元素类型
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>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
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这里有一个使用协议类型的例子:
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class Dice {
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let sides: Int
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let generator: RandomNumberGenerator
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init(sides: Int, generator: RandomNumberGenerator) {
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self.sides = sides
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self.generator = generator
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}
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func roll() -> Int {
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return Int(generator.random * Double(sides)) +1
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}
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}
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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.
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`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
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`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.
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`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.
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`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
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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
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var d6 = Dice(sides: 6,generator: LinearCongruentialGenerator())
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for _ in 1...5 {
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println("Random dice roll is \(d6.roll())")
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}
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//输出结果
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//Random dice roll is 3
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//Random dice roll is 5
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//Random dice roll is 4
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//Random dice roll is 5
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//Random dice roll is 4
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## 委托(代理)
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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.
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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`.
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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.
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下边这个例子展示了两个基于骰子游戏的两个协议:
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protocol DiceGame {
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var dice: Dice { get }
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func play()
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}
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protocol DiceGameDelegate {
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func gameDidStart(game: DiceGame)
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func game(game: DiceGame, didStartNewTurnWithDiceRoll diceRoll:Int)
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func gameDidEnd(game: DiceGame)
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}
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`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
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下边是一个 `Snakes and Ladders` 游戏的新版本([Control Flow](2)*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
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class SnakesAndLadders: DiceGame {
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let finalSquare = 25
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let dic = Dice(sides: 6, generator: LinearCongruentialGenerator())
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var square = 0
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var board: Int[]
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init() {
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board = Int[](count: finalSquare + 1, repeatedValue: 0)
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board[03] = +08; board[06] = +11; borad[09] = +09; board[10] = +02
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borad[14] = -10; board[19] = -11; borad[22] = -02; board[24] = -08
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}
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var delegate: DiceGameDelegate?
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func play() {
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square = 0
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delegate?.gameDidStart(self)
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gameLoop: while square != finalSquare {
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let diceRoll = dice.roll()
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delegate?.game(self,didStartNewTurnWithDiceRoll: diceRoll)
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switch square + diceRoll {
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case finalSquare:
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break gameLoop
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case let newSquare where newSquare > finalSquare:
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continue gameLoop
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default:
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square += diceRoll
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square += board[square]
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}
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}
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delegate?.gameDIdEnd(self)
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}
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}
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更详细的 `Shakes and Ladders` 游戏描述,请在 [Control Flow -> Break](3) 章节查看.
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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.
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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.
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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.
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因为`delegate` 是可选的,它的默认值为`nil`
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`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.
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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
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下边的这个例子展示了一个名为`DiceGameTracker`,实现`DiceGameDelegate` 协议的类
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class DiceGameTracker: DiceGameDelegate {
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var numberOfTurns = 0
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func gameDidStart(game: DiceGame) {
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numberOfTurns = 0
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if game is SnakesAndLadders {
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println("Started a new game of Snakes and Ladders")
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}
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println("The game is using a \(game.dice.sides)-sided dice")
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}
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func game(game: DiceGame, didStartNewTurnWithDiceRoll diceRoll: Int) {
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++numberOfTurns
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println("Rolled a \(diceRoll)")
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}
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func gameDidEnd(game: DiceGame) {
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println("The game lasted for \(numberOfTurns) turns")
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}
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}
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`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.
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`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....
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这是 `DiceGameTracker` 的运行实例:
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“let tracker = DiceGameTracker()
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let game = SnakesAndLadders()
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game.delegate = tracker
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game.play()
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// Started a new game of Snakes and Ladders
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// The game is using a 6-sided dice
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// Rolled a 3
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// Rolled a 5
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// Rolled a 4
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// Rolled a 5
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// The game lasted for 4 turns”
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[1]:http://baidu.com
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|
[2]:http://baidu.com
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|
[3]:http://baidu.com
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