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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。

语法

协议的语法格式如下:

protocol SomeProtocol {
    // 协议内容
}

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。

protocol classa {
    
    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)"
    }
}

let studdet = classc()
studdet.stname = "Swift"
studdet.marks = 98
studdet.markssecured()

print(studdet.marks)
print(studdet.result)
print(studdet.present)
print(studdet.subject)
print(studdet.stname)

以上程序执行输出结果为:

98
true
false
Swift 协议
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 mon:
            self = thurs
            print("Thursday")
        case tue:
            self = fri
            print("Friday")
        case sat:
            self = sat
            print("Saturday")
        default:
            print("NO Such Day")
        }
    }
}

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("res is: \(show.no1)")
print("res is: \(show.no2)")

以上程序执行输出结果为:

res is: 20
res is: 30
res 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 {
    typealias members
    func next() -> members?
}

var items = [10,20,30].generate()
while let x = items.next() {
    print(x)
}

for lists in [1,2,3].map( {i in i*5}) {
    print(lists)
}

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 AgeClasificationProtocol {
   var age: Int { get }
   func agetype() -> String
}

class Person {
   let firstname: String
   let lastname: String
   var age: Int
   init(firstname: String, lastname: String) {
      self.firstname = firstname
      self.lastname = lastname
      self.age = 10
   }
}

extension Person : AgeClasificationProtocol {
   func fullname() -> String {
      var c: String
      c = firstname + " " + lastname
      return c
   }
   
   func agetype() -> String {
      switch age {
      case 0...2:
         return "Baby"
      case 2...12:
         return "Child"
      case 13...19:
         return "Teenager"
      case let x where x > 65:
         return "Elderly"
      default:
         return "Normal"
      }
   }
}

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(1)
    }
}

class Classb: Result {
    func print(target: Classa) {
        target.calc(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)
    }
}

var marks = Player(stmark: Student2())
var marksec = Student()

marks.print(marksec)
marks.print(marksec)
marks.print(marksec)
marks.stmark = Classb()
marks.print(marksec)
marks.print(marksec)
marks.print(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("res is: \(show.no1)")
print("res is: \(show.no2)")

以上程序执行输出结果为:

res is: 20
res is: 30
res 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<SomeProtocol, AnotherProtocol>

实例

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: protocol<Stname, Stage>) {
    print("\(celebrator.name) is \(celebrator.age) years old")
}

let studname = Person(name: "Priya", age: 21)
print(studname)

let stud = Person(name: "Rehan", age: 29)
print(stud)

let student = Person(name: "Roshan", age: 19)
print(student)

以上程序执行输出结果为:

Person(name: "Priya", age: 21)
Person(name: "Rehan", age: 29)
Person(name: "Roshan", age: 19)

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