浅谈Swift中的限定扩展

现在很多公司的iOS新项目都开始用Swift来代替OC开发了，Swift带来的亮点和新功能很多，但我觉得最重要的一点是引导我们编程思想的改变，将我们在OC中用到的传统的面向对象编程思想OOP（object-oriented programming）向面向协议编程思想POP（protocol oriented programming）以及面向值的编程思想VOP（value-oriented programming）上转变，苹果也让我们开发者在编程的时候“从一个protocol开始，别从一个class开始”，再加上Swift的标准库中出现了比重很大的结构体struct和枚举类型enum，所以在Swift中灵活运用各种协议protocol和值类型value来实现功能既实用又优雅。而在Swift编程过程中无处不在的extension，不仅让我们在代码结构上发生了巨大改变，同时在编程理念上也与POP不谋而合。

extension

extension，顾名思义就是扩展，类似于OC中的category，但Swift中的extension功能却强大的多, 可以扩展class struc enum 甚至是protocol，来给他们：提供便利构造方法、增加运算属性、定义实例方法和类方法、定义下标、使已有的类型遵循协议等等。

现在有一个需求，A、B和C三个类，都需要扩展一个属性或者方法用处理同样的功能，OOP的做法：让A、B和C继承于一个基类D，然后给D中加上这个属性，或者当A、B和C三个类不方便继承自一个基类时，各自分别扩展一个属性。不过这样做感觉很死板的样子。

而面向协议编程POP的做法：写声明一个协议someProtocol，协议中声明这个属性，然后让A、B、C三个类都遵循这个someProtocol，分别再实现这个协议中的属性，如下所示：

//定义protocol
protocol someProtocol {
    var clickCount: Int { set get }
    func ClickEvent(action: String,value: NSNumber)
}

extension A: someProtocol{
    var clickCount: int { set get } 
    func ClickEvent(action: String,value: NSNumber){
       //实现代码
    }
}

限定扩展 extesion...where..

而此时来了新的需求，需要给A类扩展另外一个属性，但B和C暂时不需要，大部分人的思维肯定是既然只有A需要，那我们就单独给A来扩展一个属性不就可以了吗，这样肯定行得通，但既然我们都已经走上了POP编程的道路，而且Swift也鼓励我们尽量用protocol来处理问题，那我们应该怎么在protocol上做文章呢？

首先我们想到了给someProtocol扩展一个属性，但这样不只是A能用，同样遵循了该协议的B和C，以及将来遵循这个协议的所有class、struct等等都扩展得到了这个属性，这从代码的逻辑性上来说是不严谨的，于是苹果在Swift2.0的时候加入了一个新功能，可以在给protocol扩展的时候添加限定,就是说在满足该限定条件（遵循另一个协议或者满足某个类型）下才能允许使用此扩展下的属性或方法, 而这个限定就是通过where来添加的, 先看代码：

extension someProtocol where Self: UIViewController{
    var otherProperty: String{
        return "something you want"
    }

    func handleError(error: String) {
        //实现代码
}}

以上代码的意思就是：Self代表遵循了someProtocol的某个类，只有这个类是继承于UIViewController时，才可以使用otherProperty这个属性和handleError这种方法，这就是限定扩展的基本写法，当然此处的UIViewController也可以是另外的一个协议anotherProtocol，就是说你只有遵循了anotherProtocol的前提下，你才能使用someProtocol中的扩展内容。

RxSwift/RxCocoa中的限定扩展应用

Swift开发到一定阶段，通常都会引入RxSwift框架来进行响应式编程和敏捷开发，而在代码中与RxSwift同时会引入的另一个库RxCocoa，RxCocoa是Rx对iOS的原生API中UIKit以及Foundation中的视图(UIView)、控制事件(Control Event)、键值观察（KVO）、通知（Notification）等的扩展，以便在开发时更方便的对这些原生组件进行Rx应用。例如：

//nameTextField是一个UITextField控件，可以直接通过.rx.text获取到该控件中输入内容的事件序列，然后再进行处理

let nameObservable = nameTextField.rx.text .shareReplay(1).map {
    $0!.characters.count > 0 
}

//registerButton是一个UIButton，通过.rx.tap能获取到该button的点击事件序列
registerButton.rx.tap .bindTo(someObservar) .addDisposableTo(disposeBag)

而以上例子中的rx.text以及rx.tap是怎么实现的呢，咱们来看RxCocoa的源码一窥究竟：

/// Extend NSObject with `rx` proxy.将所有NSObject子类都遵循ReactiveCompatible协议 
extension NSObject: ReactiveCompatible { }
  //ReactiveCompatible这个协议中扩展了rx属性，类型为struct类型的Reactive

extension ReactiveCompatible {
  /// Reactive extensions.
  public var rx: Reactive {
    get {
        return Reactive(self) //此处返回Reactive实体，将self赋给base属性
    }
    set {
        // this enables using Reactive to "mutate" base object
    }
  }
}

以UIButton举例，通过以上实现，我们明白了通过UIButton.rx可以获得一个Reactive类型的属性，通过Reactive(self) 将button自身赋给了Reactive这个struct的Base属性，来看源码：

public struct Reactive<Base>{   
    /// Base object to extend.    
    public let base: Base    
    /// Creates extensions with base object.   
    ///
    /// - parameter base: Base object.   
    public init(_ base: Base) {       
        self.base = base   //上面的return Reactive(self)，将self赋给了base
    }
}

通过Reactive的构造方法，此时UIButton.rx获得的这个Reactive实体中的Base类型就是UIButton了，而base就是这个UIButton对象本身，而再接着通过rx.tap又是怎么获得点击事件的呢，这就用到了限定扩展这个非常实用的功能了，接着看源码：

//点击事件扩展，可通过button.rx.tap来观察订阅
extension Reactive where Base: UIButton {
    /// Reactive wrapper for `TouchUpInside` control event.
    public var tap: ControlEvent {
        return controlEvent(.touchUpInside)
    } 
}

以上就是RxCocoa中对Reactive进行的限定扩展，只有当Reactive的Base类型是UIButton时，才能使用Reactive下的tap属性，而这个tap属性就是RxSwift封装好的点击事件序列。RxCocoa中也同时对改变UIButton的image和title进行了扩展，如下：

//扩展方法，可通过绑定Observable来动态修改UIButton的title和image
extension Reactive where Base: UIButton {
    /// Reactive wrapper for `setTitle(_:for:)`
    public func title(for controlState: UIControlState = []) -> UIBindingObserver<Base, String?> {
        return UIBindingObserver<Base, String?>(UIElement: self.base) { (button, title) -> () in
            button.setTitle(title, for: controlState)
        }
    }

    /// Reactive wrapper for `setImage(_:for:)`
    public func image(for controlState: UIControlState = []) -> UIBindingObserver<Base, UIImage?> {
        return UIBindingObserver<Base, UIImage?>(UIElement: self.base) { (button, image) -> () in
            button.setImage(image, for: controlState)
        }
    }

    /// Reactive wrapper for `setBackgroundImage(_:for:)`
    public func backgroundImage(for controlState: UIControlState = []) -> UIBindingObserver<Base, UIImage?> {
        return UIBindingObserver<Base, UIImage?>(UIElement: self.base) { (button, image) -> () in
            button.setBackgroundImage(image, for: controlState)
        }
    }
}

我们自己也可以对UI控件来进行其他的Rx扩展，以满足特定需要，比如说只有当用户名和密码同时满足某个条件时，登录按钮才可以点击以及改变背景颜色，因此我们可以将某种条件转换为一个Bool类型的可观察序列Observabel<Bool>，然后对UIButton进行一个观察者类型btnValidState的扩展，然后绑定就可以随时进行监控了。

//利用限定扩展来自定义对UIButton的Reactive扩展 可以通过rx来访问
extension Reactive where Base:UIButton{
    var btnValidState:UIBindingObserver<Base,Bool>{
        return UIBindingObserver(UIElement: base, binding: { (button, valid) in
            button.isEnabled = valid
            button.backgroundColor = valid ? mainColor : bgGrayColor2
        })
    }
}
//将用户名和密码的String序列转换成Bool序列
let nameObservable = userNameText.rx.text .shareReplay(1).map {
            $0!.characters.count > 0
 }
let passObservable = passwordText.rx.text .shareReplay(1).map {
            $0!.characters.count > 0
 }
//将以上两个序列合成一个序列，绑定到我们扩展的btnValidState属性上
//可以看到此时可以通过loginBtn.rx.btnValidState获取到，这样保持了RxSwift代码的一致性
 _ = Observable.combineLatest(nameObservable,passObservable){$0 && $1}.bind(to: loginBtn.rx.btnValidState).disposed(by: disposeBag)

以上就是限定扩展的基本使用和一些实战中的应用，这在一定程度上确实能改变我们的编码思维和方式，这也是Swift给我们带来的非常灵活的改变。

浅谈Swift中的限定扩展

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RxSwift/RxCocoa中的限定扩展应用

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