iOS: Swift 泛型

使用泛型好处:

泛型可以更好地、更抽象地扩大该方法的作用域。

泛型可以将类型参数化,提高代码复用率,减少代码量。

泛型在使用的时候要确定类型(要么自动推导出类型,要么指定类型)。

泛型的基础使用

泛型函数

使用泛型前:

func swapValuesInt(_ a: inout Int, _ b: inout Int) {
    (a, b) = (b, a)
}
func swapValuesDouble(_ a: inout Double, _ b: inout Double) {
    (a, b) = (b, a)
}
var i1 = 10
var i2 = 20
swapValuesInt(&i1, &i2)
var d1 = 10.0
var d2 = 20.0
swapValuesDouble(&d1, &d2)
print("i1 = \(i1), i2 = \(i2)")
print("d1 = \(d1), d2 = \(d2)")

输出
i1 = 20, i2 = 10
d1 = 20.0, d2 = 10.0

使用泛型后:

//泛型函数定义式
func 函数名<泛型1,泛型2,…>(形参列表)->返回值类型
{
    //函数体...
}
//定义一个交换函数,通过元组交换的,定义T为泛型
func swapValues<T>(_ a: inout T, _ b: inout T) {
    (a, b) = (b, a)
}

var i1 = 10
var i2 = 20
swapValues(&i1, &i2)
    
var d1 = 10.0
var d2 = 20.0
swapValues(&d1, &d2)

print("swapValues - i1 = \(i1), i2 = \(i2)")
print("swapValues - d1 = \(d1), d2 = \(d2)")

输出:
swapValues - i1 = 20, i2 = 10
swapValues - d1 = 20.0, d2 = 10.0

直接调用时不需要传入泛型,比如不能swapValues< Int >,因为传入参数时就可以确定类型

将函数赋值给一个变量时:

//将函数赋给一个变量
let fn: (inout Int, inout Int) -> () = swapValues
var fn1 = 10
var fn2 = 20
fn(&fn1, &fn2)
print("fn1 = \(fn1), fn2 = \(fn2)")

输出:
fn1 = 20, fn2 = 10

泛型函数赋值给变量,要在:后面明确类型。

因为只是把泛型函数赋值给变量,等到调用函数的时候还是不知道函数的类型,所以要求泛型函数赋值给变量的时候要指定类型。

泛型类型

在定义类型时使用泛型。

使用和泛型函数差不多,就是在类型名后面加上<泛型1,泛型2,…>,然后在类型里面直接使用泛型即可

//定义一个泛型结构体,用于压栈和出栈,泛型类型可以使用到类、结构体、枚举等各种类型
struct Stack<T> {
    //栈在这里是个数组存储形式,数组中存储的数据类型是泛型类型
    var items = [T]()
    //因为压栈会修改实例值,需要加上mutationg关键字
    mutating func push(_ item: T) {
        items.append(item)
    }
    //因为出栈会修改实例值,需要加上mutationg关键字
    mutating func pop() -> T {
        return items.removeLast()
    }
    
    func size() -> Int {
        items.count
    }
}

//创建一个字符串栈,栈里面存的是字符串
var stackOfStrings = Stack<String>()
stackOfStrings.push("one")
stackOfStrings.push("two")
stackOfStrings.push("three")

print("\(stackOfStrings.pop()) 出栈, size = \(stackOfStrings.size()), 栈中还有items:\(stackOfStrings.items)")
print("\(stackOfStrings.pop()) 出栈, size = \(stackOfStrings.size()), 栈中还有items:\(stackOfStrings.items)")
print("\(stackOfStrings.pop()) 出栈, size = \(stackOfStrings.size()), 栈中还有items:\(stackOfStrings.items)")


//创建一个整型栈,栈里面存的是整型
var stackOfInt = Stack<Int>()
stackOfInt.push(22)
stackOfInt.push(42)
stackOfInt.push(48)
print("\(stackOfInt.pop()) 出栈,栈中还有items:\(stackOfInt.items)")
print("\(stackOfInt.pop()) 出栈,栈中还有items:\(stackOfInt.items)")

输出:
three 出栈, size = 2, 栈中还有items:["one", "two"]
two 出栈, size = 1, 栈中还有items:["one"]
one 出栈, size = 0, 栈中还有items:[]

48 出栈,栈中还有items:[22, 42]
42 出栈,栈中还有items:[22]

泛型枚举

enum Score<T> {
    case result(T)
    case grade(String)
}

let scoreGrade = Score<Int>.grade("100")
let scoreResult = Score<String>.result("Sucess")

switch scoreGrade {
case .result(let result):
    print("reslut = \(result)")
case let .grade(string):
    print("grade = \(string)")
}

switch scoreResult {
case .result(let result):
    print("reslut = \(result)")
case let .grade(string):
    print("grade = \(string)")
}

输出:
grade = 100
reslut = Sucess

使用时,需要明确类型,就算scoreGrade没有用到result也要指定

是因为枚举要确定内存结构。

关联类型

协议通过关联类型来实现泛型,不能像class/struct中那样实现。

关联类型可以给协议中用到的类型定义一个占位名称,使用关键字associatedtype来定义。

protocol Stackable {
    //协议中使用泛型,用关联类型
    associatedtype HFItem
    mutating func push(_ item: HFItem)
    mutating func pop() -> HFItem
    func size() -> Int
}

struct HFStakck<T>: Stackable {
    var items = [T]()
    mutating func push(_ item: T) {
        items.append(item)
    }
    mutating func pop() -> T {
        return items.removeLast()
    }
    func size() -> Int {
        return items.count
    }
}
var stackOfStrings = HFStakck<String>()
stackOfStrings.push("hello")
stackOfStrings.push("bye")
stackOfStrings.push("good")

print("\(stackOfStrings.pop()) 出栈, size = \(stackOfStrings.size()), 栈中还有items:\(stackOfStrings.items)")
print("\(stackOfStrings.pop()) 出栈, size = \(stackOfStrings.size()), 栈中还有items:\(stackOfStrings.items)")
print("\(stackOfStrings.pop()) 出栈, size = \(stackOfStrings.size()), 栈中还有items:\(stackOfStrings.items)")


//创建一个整型栈,栈里面存的是整型
var stackOfInt = HFStakck<Int>()
stackOfInt.push(32)
stackOfInt.push(52)
stackOfInt.push(98)
print("\(stackOfInt.pop()) 出栈,栈中还有items:\(stackOfInt.items)")
print("\(stackOfInt.pop()) 出栈,栈中还有items:\(stackOfInt.items)")

输出:
good 出栈, size = 2, 栈中还有items:["hello", "bye"]
bye 出栈, size = 1, 栈中还有items:["hello"]
hello 出栈, size = 0, 栈中还有items:[]
98 出栈,栈中还有items:[32, 52]
52 出栈,栈中还有items:[32]

泛型约束

泛型约束大致分为以下几种:

继承约束,泛型类型必须是某个类的子类类型
协议约束,泛型类型必须遵循某些协议
条件约束,泛型类型必须满足某种条件

//继承约束使用格式
func 函数名<泛型: 继承父类>(参数列表) -> 返回值 {
    //函数体,泛型类型是某个类的子类类型
}
//协议约束使用格式
func 函数名<泛型: 协议>(参数列表) -> 返回值 {
    //函数体,泛型类型遵循某些协议
}
//条件约束使用格式
func 函数名<泛型1, 泛型2 where 条件>(参数列表) -> 返回值 {
    //函数体,泛型类型满足某些条件
}

继承约束

class HFAnimal {
    func run() {
        print("Animal run")
    }
}

class HFDog: HFAnimal {
    override func run() {
        print("Dog run")
    }
}

class HFCat: HFAnimal {
    override func run() {
        print("Cat run")
    }
}

// 定义泛型函数,接受一个泛型参数,要求该泛型类型必须继承Animal
func hfAnimalRun<T: HFAnimal>(_ animal: T) {
    animal.run()
    
}

hfAnimalRun(HFDog())
hfAnimalRun(HFCat())
hfAnimalRun(HFAnimal())

输出:
Dog run
Cat run
Animal run

协议约束

protocol Stackable {
    //协议中使用泛型,用关联类型
    associatedtype Item
    mutating func push(_ item: Item)
    mutating func pop() -> Item
    func size() -> Int
}

/*
 约束如下:
 1. S1、S2 都是泛型,
 2. 泛型都遵守协议Stackable
 3. S1和S2的关联类型要相等,这个Item是在类Stack中赋值的,他们要赋值相同
 4. S1的关联类型必须遵守Hashable协议
 通过where可以增加类型的约束
 */
func equal<S1: Stackable, S2: Stackable>(_ s1: S1, _ s2: S2) -> Bool
    where S1.Item == S2.Item, S1.Item : Hashable {

        // 如果两个栈的元素个数不同,它们不可能相等
        guard s1.size() == s2.size() else {
            return false
        }
        
        // 创建临时变量保存栈的副本,以免修改原始栈
        var stack1 = s1
        var stack2 = s2
        
        // 逐个比较栈中的元素
        while stack1.size() > 0 {
            // 如果栈顶元素不相等,栈就不相等
            if stack1.pop() != stack2.pop() {
                return false
            }
        }
        
        // 如果所有元素都相等,则栈相等
        return true
}

struct HFStakck<T>: Stackable {
    var items = [T]()
    mutating func push(_ item: T) {
        items.append(item)
    }
    mutating func pop() -> T {
        return items.removeLast()
    }
    func size() -> Int {
        return items.count
    }
}
var hfStack1 = HFStakck<Int>()
var hfStack2 = HFStakck<Int>()
var hfStack3 = HFStakck<Int>()
hfStack3.push(23)

print("hfStack1 == hfStack2 = \(equal(hfStack1, hfStack2)) \n hfStack1 == hfStack3 = \(equal(hfStack1, hfStack3))")

输出:
hfStack1 == hfStack2 = true 
hfStack1 == hfStack3 = false

若如下图:

因为设置类型不一致,所以不能继续校验

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