Swift 3 协议 ( protocol )

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

Swift 使用 protocol 关键字定义协议的语法格式如下

  1. protocol SomeProtocol
  2. {
  3.     // 协议内容
  4. }

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

  1. struct SomeStructure: FirstProtocol, AnotherProtocol
  2. {
  3.     // 结构体内容
  4. }

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

  1. class SomeClass: SomeSuperClass, FirstProtocol, AnotherProtocol
  2. {
  3.     // 类的内容
  4. }

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

  1. import Cocoa
  3. protocol classa
  4. {
  6.     var marks: Int { get set }
  7.     var result: Bool { get }
  9.     func attendance() -> String
  10.     func markssecured() -> String
  12. }
  14. protocol classb: classa
  15. {
  17.     var present: Bool { get set }
  18.     var subject: String { get set }
  19.     var stname: String { get set }
  21. }
  23. class classc: classb
  24. {
  25.     var marks = 96
  26.     let result = true
  27.     var present = false
  28.     var subject = "Swift 协议"
  29.     var stname = "Protocols"
  31.     func attendance() -> String {
  32.         return "The \(stname) has secured 99% attendance"
  33.     }
  35.     func markssecured() -> String {
  36.         return "\(stname) has scored \(marks)"
  37.     }
  38. }
  40. let studdet = classc()
  41. studdet.stname = "Swift"
  42. studdet.marks = 98
  43. studdet.markssecured()
  45. print(studdet.marks)
  46. print(studdet.result)
  47. print(studdet.present)
  48. print(studdet.subject)
  49. print(studdet.stname)

编译运行以上 Swift 范例，输出结果为

  1. $ swift main.swift
  2. 98
  3. true
  4. false
  5. Swift 协议
  6. 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

  1. import Cocoa
  3. protocol daysofaweek
  4. {
  5.     mutating func show()
  6. }
  8. enum days: daysofaweek
  9. {
  10.     case sun, mon, tue, wed, thurs, fri, sat
  11.     mutating func show() {
  12.         switch self {
  13.         case .sun:
  14.             self = .sun
  15.             print("Sunday")
  16.         case .mon:
  17.             self = .mon
  18.             print("Monday")
  19.         case .tue:
  20.             self = .tue
  21.             print("Tuesday")
  22.         case .wed:
  23.             self = .wed
  24.             print("Wednesday")
  25.         case .thurs:
  26.             self = .thurs
  27.             print("Wednesday")
  28.         case .fri:
  29.             self = .fri
  30.             print("Wednesday")
  31.         case .sat:
  32.             self = .sat
  33.             print("Saturday")
  34.         default:
  35.             print("NO Such Day")
  36.         }
  37.     }
  38. }
  40. var res = days.wed
  41. res.show()

编译运行以上 Swift 范例，输出结果为

  1. $ swift main.swift
  2. 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

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

  1. protocol SomeProtocol
  2. {
  3.    init(someParameter: Int)
  4. }

比如

  1. protocol tcpprotocol {
  2.    init(aprot: Int)
  3. }

协议构造器规定在类中的实现

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，都必须给构造器实现标上 required 修饰符

  1. class SomeClass: SomeProtocol
  2. {
  3.     required init(someParameter: Int)
  4.     {
  5.         // 构造器实现
  6.     }
  7. }
  9. protocol tcpprotocol
  10. {
  11.     init(aprot: Int)
  12. }
  14. class tcpClass: tcpprotocol
  15. {
  16.     required init(aprot: Int)
  17.     {
  19.     }
  20. }

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

  1. protocol tcpprotocol
  2. {
  3.     init(no1: Int)
  4. }
  6. class mainClass
  7. {
  8.     var no1: Int // 局部变量
  9.     init(no1: Int) {
  10.         self.no1 = no1 // 初始化
  11.     }
  12. }
  14. class subClass: mainClass, tcpprotocol
  15. {
  16.     var no2: Int
  17.     init(no1: Int, no2 : Int) {
  18.         self.no2 = no2
  19.         super.init(no1:no1)
  20.     }
  21.     // 因为遵循协议，需要加上"required"; 因为继承自父类，需要加上"override"
  22.     required override convenience init(no1: Int)  {
  23.         self.init(no1:no1, no2:0)
  24.     }
  25. }
  27. let res = mainClass(no1: 20)
  28. let show = subClass(no1: 30, no2: 50)
  30. print("res is: \(res.no1)")
  31. print("res is: \(show.no1)")
  32. print("res is: \(show.no2)")

编译运行以上 Swift 范例，输出结果为

  1. $ swift main.swift
  2. res is: 20
  3. res is: 30
  4. 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

协议可以像其它普通类型一样使用，使用场景:

1.作为函数、方法或构造器中的参数类型或返回值类型 2.作为常量、变量或属性的类型 3.作为数组、字典或其他容器中的元素类型

  1. import Cocoa
  3. protocol Generator
  4. {
  5.     associatedtype members
  6.     func next() -> members?
  7. }
  9. var items = [10,20,30].makeIterator()
  11. while let x = items.next()
  12. {
  13.     print(x)
  14. }
  16. for lists in [1,2,3].map( {i in i*5})
  17. {
  18.     print(lists)
  19. }
  21. print([100,200,300])
  22. print([1,2,3].map({i in i*10}))

编译运行以上 Swift 范例，输出结果为

  1. $ swift main.swift
  2. 10
  3. 20
  4. 30
  5. 5
  6. 10
  7. 15
  8. [100, 200, 300]
  9. [10, 20, 30]

在扩展中添加协议成员

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

  1. import Cocoa
  3. protocol AgeClasificationProtocol
  4. {
  5.    var age: Int { get }
  6.    func agetype() -> String
  7. }
  9. class Person
  10. {
  11.    let firstname: String
  12.    let lastname: String
  13.    var age: Int
  15.    init(firstname: String, lastname: String)
  16.    {
  17.       self.firstname = firstname
  18.       self.lastname = lastname
  19.       self.age = 10
  20.    }
  21. }
  23. extension Person : AgeClasificationProtocol
  24. {
  25.    func fullname() -> String
  26.    {
  27.       var c: String
  28.       c = firstname + " " + lastname
  29.       return c
  30.    }
  32.    func agetype() -> String
  33.    {
  34.       switch age {
  35.       case 0...2:
  36.          return "Baby"
  37.       case 2...12:
  38.          return "Child"
  39.       case 13...19:
  40.          return "Teenager"
  41.       case let x where x > 65:
  42.          return "Elderly"
  43.       default:
  44.          return "Normal"
  45.       }
  46.    }
  47. }

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

语法

  1. protocol InheritingProtocol: SomeProtocol, AnotherProtocol {
  2.     // 协议定义
  3. }

范例

  1. protocol Classa
  2. {
  3.     var no1: Int { get set }
  4.     func calc(sum: Int)
  5. }
  7. protocol Result
  8. {
  9.     func print(target: Classa)
  10. }
  12. class Student2: Result
  13. {
  14.     func print(target: Classa)
  15.     {
  16.         target.calc(1)
  17.     }
  18. }
  20. class Classb: Result
  21. {
  22.     func print(target: Classa)
  23.     {
  24.         target.calc(5)
  25.     }
  26. }
  28. class Student: Classa
  29. {
  30.     var no1: Int = 10
  32.     func calc(sum: Int) {
  33.         no1 -= sum
  34.         print("学生尝试 \(sum) 次通过")
  36.         if no1 <= 0 {
  37.             print("学生缺席考试")
  38.         }
  39.     }
  40. }
  42. class Player
  43. {
  44.     var stmark: Result!
  46.     init(stmark: Result)
  47.     {
  48.         self.stmark = stmark
  49.     }
  51.     func print(target: Classa)
  52.     {
  53.         stmark.print(target)
  54.     }
  55. }
  57. var marks = Player(stmark: Student2())
  58. var marksec = Student()
  60. marks.print(marksec)
  61. marks.print(marksec)
  62. marks.print(marksec)
  63. marks.stmark = Classb()
  64. marks.print(marksec)
  65. marks.print(marksec)
  66. marks.print(marksec)

编译运行以上 Swift 范例，输出结果为

  1. $ swift main.swift
  2. 学生尝试 1 次通过
  3. 学生尝试 1 次通过
  4. 学生尝试 1 次通过
  5. 学生尝试 5 次通过
  6. 学生尝试 5 次通过
  7. 学生缺席考试
  8. 学生尝试 5 次通过
  9. 学生缺席考试

类专属协议

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

语法

  1. protocol SomeClassOnlyProtocol: class, SomeInheritedProtocol
  2. {
  3.     // 协议定义
  4. }

范例

  1. protocol TcpProtocol
  2. {
  3.     init(no1: Int)
  4. }
  6. class MainClass
  7. {
  8.     var no1: Int // 局部变量
  9.     init(no1: Int) {
  10.         self.no1 = no1 // 初始化
  11.     }
  12. }
  14. class SubClass: MainClass, TcpProtocol
  15. {
  16.     var no2: Int
  17.     init(no1: Int, no2 : Int) {
  18.         self.no2 = no2
  19.         super.init(no1:no1)
  20.     }
  21.     // 因为遵循协议，需要加上"required"; 因为继承自父类，需要加上"override"
  22.     required override convenience init(no1: Int)  {
  23.         self.init(no1:no1, no2:0)
  24.     }
  25. }
  27. let res = MainClass(no1: 20)
  28. let show = SubClass(no1: 30, no2: 50)
  30. print("res is: \(res.no1)")
  31. print("res is: \(show.no1)")
  32. print("res is: \(show.no2)")

编译运行以上 Swift 范例，输出结果为

  1. $ swift main.swift
  2. res is: 20
  3. res is: 30
  4. res is: 50

协议合成

Swift 支持合成多个协议，在需要同时遵循多个协议时非常有用，一般用在形参声明中

协议合成使用 & 符号

语法

下面的代码使用 & 声明一个参数必须遵循多个协议

  1. func show(celebrator: Stname & Stage)
  2. {
  3.     print("\(celebrator.name) is \(celebrator.age) years old")
  4. }

范例

  1. protocol Stname
  2. {
  3.     var name: String { get }
  4. }
  6. protocol Stage
  7. {
  8.     var age: Int { get }
  9. }
  11. struct Person: Stname, Stage
  12. {
  13.     var name: String
  14.     var age: Int
  15. }
  17. func show(celebrator: Stname & Stage)
  18. {
  19.     print("\(celebrator.name) is \(celebrator.age) years old")
  20. }
  22. let studname = Person(name: "Priya", age: 21)
  23. print(studname)
  25. let stud = Person(name: "Rehan", age: 29)
  26. print(stud)
  28. let student = Person(name: "Roshan", age: 19)
  29. print(student)

编译运行以上 Swift 范例，输出结果为

  1. Person(name: "Priya", age: 21)
  2. Person(name: "Rehan", age: 29)
  3. Person(name: "Roshan", age: 19)

检验协议的一致性

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

下面的代码定义了一个 HasArea 的协议，要求有一个 Double 类型可读的 area

  1. protocol HasArea {
  2.     var area: Double { get }
  3. }
  5. // 定义了Circle类，都遵循了HasArea协议
  6. class Circle: HasArea {
  7.     let pi = 3.1415927
  8.     var radius: Double
  9.     var area: Double { return pi * radius * radius }
  10.     init(radius: Double) { self.radius = radius }
  11. }
  13. // 定义了Country类，都遵循了HasArea协议
  14. class Country: HasArea {
  15.     var area: Double
  16.     init(area: Double) { self.area = area }
  17. }
  19. // Animal是一个没有实现HasArea协议的类
  20. class Animal {
  21.     var legs: Int
  22.     init(legs: Int) { self.legs = legs }
  23. }
  25. let objects: [AnyObject] = [
  26.     Circle(radius: 2.0),
  27.     Country(area: 243_610),
  28.     Animal(legs: 4)
  29. ]
  31. for object in objects {
  32.     // 对迭代出的每一个元素进行检查，看它是否遵循了HasArea协议
  33.     if let objectWithArea = object as? HasArea {
  34.         print("面积为 \(objectWithArea.area)")
  35.     } else {
  36.         print("没有面积")
  37.     }
  38. }

编译运行以上 Swift 范例，输出结果为

  1. $ swift main.swift 
  2. 面积为 12.5663708
  3. 面积为 243610.0
  4. 没有面积