Swift學習(十六)：協議（protocol，static，class，mutating，init，init?，init!，繼承，協議組合，as?，as!，Any，AnyObject，Self）

協議（Protocol）

• 協議可以用來定義方法、屬性、下標的聲明，協議可以被枚舉、結構體、類遵守(多個協議之間用逗號隔開)

• 協議中定義方法時不能有默認參數值
•  默認情況下，協議中定義的內容必須全部都實現
• 也有辦法可以辦到只實現部分內容

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協議中的屬性

• 協議中定義屬性時必須用var關鍵字
• 實現協議時的屬性權限要不小於協議中定義的屬性權限
• 協議定義get、set，用var存儲屬性或get、set計算屬性去實現 
• 協議定義get，用任何屬性都可以實現

 這裏的var x: Int = 0可以看作是實現了set和get，因爲可以賦值和取值；let y: Int = 0由於不能修改值，可以看作只實現了get，也可以使用下圖的計算屬性方式實現：

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static、class

爲了保證通用，協議中必須用static定義類型方法、類型屬性、類型下標

實現的時候使用class則代表方法可以被繼承，static則代表方法不能被繼承

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mutating

• 只有將協議中的實例方法標記爲mutating，才允許結構體、枚舉的具體實現修改自身內存
•  類在實現方法時不用加mutating，枚舉、結構體才需要加mutating

  protocol中不加mutating，而結構體里加了mutating，結構體會報錯，protocol對於結構體而言需要加mutating

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init

• 協議中還可以定義初始化器init 
• 非final類實現時必須加上required 

加required的原因是因爲這樣可以要求繼承自Point的類都必須實現init，從而達到所有遵守Drawable協議的類都實現init，final不需要加是因爲加final的類不允許被繼承。

 

• 如果從協議實現的初始化器，剛好是重寫了父類的指定初始化器，那麼這個初始化必須同時加required、override

 

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init、init?、init!

• 協議中定義的init?、init!，可以用init、init?、init!去實現 
• 協議中定義的init，可以用init、init!去實現

protocol Liveable {
    init()
    init?(age: Int)
    init!(no: Int)
}

class Person: Liveable {
    
    required init() {
    }
    //init()第二種寫法
//    required init!() { }
    
    required init?(age: Int) {
        
    }
    //init?(age: Int)第二種寫法
//    required init(age: Int) { }
//    required init!(age: Int){ }
    
    required init!(no: Int) {
        
    }
    //init!(no: Int)第二種寫法
//    required init(no: Int){ }
//    required init?(no: Int){ }
}

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協議的繼承

• 一個協議可以繼承其他協議

可以看出，遵守Livable協議的Person類必須實現Runnable和Livable都有的方法。

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協議組合

• 協議組合，可以包含一個類類型（最多一個）

可以給協議組合起別名：

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CaseIterable

• 讓枚舉遵守CaseIterable協議，可以實現遍歷枚舉值

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CustomStringConvertible

• 遵守CustomStringConvertible協議，可以自定義實例的打印字符串

•  print調用的是CustomStringConvertible協議的description
• debugPrint，po調用的是CustomDebugStringConvertible協議的debugDescription

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Any、AnyObject

• Swift提供了2種特殊的類型:Any、AnyObject
• Any:可以代表任意類型(枚舉、結構體、類，也包括函數類型) 
• AnyObject:可以代表任意類類型(在協議後面寫上: AnyObject代表只有類能遵守這個協議)

stu屬於Any類型，可以賦任何值：

[Any]()：創建可以存放任何類型的數組

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is、as?、as!、as

• is用來判斷是否爲某種類型，as用來做強制類型轉換

is判斷類型：

as做強制類型轉換：

(stu as? Student)?.study()：第一個？代表stu可能強制轉化爲Student，也可能失敗，第二個？代表可選類型要調用方法，需要加？

(stu as? Student)!.study() 等同於 (stu as! Student).study()

當確定一定會轉換成功用as，否則用as?

  Int("123")一定可以轉化爲Any，所以用as

  10一定可以轉換爲Double，所以用as

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X.self、X.Type、AnyClass

• X.self是一個元類型(metadata)的指針，metadata存放着類型相關信息 

對象的指針指向的堆內存的前8個字節存放着類型相關信息，可以把前8個字節認爲是元類型的指針，指向元類型metadata

class Person {
    
}

var p: Person = Person()
var pType: Person.Type = Person.self

反彙編上面代碼，查看pType存儲的到底是什麼：

根據兩個斷點處的rax對比我們可以看出，代表p對象內存地址的第二個rax中的前8個字節與代表pType的第一個rax相同，說明pType存儲的是p對象的metadata。

• X.self屬於X.Type類型

由上圖看出，由於Student繼承自Person，所以pType = Student.self也成立，好比多態的父類指針指向子類對象，但是不繼承自Person的類不可以這麼寫

• 在Swift底層方法裏，有這麼個定義

  代表着AnyClass就是AnyObject.Type，是任意類類型的Type

  等價於 

• type(of: )獲取元類型的指針

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元類型的應用

爲什麼Animal的init(){ }要用required修飾？因爲這是要求子類必須有的，實現的方法，萬一子類重寫init相關的方法，就會造成子類裏不會自動繼承父類的init，這時添加required，是強制子類實現init()方法，這樣就會保證子類可以調用init()方法

 

class_getInstanceSize：表示對象實際用到的內存大小，也就是存儲屬性需要的最小值

class_getSuperclass:獲取父類，我們可以看到Person雖然沒繼承任何類，但它有一個要隱藏的基類Swift._SwiftObject

• 從結果可以看得出來，Swift還有個隱藏的基類:Swift._SwiftObject 
• 可以參考Swift源碼:https://github.com/apple/swift/blob/master/stdlib/public/runtime/SwiftObject.h

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Self

• Self代表當前類型

 Self.count 等同於Person.count

• Self一般用作返回值類型，限定返回值跟方法調用者必須是同一類型(也可以作爲參數類型)

protocol Runnable {
    func test () -> Self
}

class Person : Runnable {
    required init() { }
    func test() -> Self {
       return type(of: self).init()
    }
}

class Student: Person { }

var p = Person()
//TestSwift.Person
print(p.test())

var stu = Student()
//TestSwift.Student
print(stu.test())