Swift 独孤九剑：八、协议的本质大揭秘

2024-02-15 03:07:00

协议的本质

在 Swift 中，协议是一种类似于接口的机制，它定义了一组方法、属性和要求，这些方法、属性和要求可以被其他类型采用。协议可以被看作是一种契约，它规定了采用该协议的类型必须实现哪些方法和属性。

协议在 Swift 中有两种主要类型：

协议的实现

当一个类型采用了一个协议时，它必须实现协议中定义的所有方法和属性。这些方法和属性可以在类型本身中实现，也可以在类型扩展中实现。

例如，我们可以定义一个名为 Drawable 的协议，其中定义了一个名为 draw() 的方法：

protocol Drawable {
    func draw()
}

我们可以通过在类型中实现 draw() 方法来让该类型采用 Drawable 协议：

struct Circle: Drawable {
    func draw() {
        print("Drawing a circle")
    }
}

也可以通过在类型扩展中实现 draw() 方法来让该类型采用 Drawable 协议：

extension Square: Drawable {
    func draw() {
        print("Drawing a square")
    }
}

协议的运行时行为

在运行时，协议被实现为一种称为协议见证 (protocol witness) 的特殊数据结构。协议见证包含了协议中所有方法和属性的实现。

当一个类型采用了一个协议时，编译器会生成一个协议见证，该协议见证包含了该类型中所有方法和属性的实现。当该类型被实例化时，协议见证会被存储在实例中。

当调用一个协议方法时，编译器会查找该协议的协议见证，然后调用协议见证中相应的方法。

协议的编译期行为

在编译期，协议被用作一种类型检查机制。当一个类型采用了一个协议时，编译器会检查该类型是否实现了协议中定义的所有方法和属性。

如果该类型没有实现协议中定义的所有方法和属性，编译器将报告一个错误。

协议与其他编程语言中的接口

协议与其他编程语言中的接口非常相似。它们都定义了一组方法和属性，这些方法和属性可以被其他类型采用。

然而，协议与其他编程语言中的接口也有一个主要区别。在 Swift 中，协议可以被扩展。这意味着我们可以为一个协议添加新的方法和属性，而不必修改采用该协议的所有类型。

协议的应用场景

协议在 Swift 中有许多应用场景，包括：

定义类型之间的公共接口 。例如，我们可以定义一个 Drawable 协议，其中定义了一个名为 draw() 的方法。然后，我们可以让任何想要绘制自己的图形的类型采用 Drawable 协议。
创建可扩展的类型 。我们可以通过为协议添加新的方法和属性来扩展协议。这使得我们可以创建可扩展的类型，这些类型可以随着时间的推移而添加新的功能。
实现多态性 。协议可以用于实现多态性。例如，我们可以定义一个 Drawable 协议，其中定义了一个名为 draw() 的方法。然后，我们可以将任何采用 Drawable 协议的类型存储在一个数组中。当我们调用 draw() 方法时，数组中的所有元素都会被绘制。