iOS学习笔记47-Swift(七)泛型

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一、Swift泛型介绍

泛型是为Swift编程灵活性的一种语法，在函数、枚举、结构体、类中都得到充分的应用，它的引入可以起到占位符的作用，当类型暂时不确定的，只有等到调用函数时才能确定具体类型的时候可以引入泛型。
我们之前实际上已经使用过泛型，例如：Swift的Array和Dictionary类型都是泛型集。

你可以创建一个Int数组，也可创建一个String数组，或者甚至于可以是任何其他Swift的类型数据数组。同样的，你也可以创建存储任何指定类型的字典(Dictionary)，而且这些类型可以是没有限制的。

我们为什么要使用泛型呢？下面有个例子可以简单说明使用泛型的好处

//定义一个函数，要求追加数组数据到指定一个数组中
func appendIntToArray(src:[Int],inout dest:[Int])
{
    // 遍历并加到数组后边
    for element in src{
        dest.append(element)
    }
}
//使用copyIntArray添加整形数组数据
var arr = [2,5]
appendIntToArray([12,9], dest: &arr)
print(arr) // [2,5,12,9]

//那么再要求让你实现添加字符串呢，好吧重写一个
func appendStringToArray(src:[String],inout dest:[String])
{
    for element in src{
        dest.append(element)
    }
}
//使用copyStringArray添加字符串数组数据
var strArr = ["oc","swift"]
appendStringToArray(["php", "C#"], dest: &strArr)
print(strArr) // ["oc", "swift", "php", "C#"]
//如果有需要你实现添加其他类型呢？
//是不是每个类型都需要写一个对应的函数去实现，那这样就太复杂了！这时候我们就需要使用泛型
//定义泛型函数，在普通函数名后面加上<T>，T是个类型占用符，可以表示任何类型
func appendArray<T>(src:[T],inout dest:[T])
{
    for element in src
    {
        dest.append(element)
    }
}
//看到如此强大了吧？然后随意使用
var arr2 = [5,8]
appendArray([9,58], dest: &arr2) //appendArray自动识别要添加的数组数据类型
print(arr2) //[5, 8, 9, 58]
var strArr2 = ["renhairui","hello"]
appendArray(["nihao", "helloworld"], dest: &strArr2)
print(strArr2) //["renhairui", "hello", "nihao", "helloworld"]
var doubleArr = [1.2,3.4]
appendArray([6.5,1.0], dest: &doubleArr)
print(doubleArr) //[1.2, 3.4, 6.5, 1.0]

我的理解：泛型就是先占坑，具体占坑做什么，随你

二、Swift泛型使用

Swift泛型相关使用可分为以下几点：

泛型函数
泛型类型
泛型约束
泛型协议

1. 泛型函数，函数参数或返回值类型用泛型表示

//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...
}

泛型函数使用实例

//定义一个泛型函数，把2个参数的值进行交换
func swapTwoValues<T>(inout valueOne: T, inout valueTwo: T) {
    let temporaryA = valueOne
    valueOne = valueTwo
    valueTwo = temporaryA
}
//交换2个整形变量
var oneInt = 3
var twoInt = 107
swapTwoValues(&oneInt, valueTwo: &twoInt)
print("oneInt = \(oneInt), twoInt = \(twoInt)")
//打印：oneInt = 107, twoInt = 3
//交换2个字符串变量
var oneStr = "hello"
var twoStr = "world"
swapTwoValues(&oneStr, valueTwo: &twoStr)
print("oneStr = \(oneStr), twoStr = \(twoStr)")
//打印：oneStr = world, twoStr = hello

2. 泛型类型，在定义类型时使用泛型

使用也和泛型函数差不多，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()
    }
}
//创建一个字符串栈，栈里面存的是字符串
var stackOfStrings = Stack<String>()
stackOfStrings.push("uno")
stackOfStrings.push("dos")
stackOfStrings.push("tres")
stackOfStrings.push("cuatro")
print("出栈：\(stackOfStrings.pop())，栈中还剩：\(stackOfStrings.items)")
print("出栈：\(stackOfStrings.pop())，栈中还剩：\(stackOfStrings.items)")
print("出栈：\(stackOfStrings.pop())，栈中还剩：\(stackOfStrings.items)")
/* 打印：
出栈：cuatro，栈中还剩：["uno", "dos", "tres"]
出栈：tres，栈中还剩：["uno", "dos"]
出栈：dos，栈中还剩：["uno"]
*/
//创建一个整形栈，栈里面存的是整形
var stackOfInt = Stack<Int>()
stackOfInt.push(12)
stackOfInt.push(32)
stackOfInt.push(45)
stackOfInt.push(35)
print("出栈：\(stackOfInt.pop())，栈中还剩：\(stackOfInt.items)")
print("出栈：\(stackOfInt.pop())，栈中还剩：\(stackOfInt.items)")
print("出栈：\(stackOfInt.pop())，栈中还剩：\(stackOfInt.items)")
/* 打印：
出栈：35，栈中还剩：[12, 32, 45]
出栈：45，栈中还剩：[12, 32]
出栈：32，栈中还剩：[12]
*/

压栈：

出栈：

3. 泛型约束，为泛型类型添加约束

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

约束的大概使用格式

//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
}

继承约束使用范例

//定义一个父类，动物类
class Animal{
    //动物都会跑
    func run(){
        print("Animal run")
    }
}
//定义狗类，继承动物类
class Dog: Animal {
    override func run(){//重写父类方法
        print("Dog run")
    }
}
//定义猫类，继承动物类
class Cat: Animal {
    override func run(){//重写父类方法
        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 AnimalRunPint<T:Animal>(animal:T){
    animal.run() //继承了Animal类的子类都有run方法可以调用
}
AnimalRunPint(Dog())
AnimalRunPint(Cat())
/* 打印：
Dog run
Cat run
*/

协议约束使用范例

Swift标准库中定义了一个Equatable协议，该协议要求任何遵循的类型实现等式符(==)和不等符(!=)对任何两个该类型进行比较。所有的Swift标准类型自动支持Equatable协议。

//定义泛型函数，为泛型添加协议约束，泛型类型必须遵循Equatable协议
func findIndex<T: Equatable>(array: [T], valueToFind: T) -> Int? {
    var index = 0
    for value in array {
        if value == valueToFind {//因为遵循了Equatable协议，所以可以进行相等比较
            return index
        } else {
            index++
        }
    }
    return nil
}
//在浮点型数组中进行查找，Double默认遵循了Equatable协议
let doubleIndex = findIndex([3.14159, 0.1, 0.25], valueToFind: 9.3)
if let index = doubleIndex {
    print("在浮点型数组中寻找到9.3，寻找索引为\(index)")
} else {
    print("在浮点型数组中寻找不到9.3")
}
//在字符串数组中进行查找，String默认遵循了Equatable协议
let stringIndex = findIndex(["Mike", "Malcolm", "Andrea"], valueToFind: "Andrea")
if let index = stringIndex {
    print("在字符串数组中寻找到Andrea，寻找索引为\(index)")
} else {
    print("在字符串数组中寻找不到Andrea")
}
/* 打印：
在浮点型数组中寻找不到9.3
在字符串数组中寻找到Andrea，寻找索引为2
*/

4. 泛型协议和条件约束

上面的Equatable协议实际上不是普通的协议，而是泛型协议，假设泛型类型必须遵循一个协议，此时就必须在协议中引入一个关联类型来解决。

//定义一个泛型协议，和其他泛型使用方式不同，这里泛型是以关联类型形式使用的
protocol Stackable{
    //声明一个关联类型，使用typealias关键字
    typealias ItemType
    mutating func push(item:ItemType)
    mutating func pop() -> ItemType
}
 
struct Stack<T>:Stackable{
    var store = [T]()
    mutating func push(item:T){//实现协议的push方法要求
        store.append(item)
    }
    mutating func pop() -> T {//实现协议的pop方法要求
        return store.removeLast()
    }
}
//创建Stack结构体，泛型类型为String
var stackOne = Stack<String>()
stackOne.push("hello")
stackOne.push("swift")
stackOne.push("world")
let t = stackOne.pop()
print("t = \(t)") //结果：t = world

//添加泛型条件约束，C1和C2必须遵循Stackable协议，而且C1和C2包含的泛型类型要一致
func pushItemOneToTwo<C1: Stackable, C2: Stackable 
        where C1.ItemType == C2.ItemType>(inout stackOne: C1, inout stackTwo: C2) 
{//因为C1和C2都遵循了Stackable协议，才有ItemType属性可以调用
    let item = stackOne.pop()
    stackTwo.push(item)
}
//定义另外一个结构体类型，同样实现Stackable协议，实际上里面的实现和Stack一样
struct StackOther<T>: Stackable{
    var store = [T]()
    mutating func push(item:T){//实现协议的push方法要求
        store.append(item)
    }
    mutating func pop() -> T {//实现协议的pop方法要求
        return store.removeLast()
    }
}
//创建StackOther结构体，泛型类型为String
var stackTwo = StackOther<String>()
stackTwo.push("where")
//虽然stackOne和stackTwo类型不一样，但泛型类型一样，也同样遵循了Stackable协议
pushItemOneToTwo(&stackOne, stackTwo: &stackTwo )
print("stackOne = \(stackOne.store), stackTwo = \(stackTwo.store)")
//打印：stackOne = ["hello"], stackTwo = ["where", "swift"]