擴展(Extensions)
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擴展就是向一個已有的類別、結構或列舉型別添加新功能(functionality)。這包括在沒有權限獲取原始源程式碼的情況下擴展型別的能力(即逆向建模)。擴展和 Objective-C 中的分類別(categories)類似。(不過與Objective-C不同的是,Swift 的擴展沒有名字。)
Swift 中的擴展可以:
- 添加計算型屬性和計算靜態屬性
- 定義實例方法和型別方法
- 提供新的建構器
- 定義下標
- 定義和使用新的嵌套型別
- 使一個已有型別符合某個協定
注意:
如果你定義了一個擴展向一個已有型別添加新功能,那麼這個新功能對該型別的所有已有實例中都是可用的,即使它們是在你的這個擴展的前面定義的。
擴展語法(Extension Syntax)
宣告一個擴展使用關鍵字extension
:
extension SomeType {
// 加到SomeType的新功能寫到這裡
}
一個擴展可以擴展一個已有型別,使其能夠適配一個或多個協定(protocol)。當這種情況發生時,協定的名字應該完全按照類別或結構的名字的方式進行書寫:
extension SomeType: SomeProtocol, AnotherProctocol {
// 協定實作寫到這裡
}
按照這種方式添加的協定遵循者(protocol conformance)被稱之為在擴展中添加協定遵循者
計算型屬性(Computed Properties)
擴展可以向已有型別添加計算型實例屬性和計算型型別屬性。下面的範例向 Swift 的內建Double
型別添加了5個計算型實例屬性,從而提供與距離單位協作的基本支援。
extension Double {
var km: Double { return self * 1_000.0 }
var m : Double { return self }
var cm: Double { return self / 100.0 }
var mm: Double { return self / 1_000.0 }
var ft: Double { return self / 3.28084 }
}
let oneInch = 25.4.mm
println("One inch is \(oneInch) meters")
// 列印輸出:"One inch is 0.0254 meters"
let threeFeet = 3.ft
println("Three feet is \(threeFeet) meters")
// 列印輸出:"Three feet is 0.914399970739201 meters"
這些計算屬性表達的含義是把一個Double
型的值看作是某單位下的長度值。即使它們被實作為計算型屬性,但這些屬性仍可以接一個帶有dot語法的浮點型字面值,而這恰恰是使用這些浮點型字面量實作距離轉換的方式。
在上述範例中,一個Double
型的值1.0
被用來表示「1米」。這就是為什麼m
計算型屬性回傳self
——表達式1.m
被認為是計算1.0
的Double
值。
其它單位則需要一些轉換來表示在米下測量的值。1千米等於1,000米,所以km
計算型屬性要把值乘以1_000.00
來轉化成單位米下的數值。類似地,1米有3.28024英尺,所以ft
計算型屬性要把對應的Double
值除以3.28024
來實作英尺到米的單位換算。
這些屬性是唯讀的計算型屬性,所有從簡考慮它們不用get
關鍵字表示。它們的回傳值是Double
型,而且可以用於所有接受Double
的數學計算中:
let aMarathon = 42.km + 195.m
println("A marathon is \(aMarathon) meters long")
// 列印輸出:"A marathon is 42495.0 meters long"
注意:
擴展可以添加新的計算屬性,但是不可以添加儲存屬性,也不可以向已有屬性添加屬性觀測器(property observers)。
建構器(Initializers)
擴展可以向已有型別添加新的建構器。這可以讓你擴展其它型別,將你自己的定制型別作為建構器參數,或者提供該型別的原始實作中沒有包含的額外初始化選項。
擴展能向類別中添加新的便利建構器,但是它們不能向類別中添加新的指定建構器或析構函式。指定建構器和析構函式必須總是由原始的類別實作來提供。
注意:
如果你使用擴展向一個值型別添加一個建構器,該建構器向所有的儲存屬性提供預設值,而且沒有定義任何定制建構器(custom initializers),那麼對於來自你的擴展建構器中的值型別,你可以呼叫預設建構器(default initializers)和逐一成員建構器(memberwise initializers)。
正如在值型別的建構器授權中描述的,如果你已經把建構器寫成值型別原始實作的一部分,上述規則不再適用。
下面的範例定義了一個用於描述幾何矩形的定制結構Rect
。這個範例同時定義了兩個輔助結構Size
和Point
,它們都把0.0
作為所有屬性的預設值:
struct Size {
var width = 0.0, height = 0.0
}
struct Point {
var x = 0.0, y = 0.0
}
struct Rect {
var origin = Point()
var size = Size()
}
因為結構Rect
提供了其所有屬性的預設值,所以正如預設建構器中描述的,它可以自動接受一個預設的建構器和一個成員級建構器。這些建構器可以用於建構新的Rect
實例:
let defaultRect = Rect()
let memberwiseRect = Rect(origin: Point(x: 2.0, y: 2.0),
size: Size(width: 5.0, height: 5.0))
你可以提供一個額外的使用特殊中心點和大小的建構器來擴展Rect
結構:
extension Rect {
init(center: Point, size: Size) {
let originX = center.x - (size.width / 2)
let originY = center.y - (size.height / 2)
self.init(origin: Point(x: originX, y: originY), size: size)
}
}
這個新的建構器首先根據提供的center
和size
值計算一個合適的原點。然後呼叫該結構自動的成員建構器init(origin:size:)
,該建構器將新的原點和大小存到了合適的屬性中:
let centerRect = Rect(center: Point(x: 4.0, y: 4.0),
size: Size(width: 3.0, height: 3.0))
// centerRect的原點是 (2.5, 2.5),大小是 (3.0, 3.0)
注意:
如果你使用擴展提供了一個新的建構器,你依舊有責任保證建構過程能夠讓所有實例完全初始化。
方法(Methods)
擴展可以向已有型別添加新的實例方法和型別方法。下面的範例向Int
型別添加一個名為repetitions
的新實例方法:
extension Int {
func repetitions(task: () -> ()) {
for i in 0..self {
task()
}
}
}
這個repetitions
方法使用了一個() -> ()
型別的單參數(single argument),表明函式沒有參數而且沒有回傳值。
定義該擴展之後,你就可以對任意整數呼叫repetitions
方法,實作的功能則是多次執行某任務:
3.repetitions({
println("Hello!")
})
// Hello!
// Hello!
// Hello!
可以使用 trailing 閉包使呼叫更加簡潔:
3.repetitions{
println("Goodbye!")
}
// Goodbye!
// Goodbye!
// Goodbye!
修改實例方法(Mutating Instance Methods)
通過擴展添加的實例方法也可以修改該實例本身。結構和列舉型別中修改self
或其屬性的方法必須將該實例方法標注為mutating
,正如來自原始實作的修改方法一樣。
下面的範例向Swift的Int
型別添加了一個新的名為square
的修改方法,來實作一個原始值的平方計算:
extension Int {
mutating func square() {
self = self * self
}
}
var someInt = 3
someInt.square()
// someInt 現在值是 9
下標(Subscripts)
擴展可以向一個已有型別添加新下標。這個範例向Swift內建型別Int
添加了一個整型下標。該下標[n]
回傳十進制數字從右向左數的第n個數字
- 123456789[0]回傳9
- 123456789[1]回傳8
...等等
extension Int {
subscript(digitIndex: Int) -> Int {
var decimalBase = 1
for _ in 1...digitIndex {
decimalBase *= 10
}
return (self / decimalBase) % 10
}
}
746381295[0]
// returns 5
746381295[1]
// returns 9
746381295[2]
// returns 2
746381295[8]
// returns 7
如果該Int
值沒有足夠的位數,即下標越界,那麼上述實作的下標會回傳0,因為它會在數字左邊自動補0:
746381295[9]
//returns 0, 即等同於:
0746381295[9]
嵌套型別(Nested Types)
擴展可以向已有的類別、結構和列舉添加新的嵌套型別:
extension Character {
enum Kind {
case Vowel, Consonant, Other
}
var kind: Kind {
switch String(self).lowercaseString {
case "a", "e", "i", "o", "u":
return .Vowel
case "b", "c", "d", "f", "g", "h", "j", "k", "l", "m",
"n", "p", "q", "r", "s", "t", "v", "w", "x", "y", "z":
return .Consonant
default:
return .Other
}
}
}
該範例向Character
添加了新的嵌套列舉。這個名為Kind
的列舉表示特定字元的型別。具體來說,就是表示一個標準的拉丁腳本中的字元是母音還是子音(不考慮口語和地方變種),或者是其它型別。
這個類別子還向Character
添加了一個新的計算實例屬性,即kind
,用來回傳合適的Kind
列舉成員。
現在,這個嵌套列舉可以和一個Character
值聯合使用了:
func printLetterKinds(word: String) {
println("'\\(word)' is made up of the following kinds of letters:")
for character in word {
switch character.kind {
case .Vowel:
print("vowel ")
case .Consonant:
print("consonant ")
case .Other:
print("other ")
}
}
print("\n")
}
printLetterKinds("Hello")
// 'Hello' is made up of the following kinds of letters:
// consonant vowel consonant consonant vowel
函式printLetterKinds
的輸入是一個String
值並對其字元進行迭代。在每次迭代過程中,考慮當前字元的kind
計算屬性,並列印出合適的類別別描述。所以printLetterKinds
就可以用來列印一個完整單詞中所有字母的型別,正如上述單詞"hello"
所展示的。
注意:
由於已知character.kind
是Character.Kind
型,所以Character.Kind
中的所有成員值都可以使用switch
語句裡的形式簡寫,比如使用.Vowel
代替Character.Kind.Vowel