Swift(二十三)扩展

戴珍珠耳环的少女

扩展就是向一个已有的类、结构体或枚举类型添加新功能(functionality)。这包括在没有权限获取原始源代码的情况下扩展类型的能力(即逆向建模)。扩展和 Objective-C 中的分类(categories)类似。(不过与Objective-C不同的是,Swift 的扩展没有名字。)

Swift 中的扩展可以:

  1. 添加计算型属性和计算静态属性
  2. 定义实例方法和类型方法
  3. 提供新的构造器
  4. 定义下标
  5. 定义和使用新的嵌套类型
  6. 使一个已有类型符合某个接口

注意
扩展可以以一个类的形式添加新的功能,但它们不能覆盖现有的功能。

扩展语法

声明的扩展extension关键字:

extension SomeType {
        // new functionality to add to SomeType goes here
}

一个扩展可以扩展一个已有类型,使其能够适配一个或多个协议(protocol)。当这种情况发生时,接口的名字应该完全按照类或结构体的名字的方式进行书写:

extension SomeType: SomeProtocol, AnotherProctocol { 
   // 协议实现写到这里 
} 

按照这种方式添加的协议遵循者(protocol conformance)被称之为在扩展中添加协议遵循者

注意
如果你定义了一个新的扩展功能在现有类里面,新的扩展功能能够被用于当前类型的所以实例里面,即使该扩展是在实例定义之后定义的。

计算型属性(Computed Properties)
扩展可以向已有类型添加计算型实例属性和计算型类型属性。下面的例子向 Swift 的内建Double类型添加了5个计算型实例属性,从而提供与距离单位协作的基本支持。

extension Double {
    var km: Double {
        get{
            return self * 1_000.0
        }
    }
    //省略getter
    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
print("One inch is \(oneInch) meters")
// Prints "One inch is 0.0254 meters"
let threeFeet = 3.ft
print("Three feet is \(threeFeet) meters")
// Prints "Three feet is 0.914399970739201 meters"

这些属性是只读的计算型属性,所有从简考虑它们不用get关键字表示。它们的返回值是Double型,而且可以用于所有接受Double的数学计算中:

let aMarathon = 42.km + 195.m 
println("A marathon is \(aMarathon) meters long") 
// 打印输出:"A marathon is 42495.0 meters long" 

注意:扩展可以添加新的计算属性,但是不可以添加存储属性,也不可以向已有属性添加属性观测器(property observers)。

构造器(Initializers)

扩展可以向已有类型添加新的构造器。这可以让你扩展其它类型,将你自己的定制类型作为构造器参数,或者提供该类型的原始实现中没有包含的额外初始化选项。

注意:如果你使用扩展向一个值类型添加一个构造器,该构造器向所有的存储属性提供默认值,而且没有定义任何定制构造器(custom initializers),那么对于来自你的扩展构造器中的值类型,你可以调用默认构造器(default initializers)和成员级构造器(memberwise initializers)。 正如在值类型的构造器授权中描述的,如果你已经把构造器写成值类型原始实现的一部分,上述规则不再适用。

下面的例子定义了一个用于描述几何矩形的定制结构体Rect。这个例子同时定义了两个辅助结构体Size和Point,它们都把0.0作为所有属性的默认值:

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() 
} 

因为结构体Rect提供了其所有属性的默认值,所以正如默认构造器中描述的,它可以自动接受一个默认的构造器和一个成员级构造器。这些构造器可以用于构造新的Rect实例:

let defaultRect = Rect() 
let memberwiseRect = Rect(origin: Point(x: 2.0, y: 2.0), 
    size: Size(width: 5.0, height: 5.0)) 

你可以提供一个额外的使用特殊中心点和大小的构造器来扩展Rect结构体:

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) 
    } 
} 

这个新的构造器首先根据提供的center和size值计算一个合适的原点。然后调用该结构体自动的成员构造器init(origin:size:),该构造器将新的原点和大小存到了合适的属性中:

let centerRect = Rect(center: Point(x: 4.0, y: 4.0), 
    size: Size(width: 3.0, height: 3.0)) 
// centerRect的原点是 (2.5, 2.5),大小是 (3.0, 3.0) 

注意:如果你使用扩展提供了一个新的构造器,你依旧有责任保证构造过程能够让所有实例完全初始化。

方法

扩展可以向已有类型添加新的实例方法和类型方法。下面的例子向Int类型添加一个名为repetitions的新实例方法:

extension Int {
//这个repetitions方法使用了一个() -> ()类型的单参数(single argument),表明函数没有参数而且没有返回值。
    func repetitions(task: () -> ()) {
        for _ in 0..<self {
            task()
        }
    }
}

定义该扩展之后,你就可以对任意整数调用repetitions方法,实现的功能则是多次执行某任务:

//有两种写法来执行
//第一种写法,直接使用闭包的形式
  3.repetitions {
      print("Hello!")
  }
/**
  * 你可能会在一些教程中看到这样的写法, 这是2.x的写法,在3.x直接使用闭包的形式
  3.repetitions({ 
     println("Hello!") 
   }) 
*/
//第二种写法
//因为扩展需要参数是一个无参数无返回值的方法,那我们就定义一个该类型的方法
 func test() {
      print("world")
  }
  3.repetitions(task: test)

修改实例方法(Mutating Instance Methods)

通过扩展添加的实例方法也可以修改该实例本身。结构体和枚举类型中修改self或其属性的方法必须将该实例方法标注为mutating,正如来自原始实现的修改方法一样。

下面的例子向Swift的Int类型添加了一个新的名为square的修改方法,来实现一个原始值的平方计算:

extension Int {
    mutating func square() {
        self = self * self
    }
}
var someInt = 3
someInt.square()
// someInt is now 9

下标(Subscripts)

扩展可以向一个已有类型添加新下标。这个例子向Swift内建类型Int添加了一个整型下标。该下标[n]返回十进制数字从右向左数的第n个数字
123456789[0] 回报 9
123456789[1] 回报 8

extension Int {
    subscript(digitIndex: Int) -> Int {
        var decimalBase = 1
        for _ in 0..<digitIndex { //小于digitIndex
            decimalBase *= 10
        }
        return (self / decimalBase) % 10
    }
}
746381295[0]
// returns 5
746381295[1]
// returns 9
746381295[2]
// returns 2
746381295[8]
// returns 7

如果该Int值没有足够的位数,即下标越界,那么上述实现的下标会返回0,因为它会在数字左边自动补0:

746381295[9]
// returns 0, as if you had requested:
0746381295[9]

嵌套类型(Nested Types)

扩展可以向已有的类、结构体和枚举添加新的嵌套类型:

extension Int {
    enum Kind {
        case negative, zero, positive
    }
    var kind: Kind {
        switch self {
        case 0:
            return .zero
        case let x where x > 0:
            return .positive
        default:
            return .negative
        }
    }
}

这个例子增加了一个新的嵌套枚举Int。此枚举,叫Kind,表达了那种特定的整数代表数量。具体地讲,它表示数是否为负,零或正数。

这个例子还增加了一个新的计算实例属性Int,叫kind,它返回相应Kind于该整数枚举情况。

嵌套枚举现在可以与任何使用Int值:

func printIntegerKinds(_ numbers: [Int]) {
    for number in numbers {
        switch number.kind {
        case .negative:
            print("- ", terminator: "")
        case .zero:
            print("0 ", terminator: "")
        case .positive:
            print("+ ", terminator: "")
        }
    }
    print("")
}
printIntegerKinds([3, 19, -27, 0, -6, 0, 7])
// Prints "+ + - 0 - 0 + "

注意
number.kind已经是已知的类型Int.Kind。由于这个原因,所有的Int.Kind情况下,值可以简写形式内侧switch语句,如.negative,而不是Int.Kind.negative。

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