擴(kuò)展就是向一個(gè)已有的類、結(jié)構(gòu)體或枚舉類型添加新功能(functionality)。這包括在沒有權(quán)限獲取原始源代碼的情況下擴(kuò)展類型的能力(即逆向建模)。擴(kuò)展和 Objective-C 中的分類(categories)類似。(不過與Objective-C不同的是,Swift 的擴(kuò)展沒有名字。)
Swift 中的擴(kuò)展可以:
注意:
如果你定義了一個(gè)擴(kuò)展向一個(gè)已有類型添加新功能,那么這個(gè)新功能對(duì)該類型的所有已有實(shí)例中都是可用的,即使它們是在你的這個(gè)擴(kuò)展的前面定義的。
聲明一個(gè)擴(kuò)展使用關(guān)鍵字extension
:
extension SomeType {
// 加到SomeType的新功能寫到這里
}
一個(gè)擴(kuò)展可以擴(kuò)展一個(gè)已有類型,使其能夠適配一個(gè)或多個(gè)協(xié)議(protocol)。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí),協(xié)議的名字應(yīng)該完全按照類或結(jié)構(gòu)體的名字的方式進(jìn)行書寫:
extension SomeType: SomeProtocol, AnotherProctocol {
// 協(xié)議實(shí)現(xiàn)寫到這里
}
按照這種方式添加的協(xié)議遵循者(protocol conformance)被稱之為在擴(kuò)展中添加協(xié)議遵循者
擴(kuò)展可以向已有類型添加計(jì)算型實(shí)例屬性和計(jì)算型類型屬性。下面的例子向 Swift 的內(nèi)建Double
類型添加了5個(gè)計(jì)算型實(shí)例屬性,從而提供與距離單位協(xié)作的基本支持。
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")
// 打印輸出:"One inch is 0.0254 meters"
let threeFeet = 3.ft
println("Three feet is \(threeFeet) meters")
// 打印輸出:"Three feet is 0.914399970739201 meters"
這些計(jì)算屬性表達(dá)的含義是把一個(gè)Double
型的值看作是某單位下的長度值。即使它們被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算型屬性,但這些屬性仍可以接一個(gè)帶有dot語法的浮點(diǎn)型字面值,而這恰恰是使用這些浮點(diǎn)型字面量實(shí)現(xiàn)距離轉(zhuǎn)換的方式。
在上述例子中,一個(gè)Double
型的值1.0
被用來表示“1米”。這就是為什么m
計(jì)算型屬性返回self
——表達(dá)式1.m
被認(rèn)為是計(jì)算1.0
的Double
值。
其它單位則需要一些轉(zhuǎn)換來表示在米下測量的值。1千米等于1,000米,所以km
計(jì)算型屬性要把值乘以1_000.00
來轉(zhuǎn)化成單位米下的數(shù)值。類似地,1米有3.28024英尺,所以ft
計(jì)算型屬性要把對(duì)應(yīng)的Double
值除以3.28024
來實(shí)現(xiàn)英尺到米的單位換算。
這些屬性是只讀的計(jì)算型屬性,所有從簡考慮它們不用get
關(guān)鍵字表示。它們的返回值是Double
型,而且可以用于所有接受Double
的數(shù)學(xué)計(jì)算中:
let aMarathon = 42.km + 195.m
println("A marathon is \(aMarathon) meters long")
// 打印輸出:"A marathon is 42195.0 meters long"
注意:
擴(kuò)展可以添加新的計(jì)算屬性,但是不可以添加存儲(chǔ)屬性,也不可以向已有屬性添加屬性觀測器(property observers)。
擴(kuò)展可以向已有類型添加新的構(gòu)造器。這可以讓你擴(kuò)展其它類型,將你自己的定制類型作為構(gòu)造器參數(shù),或者提供該類型的原始實(shí)現(xiàn)中沒有包含的額外初始化選項(xiàng)。
擴(kuò)展能向類中添加新的便利構(gòu)造器,但是它們不能向類中添加新的指定構(gòu)造器或析構(gòu)函數(shù)。指定構(gòu)造器和析構(gòu)函數(shù)必須總是由原始的類實(shí)現(xiàn)來提供。
注意:
如果你使用擴(kuò)展向一個(gè)值類型添加一個(gè)構(gòu)造器,在該值類型已經(jīng)向所有的存儲(chǔ)屬性提供默認(rèn)值,而且沒有定義任何定制構(gòu)造器(custom initializers)時(shí),你可以在值類型的擴(kuò)展構(gòu)造器中調(diào)用默認(rèn)構(gòu)造器(default initializers)和逐一成員構(gòu)造器(memberwise initializers)。正如在值類型的構(gòu)造器代理中描述的,如果你已經(jīng)把構(gòu)造器寫成值類型原始實(shí)現(xiàn)的一部分,上述規(guī)則不再適用。
下面的例子定義了一個(gè)用于描述幾何矩形的定制結(jié)構(gòu)體Rect
。這個(gè)例子同時(shí)定義了兩個(gè)輔助結(jié)構(gòu)體Size
和Point
,它們都把0.0
作為所有屬性的默認(rèn)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?yàn)榻Y(jié)構(gòu)體Rect
提供了其所有屬性的默認(rèn)值,所以正如默認(rèn)構(gòu)造器中描述的,它可以自動(dòng)接受一個(gè)默認(rèn)的構(gòu)造器和一個(gè)成員級(jí)構(gòu)造器。這些構(gòu)造器可以用于構(gòu)造新的Rect
實(shí)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(gè)額外的使用特殊中心點(diǎn)和大小的構(gòu)造器來擴(kuò)展Rect
結(jié)構(gòu)體:
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(gè)新的構(gòu)造器首先根據(jù)提供的center
和size
值計(jì)算一個(gè)合適的原點(diǎn)。然后調(diào)用該結(jié)構(gòu)體自動(dòng)的成員構(gòu)造器init(origin:size:)
,該構(gòu)造器將新的原點(diǎn)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(diǎn)是 (2.5, 2.5),大小是 (3.0, 3.0)
注意:
如果你使用擴(kuò)展提供了一個(gè)新的構(gòu)造器,你依舊有責(zé)任保證構(gòu)造過程能夠讓所有實(shí)例完全初始化。
擴(kuò)展可以向已有類型添加新的實(shí)例方法和類型方法。下面的例子向Int
類型添加一個(gè)名為repetitions
的新實(shí)例方法:
extension Int {
func repetitions(task: () -> ()) {
for i in 0..<self {
task()
}
}
}
這個(gè)repetitions
方法使用了一個(gè)() -> ()
類型的單參數(shù)(single argument),表明函數(shù)沒有參數(shù)而且沒有返回值。
定義該擴(kuò)展之后,你就可以對(duì)任意整數(shù)調(diào)用repetitions
方法,實(shí)現(xiàn)的功能則是多次執(zhí)行某任務(wù):
3.repetitions({
println("Hello!")
})
// Hello!
// Hello!
// Hello!
可以使用 trailing 閉包使調(diào)用更加簡潔:
3.repetitions{
println("Goodbye!")
}
// Goodbye!
// Goodbye!
// Goodbye!
通過擴(kuò)展添加的實(shí)例方法也可以修改該實(shí)例本身。結(jié)構(gòu)體和枚舉類型中修改self
或其屬性的方法必須將該實(shí)例方法標(biāo)注為mutating
,正如來自原始實(shí)現(xiàn)的修改方法一樣。
下面的例子向Swift的Int
類型添加了一個(gè)新的名為square
的修改方法,來實(shí)現(xiàn)一個(gè)原始值的平方計(jì)算:
extension Int {
mutating func square() {
self = self * self
}
}
var someInt = 3
someInt.square()
// someInt 現(xiàn)在值是 9
擴(kuò)展可以向一個(gè)已有類型添加新下標(biāo)。這個(gè)例子向Swift內(nèi)建類型Int
添加了一個(gè)整型下標(biāo)。該下標(biāo)[n]
返回十進(jìn)制數(shù)字從右向左數(shù)的第n個(gè)數(shù)字
...等等
extension Int {
subscript(var digitIndex: Int) -> Int {
var decimalBase = 1
while digitIndex > 0 {
decimalBase *= 10
--digitIndex
}
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(shù),即下標(biāo)越界,那么上述實(shí)現(xiàn)的下標(biāo)會(huì)返回0,因?yàn)樗鼤?huì)在數(shù)字左邊自動(dòng)補(bǔ)0:
746381295[9]
//returns 0, 即等同于:
0746381295[9]
擴(kuò)展可以向已有的類、結(jié)構(gòu)體和枚舉添加新的嵌套類型:
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
}
}
}
該例子向Character
添加了新的嵌套枚舉。這個(gè)名為Kind
的枚舉表示特定字符的類型。具體來說,就是表示一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的拉丁腳本中的字符是元音還是輔音(不考慮口語和地方變種),或者是其它類型。
這個(gè)例子還向Character
添加了一個(gè)新的計(jì)算實(shí)例屬性,即kind
,用來返回合適的Kind
枚舉成員。
現(xiàn)在,這個(gè)嵌套枚舉可以和一個(gè)Character
值聯(lián)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
函數(shù)printLetterKinds
的輸入是一個(gè)String
值并對(duì)其字符進(jìn)行迭代。在每次迭代過程中,考慮當(dāng)前字符的kind
計(jì)算屬性,并打印出合適的類別描述。所以printLetterKinds
就可以用來打印一個(gè)完整單詞中所有字母的類型,正如上述單詞"hello"
所展示的。
注意:
由于已知character.kind
是Character.Kind
型,所以Character.Kind
中的所有成員值都可以使用switch
語句里的形式簡寫,比如使用.Vowel
代替Character.Kind.Vowel
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