swift - 实现接受并返回 Self 的协议(protocol)静态方法( swift )

Question

给定一个类似这样的协议(protocol):

protocol Thing {
  static func *(lhs: Float, rhs: Self) -> Self
}

如何实现盒子类？

class ThingBox<T: Thing>: Thing {
  var thing: T
  required init(thing: T) { self.thing = thing }
  static func *(lhs: Float, rhs: Self) -> Self {
    return Self(thing: lhs * rhs.thing)
  }
}

编译器提示 Self不能在方法类型中使用，但事实是 ThingBox是可继承的意味着使用 ThingBox<T>不合适。

如果不强制它是 final 就不可能写这个类吗？ ？

Answer 1

您的* 实现有一些细微的问题。这是您的意思:

static func *(lhs: Float, rhs: ThingBox<T>) -> Self {
    return self.init(thing: lhs * rhs.thing)
}

首先，您不能将Self 用作参数类型。你必须明确。 Self 表示“实际类型”，如果您可以将其用于子类，这将违反 LSP .例如，假设我有类型 Animal 和 Dog(具有明显的关系)。假设我写了函数:

class Animal {
    func f(_ a: Self) { ... }
}

意思是 Animal.f 会带 Animal，但是 Dog.f 只会带 Dog但不会带一只猫。所以您会期望以下内容为真:

dog.f(otherDog) // this works
dog.f(cat) // this fails

但这违反了替换规则。如果我这样写会怎样:

let animal: Animal = Dog()
animal.f(cat)

这应该是合法的，因为 Animal.f 可以接受任何 Animal，但是 Dog.f 的实现不能接受猫。类型不匹配。繁荣。所以这是不合法的。 (对于返回类型不存在此限制。我将把它留给读者作为练习。尝试创建一个类似上面的示例来返回 Self。)

第二个错误只是语法错误。这不是 Self()，而是 self.init()。在静态方法中，self 是动态类型(这是您想要的)，Swift 要求您在以这种方式使用时显式调用 init。这只是语法，而不是像其他问题那样的深层类型问题。

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Swift 无法继承您正在谈论的东西。如果你想重载，那很好，但你必须明确类型:

class OtherBox: ThingBox<Int> {
    static func *(lhs: Float, rhs: OtherBox) -> Self {
        return self.init(thing: lhs * rhs.thing)
    }
}

这正是你想要的，但它必须添加到每个 child ；它不会通过协方差自动继承。 Swift 没有强大的协方差系统来表达它。

也就是说，当您开始以这种方式混合泛型、协议(protocol)和子类化时，您会遇到很多很多奇怪的极端情况，这既是由于数学原因，也是由于当前 Swift 的限制。您应该仔细询问您的实际代码是否需要这么多参数化。我遇到的大多数此类问题都是过度设计的“以防万一”，简化类型并使事情具体化就是解决要编写的实际程序所需的一切。并不是说在更高级类型的基础上构建令人难以置信的通用算法不好，但 Swift 不是今天的语言(而且可能永远不会；添加这些功能需要很多成本)。