swift - 难以理解 Swift 协议(protocol)扩展中的 `Associated Types`

Question

我正在努力理解 swift 中的协议(protocol)和协议(protocol)扩展。

我想定义一系列可应用于类的协议(protocol)，以及一组协议(protocol)扩展以提供默认实现。示例代码:

// MARK: - Protocols & Protocol Extensions
protocol OutputItem {
    typealias ResultType
    func rawValue() -> ResultType
    // other requirements ...
}

protocol StringOutputItem : OutputItem {}
extension StringOutputItem {
    typealias ResultType = String
    override func rawValue() -> Self.ResultType {
        return "string ouput"
    }
}

protocol IntOutputItem: OutputItem {}
extension IntOutputItem {
    typealias ResultType = Int
    override func rawValue() -> Self.ResultType {
        return 123
    }
}

扩展中 rawValue() 的上述覆盖函数给出错误 Ambiguous type name 'ResultType' in 'Self'。如果我从 Self.ResultType 中删除 Self，我会收到错误消息 'ResultType' is ambiguous for type lookup in this context。

我如何向协议(protocol)扩展发送信号以将哪种类型用于 ResultType？

我的目标是能够将协议(protocol)及其扩展应用到类中，如下所示:

// MARK: - Base Class
class DataItem {
    // Some base class methods
    func randomMethod() -> String {
        return "some random base class method"
    }
}

// MARK: - Subclasses
class StringItem : DataItem, StringOutputItem {
    // Some subclass methods
}

class AnotherStringItem : DataItem, StringOutputItem {
    // Some subclass methods
}

class IntItem : DataItem, IntOutputItem {
    // Some subclass methods
}

这样:

let item1 = StringItem()
print(item1.rawValue())         // should give "string output"

let item2 = AnotherStringItem()
print(item2.rawValue())         // should give "string output"

let item3 = IntItem()
print(item3.rawValue())         // should give 123

如果我完全不了解协议(protocol)扩展如何提供默认实现，我对如何实现相同的结果持开放态度。

Answer 1

Swift 编译器通过实现的协议(protocol)方法的类型签名推断ResultType 的类型。例如，在下面的 StringOutputItem 声明中，编译器知道 StringOutputItem 的 ResultType 是 String 类型，即使没有明确声明:

protocol StringOutputItem: OutputItem {}

extension StringOutputItem {
    func rawValue() -> String {
        return "string output"
    }
}

class StringItem : DataItem, StringOutputItem {}

let item = StringItem()
print(item.rawValue()) // prints "string output"

我们可以在StringOutputItem中显式声明ResultType，这只会确保StringOutputItem符合OutputItem协议(protocol)并使用正确的类型实现它。

为了说明关联类型的类型推断，假设 OutputItem 指定另一个方法作为其协议(protocol)的一部分。如果我们提供类型不匹配的默认实现，编译器将抛出一个错误，指示实现类型不符合协议(protocol)。

protocol OutputItem {
    typealias ResultType
    func rawValue() -> ResultType
    func printValue(r: ResultType)
}

protocol StringOutputItem: OutputItem {}

extension StringOutputItem {
    func rawValue() -> String {
        return "string output"
    }
    func printValue(r: Int) {  // Should be String
        ...
    }
}

struct Test: StringOutputItem {} // Error: Type 'Test' does not conform to protocol 'OutputItem'

通过在 StringOutputItem 中显式声明 typealias ResultType = String，我们确保在实现协议(protocol)的方法时使用正确的类型。

protocol OutputItem {
    typealias ResultType
    func rawValue() -> ResultType
    func printValue(r: ResultType)
}

protocol StringOutputItem: OutputItem {}

extension StringOutputItem {
    typealias ResultType = String // without this typealias declaration, the program WILL compile since ResultType is inferred to be of type Int
    func rawValue() -> Int {
        return 123
    }
    func printValue(r: Int) {  
        ...
    }
}

struct Test: StringOutputItem {} // Error: Type 'Test' does not conform to protocol 'OutputItem'