swift - 使用协议(protocol)和关联类型的强类型树层次结构

Question

我正在尝试使用协议(protocol)设计一个强类型的对象层次结构，但不太正确。

为了说明这一点，假设最终采用这些协议(protocol)的具体类型是类、Country、State和城市。

每个节点都可以有一个父节点(根对象除外)和/或子节点(叶对象除外):所有 State 实例都是单个 Country 实例的子节点并将其作为父级，并且将 City 实例作为子级，等等。

所以我从这两个协议(protocol)开始:

/// To be adopted by State and City
///
protocol Child: AnyObject {
    associatedtype ParentType: AnyObject 
    // (-> so that property `parent` can be weak)

    weak var parent: ParentType? { get }
} 

/// To be adopted by Country and State
///
protocol Parent: AnyObject {
    associatedtype ChildType: AnyObject
    // (-> for symmetry)

    var children: [ChildType] { get }
}

我有两个单独的协议(protocol)，而不是一个将所有上述要求分组的协议(protocol)，因为我不想为该协议(protocol)指定一个“虚拟”typealias ParentType根类Country(无意义)，也不是叶类City的“虚拟”typealias ChildType。

相反，我可以分离父子行为，并让中间类 State 采用两种协议(protocol)。

<小时/>

下一步，我想通过从磁盘读取的字典来初始化我的类。对于子类，我想在实例化时指定父类，所以我想出了这个方案:

protocol UnarchivableChild: Child {
    init(dictionary: [String: Any], parent: ParentType?)
}

protocol UnarchivingParent: Parent {
    associatedtype ChildType: UnarchivableChild

    func readChildren(fromDictionaries dictionaries: [[String: Any]]) -> [ChildType]
}

就目前情况而言，我似乎可以更进一步，添加方法 readChildren(fromDictionaries:) 的默认实现，如下所示:

extension UnarchivingParent {
    func readChildren(fromDictionaries dictionaries: [[String: Any]]) -> [ChildType] {
        return dictionaries.flatMap({ dictionary in
            return ChildType(dictionary: dictionary, parent: self)
        })
    }
}

...因为在此协议(protocol)中，ChildType 被限制为 UnarchivableChild，所以它应该支持初始化程序...？但我得到:

Cannot invoke 'ChildType' with an argument list of type '(dictionary: ([String : Any]), parent: Self)'

(为什么要大写“Self”？)

我认为我遗漏了一些关于关联类型如何工作的信息......

如何编写此默认实现的代码？

<小时/>

更新:显然，传递 self 是问题所在。我将代码修改为:

protocol Node: AnyObject {
}

protocol Parent: Node {
    associatedtype ChildNodeType: Node
    var children: [ChildNodeType] { get set }
}

protocol Child: Node {
    associatedtype ParentNodeType: Node
    weak var parent: ParentNodeType? { get set }
}

protocol UnarchivableChild: Child {
    init(dictionary: [String: Any]) // Removed parent parameter!
}

protocol UnarchivingParent: Parent {
    associatedtype ChildNodeType: UnarchivableChild
    func readChildren(fromDictionaries dictionaries: [[String: Any]]) -> [ChildNodeType]
}

extension UnarchivingParent {
    func readChildren(fromDictionaries dictionaries: [[String: Any]]) -> [ChildNodeType] {
        return dictionaries.flatMap({
            let child = ChildNodeType(dictionary: $0)
            // Assign parent here instead:
            child.parent = self // < ERROR HERE

            return child
        })
    }
} 

错误是:

Cannot assign value of type 'Self' to type '_?'

Answer 1

阅读完The Swift Programmng Language: Generics后(部分:“使用 GenerciWhere 子句进行扩展”)，我找到了适当的语法来实现我想要的。我选择了这段代码(类型名称与原始问题中的类型名称略有不同):

protocol DictionaryInitializable {
    init(dictionary: [String: Any])
}

protocol ChildNode: AnyObject {
    associatedtype ParentType: AnyObject

    weak var parent: ParentType? { get set }
}

protocol ParentNode {
    associatedtype ChildType: AnyObject

    var children: [ChildType] { get set }
}

// This 'WHERE' clause fixes the issue:
extension ParentNode where ChildType: DictionaryInitializable,
ChildType: ChildNode, ChildType.ParentType == Self {

    func readChildren(from dictionaries: [[String: Any]]) -> [ChildType] {
        return dictionaries.map({
            return ChildType(dictionary: $0)
        })
    }
}

where 子句的第一个约束让我调用初始化器 init(dictionary:)，第二个约束保证属性 parent 的存在，第三个约束让我将 self 指定为其值。

或者，我可以更改:

protocol ParentNode {
    associatedtype ChildType: AnyObject

至:

protocol ParentNode {
    associatedtype ChildType: ChildNode

...并跳过第二个约束。