我想创建一个返回符合协议(protocol)的对象的函数，但该协议(protocol)使用了 typealias。给定以下玩具示例:

protocol HasAwesomeness {
    typealias ReturnType
    func hasAwesomeness() -> ReturnType
}

extension String: HasAwesomeness {
    func hasAwesomeness() -> String {
        return "Sure Does!"
    }
}

extension Int: HasAwesomeness {
    func hasAwesomeness() -> Bool {
        return false
    }
}

String 和 Int 已被扩展以符合 HasAwesomeness，并且每个都实现了 hasAwesomeness() 方法返回不同的类型。

现在我想创建一个类，它返回一个符合 HasAwesomeness 协议(protocol)的对象。我不关心类是什么，只关心我可以发送消息 hasAwesomenss()。当我尝试以下操作时，会生成一个编译错误:

class AmazingClass: NSObject {
    func returnsSomethingWithAwesomeness(key: String) -> HasAwesomeness {
        ...
    }
}

ERROR: Protocol 'HasAwesomeness' can only be used as a generic constraint because it has Self or associated type requirements

正如您所想象的，returnsSomethingWithAwesomeness 的目的是返回一个 String 或 Int 基于 key 参数。编译器抛出的错误有点像它被禁止的原因，但它确实提供了修复语法的见解。

func returnsSomethingWithAwesomeness<T: HasAwesomeness>(key: String) -> T
{
    ...
}

好吧，我的解读是方法 returnsSomethingWithAwesomeness 是一个通用方法，它返回具有子类型 HasAwesomne​​ss 的任何类型 T。但是，以下实现会引发更多编译时类型错误:

func returnsSomethingWithAwesomeness<T: HasAwesomeness>(key: String) -> T
{
    if key == "foo" {
        return "Amazing Foo"
    }
    else {
        return 42
    }
}

ERROR: Type 'T' does not conform to protocol 'StringLiteralConvertible'

ERROR: Type 'T' does not conform to protocol 'IntegerLiteralConvertible'

好吧，现在我卡住了。有人可以帮助填补我对类型和泛型理解上的空白，并可能为我提供有用的资源吗？

最佳答案

我认为理解这里发生的事情的关键是区分在运行时动态确定的事物和在编译时静态确定的事物。无济于事的是，在大多数语言(如 Java)中，协议(protocol)(或接口(interface))都是关于在运行时获得多态行为，而在 Swift 中，具有关联类型的协议(protocol)也用于获得多态行为在编译时。

每当您看到通用占位符时，例如 T在您的示例中，此 T 填写的是什么类型在编译时确定。因此，在您的示例中:

func returnsSomethingWithAwesomeness<T: HasAwesomeness>(key: String) -> T

说:returnsSomethingWithAwesomeness是一个可以对任何类型进行操作的函数 T , 只要 T符合 HasAwesomeness .

但是T填的是什么在 returnsSomethingWithAwesomeness 点确定被调用——Swift 将查看调用站点的所有信息并决定类型 T是，并替换所有 T该类型的占位符。*

假设在调用站点选择的是 T是 String ，你可以想到returnsSomethingWithAwesomeness被所有出现的占位符 T 重写替换为 String :

// giving the type of s here fixes T as a String
let s: String = returnsSomethingWithAwesomeness("bar")

func returnsSomethingWithAwesomeness(key: String) -> String {
    if key == "foo" {
        return "Amazing Foo"
    }
    else {
        return 42
    }
}

请注意，T替换为 String并且 不 类型为 HasAwesomeness . HasAwesomeness仅用作约束——即限制可能的类型T可以。

当你这样看时，你可以看到 return 42在else毫无意义——你怎么能从一个返回字符串的函数中返回 42？

确保returnsSomethingWithAwesomeness可以与任何东西一起工作T最终是，Swift 限制你只能使用那些保证在给定约束下可用的函数。在这种情况下，我们所知道的都是T是它符合 HasAwesomeness .这意味着您可以调用 returnsSomethingWithAwesomeness任何 T 上的方法，或将其与另一个将类型限制为 HasAwesomeness 的函数一起使用, 或者分配一个 T 类型的变量到另一个(所有类型都支持赋值)，就是这样。

你无法将它与其他 T 进行比较(不保证它支持 ==)。你不能构造新的(谁知道 T 是否有合适的初始化方法？)。而且您不能从字符串或整数文字创建它(这样做需要 T 符合 StringLiteralConvertible 或 IntegerLiteralConvertible ，这不一定 - 因此当您尝试创建时会出现这两个错误使用其中一种文字输入)。

可以编写返回通用类型的通用函数，该通用类型均符合协议(protocol)。但是返回的是特定类型，而不是协议(protocol)，因此无法动态确定哪种类型。例如:

func returnCollectionContainingOne<C: ExtensibleCollectionType where C.Generator.Element == Int>() -> C {

    // this is allowed because the ExtensibleCollectionType procol 
    // requires the type implement an init() that takes no parameters
    var result = C()

    // and it also defines an `append` function that allows you to do this:
    result.append(1)

    // note, the reason it was possible to give a "1" as the argument to
    // append was because of the "where C.Generator.Element == Int" part
    // of the generic placeholder constraint 

    return result
}

// now you can use returnCollectionContainingOne with arrays:
let a: [Int] = returnCollectionContainingOne()

// or with ContiguousArrays:
let b: ContiguousArray = returnCollectionContainingOne()

想到returnCollectionContainingOne在此代码中实际上是两个函数，一个为 ContiguousArray 实现, 一个代表 Array ，由编译器在您调用它们时自动编写(因此它可以将 C 修复为特定类型)。不是一个返回协议(protocol)的函数，而是两个返回两种不同类型的函数。所以以同样的方式returnsSomethingWithAwesomeness不能返回 String或 Int在基于某些动态参数的运行时，您无法编写 returnCollectionContainingOne 的版本返回一个数组或一个连续的数组。它只能返回一个 T。 ，并且在编译时无论T其实是编译器可以填的。

* 这是对编译器实际操作的轻微过度简化，但它会为这个解释做。

关于generics - 从函数和方法返回受约束的泛型，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/27404137/