Swift 4.2 新特性詳解 Conditional Conformance 的更新

隨着 Xcode 10 的正式版發佈，Swift 4.2 也正式問世，在 Swift 4.1 中引入的 Conditional Conformance 也有了一個小的升級，使用便利性再次提升。不瞭解 Swift 4.1 的同學也沒有關係，本篇文章會針對 Conditional Conformance 進行完整的梳理。

首先我們對 Conditional Conformance 下個定義：

Conditional conformances express the notion that a generic type will conform to a particular protocol only when its type arguments meet certain requirements.

Conditional Conformance 表達的含義是：當一個泛型類型的類型參數滿足某些條件時，該泛型類型實現了某個特定協議。舉個例子，當 Array 類型的類型參數是 Equatable 的時候，我們希望 Array 自動成爲 Equatable，具體以 extension 語法表達，如下：

extension Array: Equatable where Element: Equatable {
  static func == (lhs: Array,  rhs: Array) -> Bool {
    guard lhs.count == rhs.count else {
      return false
    }
    for (i, v) in lhs.enumerated() {
      if rhs[i] != v {
        return false
      }
    }
    return true
  }
}

這個擴展不僅可以用來直接比較一維數組，由於可以遞歸推斷，同樣可以比較多維數組：下面的 a1 和 a2 都是 Array<Array<Int>> 類型 ，由於 Int 是 Equatable ，所以 Array<Int> 也是 Equatable ，因此 Array<Array<Int>> 是Equatable，可以直接比較是否相等。

let a1 = [[123], [456,789]]
let a2 = [[123], [456,789]]
let a3: [[Int]] = []
print(a1 == a2) // true
print(a1 == a3) // false

關於 Conditional Conformance 還有一個非常重要的特性，就是它對於運行時 Conditional Conformance 的支持。來看下面的代碼：

protocol P {
  func doSomething()
}

struct S: P {
  func doSomething() { print("S") }
}

extension Array: P where Element: P {
  func doSomething() {
    for value in self {
      value.doSomething()
    }
  }
}

// compile-time
func doSomethingStatically<E: P>(_ value:Array<E>) {
  value.doSomething()
}

// runtime
func doSomethingIfP(_ value: Any) {
  if let p = value as? P {
    p.doSomething()
  } 
}

doSomethingIfP([S(), S(), S()]) 

我們看到了兩個版本，前者是編譯器確定了這個擴展的有效性；後者是 runtime 的時候做檢查，它體現了 Conditional Conformance 對動態檢查的支持。

如何來直觀感受 Conditional Conformance 運行時特性的作用呢？我們可以想象是自己是被傳入的參數：我是個普通的 Array，只不過我的元素類型實現了 P。結果可以動態發現我作爲 Array 也實現了 protocol P，並且擁有了新方法 doSomething 。哪怕我是被作爲 Any 類型傳入的，動態也能判斷上述事實。我只是個 Array ，元素類型實現了 P 而已。 Conditional Conformance 的擴展使這一切成爲可能。

這裏我們回顧一個知識點，爲什麼我們最後需要新寫個 protocol P 來舉例，而不直接用前面的 Equatable 呢？

用另一個問題可以回答：在Swift中，可不可以寫 as? Equatable，或者 var e : Equatable = 10 呢？其實是不能的，因爲Equatable這樣的protocol只能作爲泛型的類型約束，而不能作爲可以直接hold值的類型，原因是它有 associated type 或者Self；也沒有Equatable<Int> 的寫法，Equatable 不是泛型類型，只是泛型約束。

事實上，從 Swift 4.1 開始標準庫就加入了一系列 Equatable、Encodable、Decodable 的 Conditional Conformance，例如：

extension Optional: Equatable where Wrapped: Equatable { /* ... */ }

extension Array: Equatable where Element: Equatable { /* ... */ }

extension Dictionary: Equatable where Value: Equatable { /* ... */ }

extension Array: Encodable where Element: Encodable { /* ... */ }

extension Array: Decodable where Element: Decodable { /* ... */ }

Swift 4.2 中對 Hashable 也內置了一系列 Conditional Conformance：也就是當其類型參數是 Hashable 的時候 Optional, Array, Dictionary 和 Range 也是 Hashable，非常便利的一個改進。

小結

• 介紹了 Conditional Conformance 的語法和語義
• 以 Array 爲例介紹了 Conditional Conformance 用途
• Conditional Conformance 支持運行時判斷
• 標準庫內置 Array 和 Hashable 的 Conditional Conformance