Swift学习(十六)：协议（protocol，static，class，mutating，init，init?，init!，继承，协议组合，as?，as!，Any，AnyObject，Self）

协议（Protocol）

• 协议可以用来定义方法、属性、下标的声明，协议可以被枚举、结构体、类遵守(多个协议之间用逗号隔开)

• 协议中定义方法时不能有默认参数值
•  默认情况下，协议中定义的内容必须全部都实现
• 也有办法可以办到只实现部分内容

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协议中的属性

• 协议中定义属性时必须用var关键字
• 实现协议时的属性权限要不小于协议中定义的属性权限
• 协议定义get、set，用var存储属性或get、set计算属性去实现 
• 协议定义get，用任何属性都可以实现

 这里的var x: Int = 0可以看作是实现了set和get，因为可以赋值和取值；let y: Int = 0由于不能修改值，可以看作只实现了get，也可以使用下图的计算属性方式实现：

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static、class

为了保证通用，协议中必须用static定义类型方法、类型属性、类型下标

实现的时候使用class则代表方法可以被继承，static则代表方法不能被继承

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mutating

• 只有将协议中的实例方法标记为mutating，才允许结构体、枚举的具体实现修改自身内存
•  类在实现方法时不用加mutating，枚举、结构体才需要加mutating

  protocol中不加mutating，而结构体里加了mutating，结构体会报错，protocol对于结构体而言需要加mutating

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init

• 协议中还可以定义初始化器init 
• 非final类实现时必须加上required 

加required的原因是因为这样可以要求继承自Point的类都必须实现init，从而达到所有遵守Drawable协议的类都实现init，final不需要加是因为加final的类不允许被继承。

 

• 如果从协议实现的初始化器，刚好是重写了父类的指定初始化器，那么这个初始化必须同时加required、override

 

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init、init?、init!

• 协议中定义的init?、init!，可以用init、init?、init!去实现 
• 协议中定义的init，可以用init、init!去实现

protocol Liveable {
    init()
    init?(age: Int)
    init!(no: Int)
}

class Person: Liveable {
    
    required init() {
    }
    //init()第二种写法
//    required init!() { }
    
    required init?(age: Int) {
        
    }
    //init?(age: Int)第二种写法
//    required init(age: Int) { }
//    required init!(age: Int){ }
    
    required init!(no: Int) {
        
    }
    //init!(no: Int)第二种写法
//    required init(no: Int){ }
//    required init?(no: Int){ }
}

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协议的继承

• 一个协议可以继承其他协议

可以看出，遵守Livable协议的Person类必须实现Runnable和Livable都有的方法。

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协议组合

• 协议组合，可以包含一个类类型（最多一个）

可以给协议组合起别名：

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CaseIterable

• 让枚举遵守CaseIterable协议，可以实现遍历枚举值

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CustomStringConvertible

• 遵守CustomStringConvertible协议，可以自定义实例的打印字符串

•  print调用的是CustomStringConvertible协议的description
• debugPrint，po调用的是CustomDebugStringConvertible协议的debugDescription

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Any、AnyObject

• Swift提供了2种特殊的类型:Any、AnyObject
• Any:可以代表任意类型(枚举、结构体、类，也包括函数类型) 
• AnyObject:可以代表任意类类型(在协议后面写上: AnyObject代表只有类能遵守这个协议)

stu属于Any类型，可以赋任何值：

[Any]()：创建可以存放任何类型的数组

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is、as?、as!、as

• is用来判断是否为某种类型，as用来做强制类型转换

is判断类型：

as做强制类型转换：

(stu as? Student)?.study()：第一个？代表stu可能强制转化为Student，也可能失败，第二个？代表可选类型要调用方法，需要加？

(stu as? Student)!.study() 等同于 (stu as! Student).study()

当确定一定会转换成功用as，否则用as?

  Int("123")一定可以转化为Any，所以用as

  10一定可以转换为Double，所以用as

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X.self、X.Type、AnyClass

• X.self是一个元类型(metadata)的指针，metadata存放着类型相关信息 

对象的指针指向的堆内存的前8个字节存放着类型相关信息，可以把前8个字节认为是元类型的指针，指向元类型metadata

class Person {
    
}

var p: Person = Person()
var pType: Person.Type = Person.self

反汇编上面代码，查看pType存储的到底是什么：

根据两个断点处的rax对比我们可以看出，代表p对象内存地址的第二个rax中的前8个字节与代表pType的第一个rax相同，说明pType存储的是p对象的metadata。

• X.self属于X.Type类型

由上图看出，由于Student继承自Person，所以pType = Student.self也成立，好比多态的父类指针指向子类对象，但是不继承自Person的类不可以这么写

• 在Swift底层方法里，有这么个定义

  代表着AnyClass就是AnyObject.Type，是任意类类型的Type

  等价于 

• type(of: )获取元类型的指针

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元类型的应用

为什么Animal的init(){ }要用required修饰？因为这是要求子类必须有的，实现的方法，万一子类重写init相关的方法，就会造成子类里不会自动继承父类的init，这时添加required，是强制子类实现init()方法，这样就会保证子类可以调用init()方法

 

class_getInstanceSize：表示对象实际用到的内存大小，也就是存储属性需要的最小值

class_getSuperclass:获取父类，我们可以看到Person虽然没继承任何类，但它有一个要隐藏的基类Swift._SwiftObject

• 从结果可以看得出来，Swift还有个隐藏的基类:Swift._SwiftObject 
• 可以参考Swift源码:https://github.com/apple/swift/blob/master/stdlib/public/runtime/SwiftObject.h

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Self

• Self代表当前类型

 Self.count 等同于Person.count

• Self一般用作返回值类型，限定返回值跟方法调用者必须是同一类型(也可以作为参数类型)

protocol Runnable {
    func test () -> Self
}

class Person : Runnable {
    required init() { }
    func test() -> Self {
       return type(of: self).init()
    }
}

class Student: Person { }

var p = Person()
//TestSwift.Person
print(p.test())

var stu = Student()
//TestSwift.Student
print(stu.test())