Swift 是一門(mén)可以讓你按照自己喜歡的方式寫(xiě)代碼的語(yǔ)言，它有很強(qiáng)的擴(kuò)展能力批销，而它眾多的 Collection Protocols 則是這種擴(kuò)展能力的提供者之一。
本文介紹一下 Sequence 和 Iterator 的基本概念，及如何實(shí)現(xiàn)一個(gè) Sequence堂鲜。
撰寫(xiě)本文時(shí)的 Swift 版本是 Swift 3.1。
Sequence
Sequence 是一系列相同類型的值的集合护奈，并且提供對(duì)這些值的迭代能力缔莲。
迭代一個(gè) Sequence 最常見(jiàn)的方式就是 for-in 循環(huán)，如下：
for element in someSequence {
doSomething(with: element)
}
我們經(jīng)常把 for-in 循環(huán)用在 Array霉旗、Dictioanry痴奏、Set 等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上蛀骇，因?yàn)樗麄兌紝?shí)現(xiàn)了 Sequence 協(xié)議。
Sequence 協(xié)議的定義：
protocol Sequence {
associatedtype Iterator: IteratorProtocol
func makeIterator() -> Iterator
}
Sequence 協(xié)議只有一個(gè)必須實(shí)現(xiàn)的方法 makeIterator()
makeIterator() 需要返回一個(gè) Iterator读拆，它是一個(gè) IteratorProtocol 類型擅憔。
也就是說(shuō)只要提供一個(gè) Iterator 就能實(shí)現(xiàn)一個(gè) Sequence，那么 Iterator 又是什么呢建椰？
Iterator
Iterator 在 Swift 3.1 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中即為 IteratorProtocol雕欺，它用來(lái)為 Sequence 提供迭代能力。對(duì)于 Sequence棉姐，我們可以用 for-in 來(lái)迭代其中的元素屠列，其實(shí) for-in 的背后是 IteratorProtocol 在起作用。
IteratorProtocol 的定義如下：
public protocol IteratorProtocol {
associatedtype Element
public mutating func next() -> Self.Element?
}
其中僅聲明了一個(gè) next() 方法伞矩，用來(lái)返回 Sequence 中的下一個(gè)元素笛洛，或者當(dāng)沒(méi)有下一個(gè)元素時(shí)返回 nil。
associatedtype 聲明了元素的類型乃坤。
舉個(gè)例子苛让，創(chuàng)建一個(gè)動(dòng)物的數(shù)組，對(duì)齊進(jìn)行循環(huán)遍歷：
let animals = ["Antelope", "Butterfly", "Camel", "Dolphin"]
for animal in animals {
print(animal)
}
// 打印結(jié)果：
Antelope
Butterfly
Camel
Dolphin
實(shí)際上編譯器會(huì)把以上代碼轉(zhuǎn)換成下面的代碼：
var animalIterator = animals.makeIterator()
while let animal = animalIterator.next() {
print(animal)
}
- 獲取到 animals 數(shù)組的 Iterator
- 在一個(gè) while 循環(huán)中湿诊，通過(guò) Iterator 不斷獲取下一個(gè)元素狱杰，并對(duì)元素進(jìn)行操作
- 當(dāng)
next()返回nil時(shí)，退出循環(huán)
Iterator 實(shí)現(xiàn)舉例
舉例1：最簡(jiǎn)單的 Iterator
最簡(jiǎn)單的 Iterator 實(shí)現(xiàn)就是在 next() 中返回 nil厅须，代碼如下：
struct SimplestIterator: IteratorProtocol {
typealias Element = Int
mutating func next() -> Int? {
return nil
}
}
這時(shí)這個(gè) Iterator 不會(huì)迭代出任何元素仿畸，確切的說(shuō)，這個(gè) Interator 在迭代時(shí)僅調(diào)用一次 next() 就結(jié)束了朗和。
舉例2：常量 Iterator
讓 next() 返回一個(gè)值错沽，也是一種簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)，例如下面代碼：
struct ConstantIterator: IteratorProtocol {
typealias Element = Int
mutating func next() -> Int? {
return 1
}
}
上面這個(gè)例子實(shí)現(xiàn)了一個(gè)只返回 1 的 Iterator眶拉。
舉例3：斐波那契數(shù)列 Iterator
再看一個(gè)復(fù)雜一點(diǎn)的例子千埃，斐波那契數(shù)列的實(shí)現(xiàn)：
struct FibsIterator: IteratorProtocol {
var state = (0, 1)
mutating func next() -> Int? {
let upcomingNumber = state.0
state = (state.1, state.0 + state.1)
return upcomingNumber
}
}
- state 具有一個(gè)初始值 (0, 1)，用元組表示
- 每次調(diào)用
next()時(shí)忆植，?返回 state 元組中的第一個(gè)元素放可，然后更新 state 為 （第二個(gè)元素的值，第一個(gè)元素 + 第二個(gè)元素的和）
在實(shí)現(xiàn) Iterator 時(shí)可以省略 Element 的類型聲明朝刊，Swift 會(huì)通過(guò) next() 的返回值類型來(lái)自動(dòng)推導(dǎo)出 Element 的類型吴侦。不過(guò)對(duì)于實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的 Iterator，往往還是會(huì)加上類型聲明這一句坞古，提高代碼可讀性。
實(shí)現(xiàn)一個(gè) Sequence
實(shí)現(xiàn)一個(gè) Sequence 首先要實(shí)現(xiàn)一個(gè) Iterator劫樟。
我們準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)這樣的一個(gè) Iterator：它接收一個(gè)字符串?dāng)?shù)組痪枫，并可以迭代這個(gè)數(shù)組中所有字符串的首字母织堂。
當(dāng)數(shù)組中的最后一個(gè)字符串迭代完畢后，退出迭代奶陈。
代碼如下：
struct FirstLetterIterator: IteratorProtocol {
let strings: [String]
var offset: Int
init(strings: [String]) {
self.strings = strings
offset = 0
}
mutating func next() -> String? {
guard offset < strings.endIndex else { return nil }
let string = strings[offset]
offset += 1
return string.substring(to: string.index(string.startIndex, offsetBy: 1))
}
}
- 這個(gè) Iterator 的需要輸入一個(gè)字符串?dāng)?shù)組
- ?在
next()中易阳，判斷邊界，并返回?數(shù)組中索引為 offset 的字符串的首字母吃粒，并把 offset 加 1
這里省去了 Element 類型的聲明潦俺，編譯器可以根據(jù) next() 的返回值類型推斷出 Element 的類型。
有了已經(jīng)實(shí)現(xiàn)好的 Iterator徐勃，就可以很簡(jiǎn)單的用它實(shí)現(xiàn) Sequence事示，在 makeIterator() 中返回這個(gè) Iterator 即可。
struct FirstLetterSequence: Sequence {
let strings: [String]
func makeIterator() -> FirstLetterIterator {
return FirstLetterIterator(strings: strings)
}
}
現(xiàn)在 Sequence 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)好了僻肖，可以測(cè)試一下效果肖爵。
我們可以創(chuàng)建一個(gè) FirstLetterSequence，并用 for-in 循環(huán)對(duì)其迭代：
for letter in FirstLetterSequence(strings: ["apple", "banana", "orange"]) {
print(letter)
}
/* 打印結(jié)果：
a
b
o
*/
結(jié)果為打印出了數(shù)組中每個(gè)字符串的首字母臀脏。
