原文鏈接：如何自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)Swift數(shù)組
本文中徙鱼，我們將會(huì)探索Swift原生Array數(shù)組的實(shí)現(xiàn)方式缀遍，并且自定義實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)組類型，能夠字面量來(lái)創(chuàng)建數(shù)組弥奸，通過(guò)下標(biāo)來(lái)獲取元素盛泡。
查看文檔我們發(fā)現(xiàn)，Swift的數(shù)組是一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型夷蚊，它遵守了CollectionType构挤、MutableCollectionType、_DstructorSafeContainer協(xié)議惕鼓，其中最重要的就是CollectionType協(xié)議筋现，數(shù)組的一些主要功能都是通過(guò)這個(gè)協(xié)議實(shí)現(xiàn)的。
而CollectionType協(xié)議又遵守Indexable和SequenceType這兩個(gè)協(xié)議箱歧。而在這兩個(gè)協(xié)議中矾飞，SequenceType協(xié)議是數(shù)組、字典等集合類型最重要的協(xié)議叫胁，在文檔中解釋了SequenceType是一個(gè)可以通過(guò)for...in循環(huán)迭代的類型凰慈，實(shí)現(xiàn)了這個(gè)協(xié)議汞幢，就可以for...in循環(huán)了驼鹅。
A type that can be iterated with a
for...inloop.
而SequenceType是建立在GeneratorType基礎(chǔ)上的，sequence需要GeneratorType來(lái)告訴它如何生成元素森篷。
GeneratorType
GeneratorType協(xié)議有兩部分組成：
- 它需要有一個(gè)
Element關(guān)聯(lián)類型输钩，這也是它產(chǎn)生的值的類型。 - 它需要有一個(gè)
next方法仲智。這個(gè)方法返回Element的可選對(duì)象买乃。通過(guò)這個(gè)方法就可以一直獲取下一個(gè)元素，直到返回nil钓辆，就意味著已經(jīng)獲取到了所有元素剪验。
/// Encapsulates iteration state and interface for iteration over a
/// sequence.
///
/// - Note: While it is safe to copy a generator, advancing one
/// copy may invalidate the others.
///
/// Any code that uses multiple generators (or `for`...`in` loops)
/// over a single sequence should have static knowledge that the
/// specific sequence is multi-pass, either because its concrete
/// type is known or because it is constrained to `CollectionType`.
/// Also, the generators must be obtained by distinct calls to the
/// sequence's `generate()` method, rather than by copying.
public protocol GeneratorType {
/// The type of element generated by `self`.
associatedtype Element
/// Advance to the next element and return it, or `nil` if no next
/// element exists.
///
/// - Requires: `next()` has not been applied to a copy of `self`
/// since the copy was made, and no preceding call to `self.next()`
/// has returned `nil`. Specific implementations of this protocol
/// are encouraged to respond to violations of this requirement by
/// calling `preconditionFailure("...")`.
@warn_unused_result
public mutating func next() -> Self.Element?
}
我把自己實(shí)現(xiàn)的數(shù)組命名為MYArray，generator為MYArrayGenerator前联，為了簡(jiǎn)單功戚，這里通過(guò)字典來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并約定字典的key為從0開始的連續(xù)數(shù)字似嗤。就可以這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)GeneratorType:
/// 需保準(zhǔn)dic的key是從0開始的連續(xù)數(shù)字
struct MYArrayGenerator<T>: GeneratorType {
private let dic: [Int: T]
private var index = 0
init(dic: [Int: T]) {
self.dic = dic
}
mutating func next() -> T? {
let element = dic[index]
index += 1
return element
}
}
這里通過(guò)next方法的返回值啸臀，隱式地為Element賦值。顯式地賦值可以這樣寫typealias Element = T烁落。要使用這個(gè)生成器就非常簡(jiǎn)單了：
let dic = [0: "XiaoHong", 1: "XiaoMing"]
var generator = MYArrayGenerator(dic: dic)
while let elment = generator.next() {
print(elment)
}
// 打印的結(jié)果：
// XiaoHong
// XiaoMing
SequenceType
有了generator乘粒，接下來(lái)就可以實(shí)現(xiàn)SequenceType協(xié)議了豌注。SequenceType協(xié)議也是主要有兩部分：
- 需要有一個(gè)Generator關(guān)聯(lián)類型，它要遵守
GeneratorType灯萍。 - 要實(shí)現(xiàn)一個(gè)
generate方法轧铁，返回一個(gè)Generator。
同樣的旦棉，我們可以通過(guò)制定generate方法的方法類型來(lái)隱式地設(shè)置Generator：
struct MYArray<T>: SequenceType {
private let dic: [Int: T]
func generate() -> MYArrayGenerator<T> {
return MYArrayGenerator(dic: dic)
}
}
這樣我們就可以創(chuàng)建一個(gè)MYArray實(shí)例属桦，并通過(guò)for循環(huán)來(lái)迭代：
let dic = [0: "XiaoHong", 1: "XiaoMing", 2: "XiaoWang", 3: "XiaoHuang", 4: "XiaoLi"]
let array = MYArray(dic: dic)
for value in array {
print(value)
}
let names = array.map { $0 }
當(dāng)然，目前這個(gè)實(shí)現(xiàn)還存在很大的隱患他爸，因?yàn)閭魅氲淖值涞膋ey是不可知的聂宾，雖然我們限定了必須是Int類型，但無(wú)法保證它一定是從0開始诊笤，并且是連續(xù)系谐，因此我們可以通過(guò)修改初始化方法來(lái)改進(jìn)：
init(elements: T...) {
dic = [Int: T]()
elements.forEach { dic[dic.count] = $0 }
}
然后我們就可以通過(guò)傳入多參數(shù)來(lái)創(chuàng)建實(shí)例了：
let array = MYArray(elements: "XiaoHong", "XiaoMing", "XiaoWang", "XiaoHuang", "XiaoLi")
再進(jìn)一步，通過(guò)實(shí)現(xiàn)ArrayLiteralConvertible協(xié)議讨跟，我們可以像系統(tǒng)的Array數(shù)組一樣纪他，通過(guò)字面量來(lái)創(chuàng)建實(shí)例：
let array = ["XiaoHong", "XiaoMing", "XiaoWang", "XiaoHuang", "XiaoLi"]
最后還有一個(gè)數(shù)組的重要特性，就是通過(guò)下標(biāo)來(lái)取值晾匠，這個(gè)特性我們可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)subscript方法來(lái)實(shí)現(xiàn)：
extension MYArray {
subscript(idx: Int) -> Element {
precondition(idx < dic.count, "Index out of bounds")
return dic[idx]!
}
}
print(array[3]) // XiaoHuang
至此茶袒，一個(gè)自定義的數(shù)組就基本實(shí)現(xiàn)了，我們可以通過(guò)字面量來(lái)創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組凉馆，可以通過(guò)下標(biāo)來(lái)取值薪寓，可以通過(guò)for循環(huán)來(lái)遍歷數(shù)組，可以使用map澜共、forEach等高階函數(shù)向叉。
小結(jié)
要實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)組的功能，主要是通過(guò)實(shí)現(xiàn)
SequenceType協(xié)議嗦董。SequenceType協(xié)議有一個(gè)Generator實(shí)現(xiàn)GeneratorType協(xié)議母谎，并通過(guò)Generator的next方法來(lái)取值，這樣就可以通過(guò)連續(xù)取值京革，來(lái)實(shí)現(xiàn)for循環(huán)遍歷了奇唤。同時(shí)通過(guò)實(shí)現(xiàn)ArrayLiteralConvertible協(xié)議和subscript，就可以通過(guò)字面量來(lái)創(chuàng)建數(shù)組匹摇，并通過(guò)下標(biāo)來(lái)取值咬扇。
CollectionType
上面我們?yōu)榱伺宄?code>SequenceType的實(shí)現(xiàn)原理，通過(guò)實(shí)現(xiàn)SequenceType和GeneratorType來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)組来惧，但實(shí)際上Swift系統(tǒng)的Array類型是通過(guò)實(shí)現(xiàn)CollectionType來(lái)獲得這些特性的冗栗，而CollectionType協(xié)議又遵守Indexable和SequenceType這兩個(gè)協(xié)議。并擴(kuò)展了兩個(gè)關(guān)聯(lián)類型Generator和SubSequence，以及9個(gè)方法隅居，但這兩個(gè)關(guān)聯(lián)類型都是默認(rèn)值钠至，而且9個(gè)方法也都在協(xié)議擴(kuò)展中有默認(rèn)實(shí)現(xiàn)。
因此胎源，我們只需要為Indexable協(xié)議中要求的 startIndex 和 endIndex 提供實(shí)現(xiàn)棉钧，并且實(shí)現(xiàn)一個(gè)通過(guò)下標(biāo)索引來(lái)獲取對(duì)應(yīng)索引的元素的方法。只要我們實(shí)現(xiàn)了這三個(gè)需求涕蚤，我們就能讓一個(gè)類型遵守 CollectionType 了宪卿。因此這個(gè)自定義的數(shù)組可以這樣實(shí)現(xiàn)：
struct MYArray<Element>: CollectionType {
private var dic: [Int: Element]
init(elements: Element...) {
dic = [Int: Element]()
elements.forEach { dic[dic.count] = $0 }
}
var startIndex: Int { return 0 }
var endIndex: Int { return dic.count }
subscript(idx: Int) -> Element {
precondition(idx < endIndex, "Index out of bounds")
return dic[idx]!
}
}
extension MYArray: ArrayLiteralConvertible {
init(arrayLiteral elements: Element...) {
dic = [Int: Element]()
elements.forEach { dic[dic.count] = $0 }
}
}
