協(xié)議基礎(chǔ)

官方文檔的定義：

協(xié)議為方法阅虫、屬性、以及其他特定的任務(wù)需求或功能定義藍圖不跟。協(xié)議可被類颓帝、結(jié)構(gòu)體、或枚舉類型采納以提供所需功能的具體實現(xiàn)窝革。滿足了協(xié)議中需求的任意類型都叫做遵循了該協(xié)議购城。

協(xié)議的定義

protocol Food { }

用關(guān)鍵詞 protocol ，聲明一個名為 Food 的協(xié)議虐译。

定義協(xié)議屬性

protocol Pet {
    var name: String { get set }
    var master: String { get }
    static var species: String { get }
}

協(xié)議中定義屬性表示遵循該協(xié)議的類型具備了某種屬性瘪板。

• 只能使用 var 關(guān)鍵字聲明；

• 需要明確規(guī)定該屬性是可讀的 {get} 漆诽、 還是可讀可寫的 {get set} 侮攀；

• 為了保證通用，協(xié)議中必須用static定義類型方法厢拭、類型屬性魏身、類型下標(biāo)，因為class只能用在類中蚪腐，不能用于結(jié)構(gòu)體等；

• 屬性不能賦初始值税朴；

struct Dog: Pet {
    var name: String
    var master: String
    static var species: String = "哺乳動物"
    
    var color: UIColor? = nil
}

var dog = Dog(name: "旺財", master: "小明")
dog.master = "張三" // 更改了主人

定義一個繼承協(xié)議的結(jié)構(gòu)體 Dog 回季，并新增了一個color屬性。

• static 修飾的類屬性必須有初始值或?qū)崿F(xiàn)了 get set 方法（'static var' declaration requires an initializer expression or getter/setter specifier）

• set 為什么不報錯正林？

  if dog.master == "小明" {
      dog.master = "張三"
  }
  

  master 屬性在協(xié)議中被定義為只讀屬性 get泡一，為什么上面的代碼還可以 set ？

  協(xié)議中的“只讀”屬性修飾的是協(xié)議這種“類型”的實例觅廓。

  let pet: Pet = dog
  pet.master = "李四"
  

  雖然我們并不能像創(chuàng)建類的實例那樣直接創(chuàng)建協(xié)議的實例鼻忠，但是我們可以通過“賦值”得到一個協(xié)議的實例。此時 就會報錯 Cannot assign to property: 'master' is a get-only property杈绸。

  Dog 中新增的 Pet 中沒有的屬性 var color: UIColor? = nil 帖蔓，將不會出現(xiàn)在 pet 中矮瘟。

定義協(xié)議方法

Swift中的協(xié)議可以定義類方法或?qū)嵗椒ǎ谧袷卦搮f(xié)議的類型中塑娇，具體的實現(xiàn)方法的細節(jié)澈侠，通過類或?qū)嵗{(diào)用。

protocol Pet {
    var name: String { get set }
    var master: String { get }
    static var species: String { get }
    
    // 新增的協(xié)議方法
    static func sleep()
    mutating func changeName()
}

struct Dog: Pet {
    var name: String
    var master: String
    static var species: String = "哺乳動物"
    var color: UIColor? = nil
    
    static func sleep() {
        print("要休息了")
    }
    mutating func changeName() {
        name = "大黃"
    }
}

• 聲明的協(xié)議方法的參數(shù)不能有默認值

  ? func changeName(name: String = "大黃") // Swift認為默認值也是一種變相的實現(xiàn)
  

• 結(jié)構(gòu)體中的方法修改屬性時埋酬，需要在方法前面加上關(guān)鍵字mutating 哨啃，表示該屬性屬性能被修改。這樣的方法叫 異變方法 写妥。

協(xié)議中的初始化器

每一個寵物在被領(lǐng)養(yǎng)的時候拳球，主人就已經(jīng)確定了：

// 在上面的代碼中新增
protocol Pet {    
    init(master: String)
}

struct Dog: Pet {
    init(master: String) {
        self.master = master
    }
}

此時會報錯 在不初始化所有存儲屬性的情況下從初始化器中返回所有屬性。 ( Return from initializer without initializing all stored properties )珍特。加上 self.name = "" 就可以了祝峻。

class Cat: Pet {
    required init(master: String) {
        self.master = master
        self.name = ""
    }
}

Cat類 遵守了該協(xié)議，初始化器必須用 required 關(guān)鍵字修飾初始化器的具體實現(xiàn)次坡。

繼承與遵守協(xié)議

class SomeClass: NSObject, OneProtocol, TwoProtocol { }

因為Swift中類的繼承是單一的呼猪，但是類可以遵守多個協(xié)議，因此為了突出其單一父類的特殊性砸琅，應(yīng)該 將繼承的父類放在最前面宋距，將遵守的協(xié)議依次放在后面。

多個協(xié)議方法名沖突

protocol ProtocolOne {
    func method() -> Int
}
protocol ProtocolTwo {
    func method() -> String
}

struct PersonStruct: ProtocolOne, ProtocolTwo {
    func method() -> Int {
        return 1
    }
    func method() -> String {
        return "Hello World"
    }
}

let ps = PersonStruct()
//嘗試調(diào)用返回值為Int的方法
let num = ps.method() ?
//嘗試調(diào)用返回值為String的方法
let string = ps.method() ?

let num = (ps as ProtocolOne).method() ?
let string = (ps as ProtocolTwo).method() ?

編譯器無法知道同名method() 方法到底是哪個協(xié)議中的方法症脂，因此需要指定調(diào)用特定協(xié)議的method() 方法 谚赎。

協(xié)議方法的可選實現(xiàn)

• 方法一：通過 optional 實現(xiàn)可選

  @objc protocol OptionalProtocol {
      @objc optional func optionalMethod()
      func requiredMethod()
  }
  

• 方法二： 通過 extension 做默認處理

  protocol OptionalProtocol {
      func optionalMethod()
      func requiredMethod()
  }
  
  extension OptionalProtocol {
      func optionalMethod() {
          
      }
  }
  

  協(xié)議的繼承、聚合

協(xié)議的繼承

協(xié)議可以繼承一個或者多個其他協(xié)議并且可以在它繼承的基礎(chǔ)之上添加更多要求诱篷。協(xié)議繼承的語法與類繼承的語法相似壶唤，選擇列出多個繼承的協(xié)議，使用逗號分隔棕所。

protocol OneProtocol { }
protocol TwoProtocol { }
protocol ThreeProtocol: OneProtocol, TwoProtocol { }

產(chǎn)生了一個 新協(xié)議 闸盔，該協(xié)議擁有 OneProtocol 和 TwoProtocol 的方法或?qū)傩浴Ｐ枰獙崿F(xiàn) OneProtocol 和 TwoProtocol必須的方法或?qū)傩浴?/p>

協(xié)議的聚合

使用形如OneProtocol & TwoProtocol的形式實現(xiàn)協(xié)議聚合（組合）復(fù)合多個協(xié)議到一個要求里 琳省。

protocol OneProtocol { }
protocol TwoProtocol { }
typealias FourProtocol = OneProtocol & TwoProtocol

聚合出來的不是新的協(xié)議莫鸭，只是一個代指趟大，代指這些協(xié)議的集合蜒谤。

協(xié)議的繼承和聚合的區(qū)別

首先協(xié)議的繼承是定義了一個全新的協(xié)議赋兵，我們是希望它能夠“大展拳腳”得到普遍使用。而協(xié)議的聚合不一樣桦他，它并沒有定義新的固定協(xié)議類型蔫巩，相反，它只是定義一個臨時的擁有所有聚合中協(xié)議要求組成的局部協(xié)議，很可能是“一次性需求”圆仔，使用協(xié)議的聚合保證了代碼的簡潔性垃瞧、易讀性，同時去除了定義不必要的新類型的繁瑣荧缘，并且定義和使用的地方如此接近皆警，見明知意，也被稱為匿名協(xié)議聚合截粗。但是使用了匿名協(xié)議聚合能夠表達的信息就少了一些信姓，所以需要開發(fā)者斟酌使用。

協(xié)議的檢查

if pig is Pet {
    print("遵守了 Pet 協(xié)議")
}

檢查pig 是否是遵守了 Pet 協(xié)議類型的實例绸罗。

協(xié)議的指定

protocol ClassProtocol: class { }

struct Test: ClassProtocol { } // 報錯

使用關(guān)鍵字 class 使定義的協(xié)議只能被類遵守意推。如果有枚舉或結(jié)構(gòu)體嘗試遵守會報錯 Non-class type 'Test' cannot conform to class protocol 'ClassProtocol' 。

協(xié)議作為參數(shù)

func update(param: FourProtocol) { }

將協(xié)議作為參數(shù)珊蟀，表明遵守了該協(xié)議的實例可作為參數(shù)菊值。

協(xié)議的關(guān)聯(lián)類型

協(xié)議的關(guān)聯(lián)類型指的是根據(jù)使用場景的變化，如果協(xié)議中某些屬性存在 邏輯相同的而類型不同 的情況育灸，可以使用關(guān)鍵字associatedtype來為這些屬性的類型聲明“關(guān)聯(lián)類型”腻窒。

protocol LengthMeasurable {
    associatedtype LengthType
    var length: LengthType { get }
    func printMethod()
}

struct Pencil: LengthMeasurable {
    typealias LengthType = CGFloat
    var length: CGFloat
    func printMethod() {
        print("鉛筆的長度為 \(length) 厘米")
    }
}

struct Bridge: LengthMeasurable {
    typealias LengthType = Int
    var length: Int
    func printMethod() {
        print("橋梁的的長度為 \(length) 米")
    }
}

LengthMeasurable 協(xié)議中用 associatedtype 定義了一個 類型泛型 。在實現(xiàn)協(xié)議的時候磅崭，定義具體的類型儿子。這樣就可以適配各種物體長度的測量。

associatedtype & typealias的區(qū)別

• associatedtype： 在定義協(xié)議時砸喻，可以用來聲明一個或多個類型作為協(xié)議定義的一部分柔逼，叫關(guān)聯(lián)類型。這種關(guān)聯(lián)類型為協(xié)議中的某個類型提供了自定義名字割岛，其代表的實際類型或?qū)嶋H意義在協(xié)議被實現(xiàn)時才會被指定愉适。
• typealias： 是給 現(xiàn)有 的類型(包括系統(tǒng)和自定義的)進行重新命名，然后就可以用該別名來代替原來的類型癣漆，已達到改善程序可讀性维咸，而且可以自實際編程中根據(jù)業(yè)務(wù)來重新命名，可以表達實際意義惠爽。

協(xié)議的擴展

設(shè)想一個這樣的場景： 有一個人參加比賽癌蓖，三個評委打分。比賽結(jié)束疆股，求這個人的平均分。

protocol Score {
    var name: String { get set }
    var firstJudge: CGFloat { get set }
    var secondJudge: CGFloat { get set }
    var thirdJudge: CGFloat { get set }
    
    func averageScore() -> String
}

struct Xiaoming: Score {
    var firstJudge: CGFloat
    var secondJudge: CGFloat
    var thirdJudge: CGFloat
    
    func averageScore() -> String {
        let average = (firstJudge + secondJudge + thirdJudge) / 3
        return "\(name)的得分為\(average)"
    }
}
let xiaoming = Xiaoming(name: "小明", firstJudge: 80, secondJudge: 90, thirdJudge: 100)
let average = xiaoming.averageScore()

這場比賽倒槐，如果有10個人參加旬痹，計算平均值的方法，就需要寫10次。代碼重復(fù)嚴(yán)重两残∮酪悖可以通過 協(xié)議的擴展解決問題 。

extension Score {
    func averageScore() -> String {
        let average = (firstJudge + secondJudge + thirdJudge) / 3
        return "\(name)的得分為\(average)"
    }
}

averageScore 默認進行了實現(xiàn)人弓，不需要遵守者必須實現(xiàn)了沼死。

這個時候，比賽承辦方想統(tǒng)計每個人的最高分崔赌，應(yīng)該怎么辦呢意蛀？

extension Score {
    func maxScore() -> CGFloat {
        return max(firstJudge, secondJudge, thirdJudge)
    }
}
let maxScore = xiaoming.maxScore()

比賽承辦方對比賽結(jié)果的輸出不太滿意。想把 小明的得分為90.0 前面統(tǒng)一加上前綴健芭。

// 對系統(tǒng)協(xié)議進行擴展
extension CustomStringConvertible {
    var customDescription: String {
        return "新希望學(xué)校春季運動會運動會得分為：：" + description
    }
}
print(xiaoming.averageScore().customDescription)

總結(jié)：

• 通過協(xié)議的擴展提供協(xié)議中某些屬性和方法的默認實現(xiàn)县钥。
• 將公共的代碼和屬性統(tǒng)一起來極大的增加了代碼的復(fù)用。
• 為系統(tǒng)/自定義的協(xié)議提供的擴展慈迈。

Swift的55標(biāo)準(zhǔn)庫協(xié)議

Swift的55標(biāo)準(zhǔn)庫協(xié)議可以分為三類

如何更好的命名協(xié)議匾效？

在自定義協(xié)議時應(yīng)該盡可能遵守蘋果的命名規(guī)則，便于開發(fā)人員之間的高效合作熊锭。

55個標(biāo)準(zhǔn)的Swift協(xié)議

55個標(biāo)準(zhǔn)Swift協(xié)議地址（待完成）

協(xié)議編程的優(yōu)勢

面向?qū)ο螅ɡ^承）

有這樣一個需求弧轧，在某個頁面中，顯示的Logo圖片需要切圓角處理碗殷，讓它更美觀一些精绎。

logoImageView.layer.cornerRadius = 5
logoImageView.layer.masksToBounds = true

如果要求，整個APP中所有的Logo都要切圓角處理锌妻。最容易的解決辦法是定義一個名為LogoImageView的類代乃，使用該類初始化Logo對象。

class LogoImageView: UIImageView {
    init(radius: CGFloat = 5) {
        super.init(frame: CGRect.zero)
        layer.cornerRadius = radius
        layer.masksToBounds = true
    }
 
    required init?(coder: NSCoder) {
        fatalError("init(coder:) has not been implemented")
    }
}

如果要求所有的Logo還要支持點擊抖動效果仿粹。

class LogoImageView: UIImageView {
    
    init(radius: CGFloat = 5) {
        super.init(frame: CGRect.zero)
        layer.cornerRadius = radius
        layer.masksToBounds = true
        
        isUserInteractionEnabled = true
        let tap = UITapGestureRecognizer.init(target: self, action: #selector(shakeEvent))
        addGestureRecognizer(tap)
    }
    
    required init?(coder: NSCoder) {
        fatalError("init(coder:) has not been implemented")
    }
}

extension LogoImageView {
    @objc func shakeEvent() {
        let animation = CAKeyframeAnimation()
        animation.keyPath = "transform"
        animation.duration = 0.25
        
        let origin = CATransform3DIdentity
        let minimum = CATransform3DMakeScale(0.8, 0.8, 1)
        
        let originValue = NSValue(caTransform3D: origin)
        let minimumValue = NSValue(caTransform3D:minimum)
        
        animation.values = [originValue, minimumValue, origin, minimumValue, origin]
        layer.add(animation, forKey: "bounce")
        layer.transform = origin
    }
}

這個時候搁吓，如果其他的功能也要使用抖動動畫，就不得不接受切圓角功能吭历。即使把切圓角功能從初始化方法中剝離成一個可選方法堕仔，但是也不得不接受這份耦合代碼。

有的項目里定義了繼承 UIViewController 的父類晌区，實現(xiàn)了很多功能摩骨，項目里頁面都要繼承它通贞。而且往這個自定義UIViewController里塞代碼實在太方便了，這個類很容易隨著功能迭代逐漸膨脹恼五，變的僵化昌罩，越來越難以維護。下面的子類代碼全都依賴這個父類灾馒，想抽出來復(fù)用非常難茎用。

項目里混合使用了原生功能和H5功能。定義的H5容器的父類WebViewController睬罗，需要滿足以下業(yè)務(wù)要求：

• 有的H5頁面比較簡單轨功，只需要正常展示網(wǎng)頁即可。
• 有的需要JS代碼注入傅物。
• 有的需要提供保存圖片到相冊給H5使用夯辖。
• 有的需要提供存跳轉(zhuǎn)原始頁面給H5使用。

這個父類中處理了WKWebView實現(xiàn)董饰、 JS注入蒿褂、橋的定義以及橋功能的實現(xiàn)等眾多能力。導(dǎo)致WebViewController代碼量多達幾千行卒暂。很難維護擴展啄栓。

采用 繼承 方式解決復(fù)用的問題，很容易帶來代碼的耦合也祠。

假如 UILabel 也需要抖動的動畫昙楚，采用繼承無法實現(xiàn)。UIImageView 和 UILabel 已經(jīng)是 UIView的子類诈嘿，除非改動UIView堪旧，否則無法通過繼承的方式實現(xiàn)。

面向?qū)ο螅〝U展）

通過擴展奖亚，可以不修改類的實現(xiàn)文件的情況下淳梦，給類增加新的方法∥糇郑可以通過給 UIView 添加擴展來解決 UIImageView 和 UILabel 同時增加抖動功能的需求爆袍。缺點是給一個類加上這個東西就污染了該類所有的對象。（UIButton說： 我不需要為什么塞給我作郭？）

面向?qū)ο螅üぞ哳悾?/h3>

當(dāng)然陨囊，我們可以直接寫一個工具類來實現(xiàn)這個抖動的效果，然后把必要的參數(shù)（layer）傳遞過來夹攒。缺點就是蜘醋，使用起來相對麻煩，眾多的工具類難易管理咏尝。（你有因為不知道該使用哪個工具類頭疼過么压语？ 有因為要把方法放哪個工具類頭疼過么闲先？有因為工具類代碼量過多頭疼過么？）

面向協(xié)議

通過協(xié)議重新實現(xiàn) 切圓角功能和抖動動畫功能无蜂。

/// 聲明一個圓角的能力協(xié)議
protocol RoundCornerable {
    func roundCorner(radius: CGFloat)
}

/// 通過擴展給這個協(xié)議方法添加默認實現(xiàn)，必須滿足遵守這個協(xié)議的類是繼承UIView的蒙谓。
extension RoundCornerable where Self: UIView {
    func roundCorner(radius: CGFloat) {
        layer.cornerRadius = radius
        layer.masksToBounds = true
    }
}

/// 聲明抖動動畫的協(xié)議
protocol Shakeable {
    func startShake()
}
/// 實現(xiàn)協(xié)議方法內(nèi)容斥季，并指定只有LogoImageView才可以使用。
extension Shakeable where Self: LogoImageView {
    func startShake() {
        let animation = CAKeyframeAnimation()
        animation.keyPath = "transform"
        animation.duration = 0.25
        
        let origin = CATransform3DIdentity
        let minimum = CATransform3DMakeScale(0.8, 0.8, 1)
        
        let originValue = NSValue(caTransform3D: origin)
        let minimumValue = NSValue(caTransform3D:minimum)
        
        animation.values = [originValue, minimumValue, origin, minimumValue, origin]
        layer.add(animation, forKey: "bounce")
        layer.transform = origin
    }
}

/// 遵守了RoundCornerable協(xié)議累驮，才擁有切圓角的功能酣倾。遵守了Shakeable協(xié)議，才擁有抖動動畫效果谤专。
class LogoImageView: UIImageView, RoundCornerable, Shakeable {
    init(radius: CGFloat = 5) {
        super.init(frame: CGRect.zero)
        
        roundCorner(radius: radius)
        
        isUserInteractionEnabled = true
        let tap = UITapGestureRecognizer.init(target: self, action: #selector(shakeEvent))
        addGestureRecognizer(tap)
    }
    
    required init?(coder: NSCoder) {
        fatalError("init(coder:) has not been implemented")
    }
    
    @objc func shakeEvent() {
        startShake()
    }
}

泛型及泛型約束

有時候會有一些場景聲明的協(xié)議只給部分對象使用躁锡。

/// 只給遵守Shakeable協(xié)議的LogoImageView添加了拓展
extension Shakeable where Self: LogoImageView { } 

協(xié)議解決面向?qū)ο笾屑值某悊栴}

該模塊引用于：Swift標(biāo)準(zhǔn)庫中常見的協(xié)議。 由于示例過于優(yōu)秀置侍，故直接引用映之。

類結(jié)構(gòu)圖

類結(jié)構(gòu)圖

面向?qū)ο缶褪沁@樣一層一層的向上新建父類最終得到一個“超級父類”NSObject拉鹃。盡管問題得到了解決，但是麻雀與鳥鲫忍、飛機與鳥之間的共性并沒有得到很好的體現(xiàn)膏燕。而協(xié)議的出現(xiàn)正是為了解決這類問題。

類結(jié)構(gòu)圖

和飛翔相關(guān)的代碼統(tǒng)一放在Flyable中及舍，需要“飛翔”這種能力就遵守該協(xié)議未辆；和寵物相關(guān)的代碼統(tǒng)一放在PetType中，需要成為寵物就遵守該協(xié)議锯玛。這些

協(xié)議靈活多變咐柜，結(jié)合原有的面向?qū)ο箢愔g固有的繼承關(guān)系，完美的描述了這個世界攘残。

文獻

• SwiftDoc.org
• Swift標(biāo)準(zhǔn)庫中常見的協(xié)議
• Swift Summit - What the 55 Swift Standard Library Protocols Taught Me (需要VPN)
  
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