SwiftUI 和 Swift 5.1 新特性(1) some + 協議名稱做爲返回類型

今年 WWDC 最重要的關注點是什麼？Swift！Swift 5.0 ABI 達到穩定，Swift 5.1 達到 Module Stability，預示着 Swift 進入了成熟期。蘋果也開始認真地吃本身的狗食了，咱們看到這屆大會上推出了幾個用 Swift 寫的 iOS 框架，佔篇幅最大的，無疑是 SwiftUI。爲了這個框架寫得6，蘋果能夠改語言，還不止一處。此次給你們介紹的是 Swift 5.1 在 協議上的改進：Opaque Result Type 不透明結果類型。這個特性加強了 Swift 泛型的能力，影響了 SwiftUI 的設計。

本文咱們先了解 Swift 5.1 的不透明返回類型的用途，而後再經過 Swift UI 上的應用，加深對它的理解。

1. 不透明結果類型新特性

先來看一段代碼，它展示了原來協議能力上的缺陷：

protocol Shape {}

struct Rectangle: Shape {}

struct Union<A: Shape, B: Shape>: Shape {
    var a: Shape
    var b: Shape
}

struct Transformed<S: Shape>: Shape {
    var shape: S
}

protocol GameObject {
    associatedtype ShapeType: Shape
    var shape: ShapeType { get }
}

struct EightPointedStar: GameObject {
    var shape: Union<Rectangle, Transformed<Rectangle>> {
        return Union(a:Rectangle(), b:Transformed(shape: Rectangle()))
    }
}
複製代碼

缺陷有兩方面：

1. 上述代碼是能夠編譯經過的，可是 EightPointedStar 的 Shape 返回類型又臭又長，被暴露了出去；若是換成 Shape 則編譯不經過，緣由是 associatedtype ShapeType 要求必須指定具體的類型，而 Shape 不實現 Shape 自己。

2. 假如 Shape 協議中含有 Self 或者 associatedtype，沒法做爲函數的返回參數。這是 Swift 泛型系統長久以來的一個問題。

而本文介紹的 Swift 5.1 Opaque Result Type 特性，解決了上述問題，它爲協議做爲返回類型提供如下能力：

1. 語法上隱藏具體類型，因此叫作不透明結果類型

2. 強類型：類型參數不丟失

3. 容許帶有 Self 或者 associatedtype 的協議做爲返回類型

在 Swift 5.1 中，將返回類型改爲 some + 協議名稱的形式：

struct EightPointedStar: GameObject {
    var shape: some Shape {
        return Union(a:Rectangle(), b:Transformed(shape: Rectangle()))
    }
}
複製代碼

這類的泛型特性也被稱做「反向泛型」，由於具體的類型參數是由「實現部分」指定並隱藏起來的，而通常的泛型是由「調用者」所指定的。

上面這個例子中：語法上隱藏具體類型很明顯，再舉一個例子說明其它 2 個特性：

// 這個例子在Xcode 11 beta 2 以後能 work
func foo<T: Equatable>(_ x: T, _ y: T) -> some Equatable {
    let condition = x == y
    return condition ? 42 : 11
}

func test() {
  let x = foo("apples", "bananas")
  let y = foo("apples", "oranges")
  print(x == y) // 這裏能夠被調用是由於泛型系統保留了強類型
}
複製代碼

這個例子顯示了不透明結果類型的三個特性：既對外隱藏了具體的 Equatable 類型；又保留了強類型（使得 x == y）能夠比較；還支持了 Equatable 這個帶 Self 的泛型約束。

不透明結果類型對於函數實現有一個加強的要求：函數實現必須返回同一個具體類型，以上述代碼爲例：不能返回 Equatable 或者是 不一樣類型的 Equatable 的實現。

這裏還有一個小問題：既然 x 和 y 能夠直接比較，那麼它們能否直接賦值給 var i: Int 呢？答案是對於靜態類型系統是不能夠的，它保留了 some Equatable 的具體類型隱藏功能，可是若是使用動態類型判斷 as? Int，則能夠轉換成 Int。

2. 在SwiftUI 上的應用

SwiftUI 中的視圖類型的基本定義是一個協議 View

public protocol View : _View {
    // body 屬性的類型
    associatedtype Body : View

    // 惟一屬性 body 的類型是另外一個具體類型 View
    var body: Self.Body { get }
}

複製代碼

SwiftUI 最大特色的是聲明式以及高度可組合，View 的惟一屬性 body 是另外一個知足 View 約束的具體 View 類型，咱們在這裏看到了組合以及遞歸兩個特性。下面來看一個具體的 View 類型 ContentView：

struct ContentView : View {
    var body: some View {
      VStack {
        Text("Hello World")
        Text("Love & Peace")
      }
    }
}
複製代碼

ContentView 使用了不透明結果類型的特性，對外隱藏了具體類型 VStack。此外，ContentView 的具體類型都是經過它的 body 屬性遞歸定義的（取決於它所包含的具體 View）：

全部的遞歸定義都須要一個終止條件，因而就有了如下這些原生 View：Text、Color、Spacer、Image、Shape、Divider 等

結語

很高興看到蘋果終於開始提供 iOS 操做系統中的 Swift-Only 的 Framework，它對於 Swift 的推廣和語言改進有進一步的促進做用。

另外，咱們也要注意到這個特性增長了 Swift ABI 的能力，須要最新的 runtime 才能運行。

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