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Swift 基于闭包的类型擦除

与许多其他语言相比,使Swift更加安全,更不易出错的原因之一是其先进的(并且在某种程度上是不容忍的)类型系统。这是一种语言功能,有时可能会给人留下深刻的印象,使您的工作效率提高很多,而有时却令人沮丧。

今天,我想重点介绍在 Swift 中处理泛型时可能发生的一种情况,以及我通常如何使用基于闭包的类型擦除技术来解决这种情况。

假设我们要编写一个类,使我们可以通过网络加载模型。由于我们不想为应用程序中的每个模型都复制此类,因此我们选择使其成为泛型类,如下所示:

class ModelLoader<T: Unboxable & Requestable> {
    func load(completionHandler: (Result<T>) -> Void) {
        networkService.loadData(from: T.requestURL) { data in
            do {
                try completionHandler(.success(unbox(data: data)))
            } catch {
                let error = ModelLoadingError.unboxingFailed(error)
                completionHandler(.error(error))
            }
        }
    }
}

到目前为止,我们现在有了一个ModelLoader,它能够加载任何模型(只要它是遵守Unboxable 协议的),并且能够向我们提供requestURL。但是,我们还希望启用使用此模型加载器的代码易于测试,因此我们将其API提取到一个协议中:

protocol ModelLoading {
    associatedtype Model

    func load(completionHandler: (Result<Model>) -> Void)
}

这和依赖注入一起使我们能够轻松地在测试中模拟我们的模型加载API。但这带来了一些复杂性——在每当我们要使用此API时,我们现在都必须将其称为协议ModelLoading,该协议具有相关的类型要求。这意味着仅引用ModelLoading是不够的,因为在没有更多信息的情况下编译器无法推断其关联类型。因此,尝试执行以下操作:

class ViewController: UIViewController {
    init(modelLoader: ModelLoading) {
        ...
    }
}

会给我们这个错误:

Protocol 'ModelLoading' can only be used as a generic constraint because it as Self or associated type requirements

但不用担心,我们可以通过使用泛型轻松摆脱此错误,强制执行符合Modelloading的具体类型将由API用户指定,并且它将加载我们期待的模型。像这样:

class ViewController: UIViewController {
    init<T: ModelLoading>(modelLoader: T) where T.Model == MyModel {
        ...
    }
}

这是有效的,但由于我们还希望在我们的视图控制器中引用我们的模型加载程序,我们需要能够指定属性的类型。 T只在我们的初始化程序的上下文中知道,因此我们无法定义T类型的属性,除非我们使视图控制器类本身成为泛型 - 这将非常迅速使我们进一步陷入到处都是通用课程的兔子洞中(down into a rabit hole 出自爱丽丝梦游记,意只简单的事情变得越来来复杂和荒谬)。

相反,让我们使用类型擦除,使我们能够保存某种T的引用,而无需实际使用其类型。这可以通过创建擦除类型的类,例如 包装类 来完成:

class AnyModelLoader<T>: ModelLoading {
    typealias CompletionHandler = (Result<T>) -> Void

    private let loadingClosure: (CompletionHandler) -> Void

    init<L: ModelLoading>(loader: L) where L.Model == T {
        loadingClosure = loader.load
    }

    func load(completionHandler: CompletionHandler) {
        loadingClosure(completionHandler)
    }
}

以上这种类型擦除技术,其实在Swift 标准库中也很常用,例如在AnySequence类型中。基本上,您将关联值要求的协议包装为泛型类型,然后您可以直接使用它而无需使使用它的类也是泛型的。

我们现在可以更新我们之前的ViewController,使用AnyModelloader

class ViewController: UIViewController {
    private let modelLoader: AnyModelLoader<MyModel>

    init<T: ModelLoading>(modelLoader: T) where T.Model == MyModel {
        self.modelLoader = AnyModelLoader(loader: modelLoader)
        super.init(nibName: nil, bundle: nil)
    }
}

好了!我们现在拥有一个面向协议的API,具有易于Mock的特性,且仍然可以在普通类中使用,这归功于类型擦除。

现在,奖励时间的时间。上述技术实际上很好,但它确实涉及一个额外的步骤,为我们的代码增加了一些复杂化。但是,事实证明,我们实际上可以直接在我们的视图控制器中进行基于闭合的类型擦除 ——而不是必须通过AnyModelloader类。然后,我们的视图控制器将如下所示:

class ViewController: UIViewController {
    private let loadModel: ((Result<MyModel>) -> Void) -> Void

    init<T: ModelLoading>(modelLoader: T) where T.Model == MyModel {
        loadModel = modelLoader.load
        super.init(nibName: nil, bundle: nil)
    }
}

与我们的类型擦除类AnyModelloader一样,我们可以参考load函数作为闭包的实现,并只需在我们的视图控制器中保存引用。现在,每当我们想要加载模型时,我们只需调用loadmodel,就像我们的任何其他函数或闭包一样:

override func viewWillAppear(_ animated: Bool) {
    super.viewWillAppear(animated)

    loadModel { result in
        switch result {
        case .success(let model):
            render(model)
        case .error(let error):
            render(error)
        }
    }
}

就是这样!希望在处理Swift代码中的泛型和协议时,您可以找到上述技术。

感谢阅读!?

Swift by Sundell

译自 John Sundell 的 Type erasure using closures in Swift

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