擴(kuò)展可以給一個(gè)現(xiàn)有的類,結(jié)構(gòu)體,枚舉,還有協(xié)議添加新的功能。它還擁有不需要訪問被擴(kuò)展類型源代碼就能完成擴(kuò)展的能力(即逆向建模)。擴(kuò)展和 Objective-C 的分類很相似。(與 Objective-C 分類不同的是,Swift 擴(kuò)展是沒有名字的。)
Swift 中的擴(kuò)展可以:
在 Swift 中,你甚至可以擴(kuò)展協(xié)議以提供其需要的實(shí)現(xiàn),或者添加額外功能給遵循的類型所使用。你可以從 協(xié)議擴(kuò)展 獲取更多細(xì)節(jié)。
注意
擴(kuò)展可以給一個(gè)類型添加新的功能,但是不能重寫已經(jīng)存在的功能。
使用 extension
關(guān)鍵字聲明擴(kuò)展:
extension SomeType {
// 在這里給 SomeType 添加新的功能
}
擴(kuò)展可以擴(kuò)充一個(gè)現(xiàn)有的類型,給它添加一個(gè)或多個(gè)協(xié)議。協(xié)議名稱的寫法和類或者結(jié)構(gòu)體一樣:
extension SomeType: SomeProtocol, AnotherProtocol {
// 協(xié)議所需要的實(shí)現(xiàn)寫在這里
}
這種遵循協(xié)議的方式在 使用擴(kuò)展遵循協(xié)議 中有描述。
擴(kuò)展可以使用在現(xiàn)有范型類型上,就像 擴(kuò)展范型類型 中描述的一樣。你還可以使用擴(kuò)展給泛型類型有條件的添加功能,就像 擴(kuò)展一個(gè)帶有 Where 字句的范型 中描述的一樣。
注意
對(duì)一個(gè)現(xiàn)有的類型,如果你定義了一個(gè)擴(kuò)展來添加新的功能,那么這個(gè)類型的所有實(shí)例都可以使用這個(gè)新功能,包括那些在擴(kuò)展定義之前就存在的實(shí)例。
擴(kuò)展可以給現(xiàn)有類型添加計(jì)算型實(shí)例屬性和計(jì)算型類屬性。這個(gè)例子給 Swift 內(nèi)建的 Double
類型添加了五個(gè)計(jì)算型實(shí)例屬性,從而提供與距離單位相關(guān)工作的基本支持:
extension Double {
var km: Double { return self * 1_000.0 }
var m: Double { return self }
var cm: Double { return self / 100.0 }
var mm: Double { return self / 1_000.0 }
var ft: Double { return self / 3.28084 }
}
let oneInch = 25.4.mm
print("One inch is \(oneInch) meters")
// 打印“One inch is 0.0254 meters”
let threeFeet = 3.ft
print("Three feet is \(threeFeet) meters")
// 打印“Three feet is 0.914399970739201 meters”
這些計(jì)算型屬性表示的含義是把一個(gè) Double
值看作是某單位下的長(zhǎng)度值。即使它們被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算型屬性,但這些屬性的名字仍可緊接一個(gè)浮點(diǎn)型字面值,從而通過點(diǎn)語法來使用,并以此實(shí)現(xiàn)距離轉(zhuǎn)換。
在上述例子中,Double
類型的 1.0
代表的是“一米”。這就是為什么計(jì)算型屬性 m
返回的是 self
——表達(dá)式 1.m
被認(rèn)為是計(jì)算一個(gè) Double
類型的 1.0
。
其它單位則需要一些單位換算。一千米等于 1,000 米,所以計(jì)算型屬性 km
要把值乘以 1_000.00
來實(shí)現(xiàn)千米到米的單位換算。類似地,一米有 3.28084 英尺,所以計(jì)算型屬性 ft
要把對(duì)應(yīng)的 Double
值除以 3.28084
,來實(shí)現(xiàn)英尺到米的單位換算。
這些屬性都是只讀的計(jì)算型屬性,所以為了簡(jiǎn)便,它們的表達(dá)式里面都不包含 get
關(guān)鍵字。它們使用 Double
作為返回值類型,并可用于所有接受 Double
類型的數(shù)學(xué)計(jì)算中:
let aMarathon = 42.km + 195.m
print("A marathon is \(aMarathon) meters long")
// 打印“A marathon is 42195.0 meters long”
注意
擴(kuò)展可以添加新的計(jì)算屬性,但是它們不能添加存儲(chǔ)屬性,或向現(xiàn)有的屬性添加屬性觀察者。
擴(kuò)展可以給現(xiàn)有的類型添加新的構(gòu)造器。它使你可以把自定義類型作為參數(shù)來供其他類型的構(gòu)造器使用,或者在類型的原始實(shí)現(xiàn)上添加額外的構(gòu)造選項(xiàng)。
擴(kuò)展可以給一個(gè)類添加新的便利構(gòu)造器,但是它們不能給類添加新的指定構(gòu)造器或者析構(gòu)器。指定構(gòu)造器和析構(gòu)器必須始終由類的原始實(shí)現(xiàn)提供。
如果你使用擴(kuò)展給一個(gè)值類型添加構(gòu)造器只是用于給所有的存儲(chǔ)屬性提供默認(rèn)值,并且沒有定義任何自定義構(gòu)造器,那么你可以在該值類型擴(kuò)展的構(gòu)造器中使用默認(rèn)構(gòu)造器和成員構(gòu)造器。如果你把構(gòu)造器寫到了值類型的原始實(shí)現(xiàn)中,就像 值類型的構(gòu)造器委托 中所描述的,那么就不屬于在擴(kuò)展中添加構(gòu)造器。
如果你使用擴(kuò)展給另一個(gè)模塊中定義的結(jié)構(gòu)體添加構(gòu)造器,那么新的構(gòu)造器直到定義模塊中使用一個(gè)構(gòu)造器之前,不能訪問 self
。
在下面的例子中,自定義了一個(gè)的 Rect
結(jié)構(gòu)體用來表示一個(gè)幾何矩形。這個(gè)例子中還定義了兩個(gè)給予支持的結(jié)構(gòu)體 Size
和 Point
,它們都把屬性的默認(rèn)值設(shè)置為 0.0
:
struct Size {
var width = 0.0, height = 0.0
}
struct Point {
var x = 0.0, y = 0.0
}
struct Rect {
var origin = Point()
var size = Size()
}
因?yàn)?Rect
結(jié)構(gòu)體給所有的屬性都提供了默認(rèn)值,所以它自動(dòng)獲得了一個(gè)默認(rèn)構(gòu)造器和一個(gè)成員構(gòu)造器,就像 默認(rèn)構(gòu)造器 中描述的一樣。這些構(gòu)造器可以用來創(chuàng)建新的 Rect
實(shí)例:
let defaultRect = Rect()
let memberwiseRect = Rect(origin: Point(x: 2.0, y: 2.0),
size: Size(width: 5.0, height: 5.0))
你可以通過擴(kuò)展 Rect
結(jié)構(gòu)體來提供一個(gè)允許指定 point 和 size 的構(gòu)造器:
extension Rect {
init(center: Point, size: Size) {
let originX = center.x - (size.width / 2)
let originY = center.y - (size.height / 2)
self.init(origin: Point(x: originX, y: originY), size: size)
}
}
這個(gè)新的構(gòu)造器首先根據(jù)提供的 center
和 size
計(jì)算一個(gè)適當(dāng)?shù)脑c(diǎn)。然后這個(gè)構(gòu)造器調(diào)用結(jié)構(gòu)體自帶的成員構(gòu)造器 init(origin:size:)
,它會(huì)將新的 origin 和 size 值儲(chǔ)存在適當(dāng)?shù)膶傩灾校?/p>
let centerRect = Rect(center: Point(x: 4.0, y: 4.0),
size: Size(width: 3.0, height: 3.0))
// centerRect 的 origin 是 (2.5, 2.5) 并且它的 size 是 (3.0, 3.0)
注意
如果你通過擴(kuò)展提供一個(gè)新的構(gòu)造器,你有責(zé)任確保每個(gè)通過該構(gòu)造器創(chuàng)建的實(shí)例都是初始化完整的。
擴(kuò)展可以給現(xiàn)有類型添加新的實(shí)例方法和類方法。在下面的例子中,給 Int
類型添加了一個(gè)新的實(shí)例方法叫做 repetitions
:
extension Int {
func repetitions(task: () -> Void) {
for _ in 0..<self {
task()
}
}
}
repetitions(task:)
方法僅接收一個(gè) () -> Void
類型的參數(shù),它表示一個(gè)沒有參數(shù)沒有返回值的方法。
定義了這個(gè)擴(kuò)展之后,你可以對(duì)任意整形數(shù)值調(diào)用 repetitions(task:)
方法,來執(zhí)行對(duì)應(yīng)次數(shù)的任務(wù):
3.repetitions {
print("Hello!")
}
// Hello!
// Hello!
// Hello!
通過擴(kuò)展添加的實(shí)例方法同樣也可以修改(或 mutating(改變))實(shí)例本身。結(jié)構(gòu)體和枚舉的方法,若是可以修改 self
或者它自己的屬性,則必須將這個(gè)實(shí)例方法標(biāo)記為 mutating
,就像是改變了方法的原始實(shí)現(xiàn)。
在下面的例子中,對(duì) Swift 的 Int
類型添加了一個(gè)新的 mutating 方法,叫做 square
,它將原始值求平方:
extension Int {
mutating func square() {
self = self * self
}
}
var someInt = 3
someInt.square()
// someInt 現(xiàn)在是 9
擴(kuò)展可以給現(xiàn)有的類型添加新的下標(biāo)。下面的例子中,對(duì) Swift 的 Int
類型添加了一個(gè)整數(shù)類型的下標(biāo)。下標(biāo) [n]
從數(shù)字右側(cè)開始,返回小數(shù)點(diǎn)后的第 n
位:
123456789[0]
返回 9
123456789[1]
返回 8
……以此類推:
extension Int {
subscript(digitIndex: Int) -> Int {
var decimalBase = 1
for _ in 0..<digitIndex {
decimalBase *= 10
}
return (self / decimalBase) % 10
}
}
746381295[0]
// 返回 5
746381295[1]
// 返回 9
746381295[2]
// 返回 2
746381295[8]
// 返回 7
如果操作的 Int
值沒有足夠的位數(shù)滿足所請(qǐng)求的下標(biāo),那么下標(biāo)的現(xiàn)實(shí)將返回 0
,將好像在數(shù)字的左邊補(bǔ)上了 0:
746381295[9]
// 返回 0,就好像你進(jìn)行了這個(gè)請(qǐng)求:
0746381295[9]
擴(kuò)展可以給現(xiàn)有的類,結(jié)構(gòu)體,還有枚舉添加新的嵌套類型:
extension Int {
enum Kind {
case negative, zero, positive
}
var kind: Kind {
switch self {
case 0:
return .zero
case let x where x > 0:
return .positive
default:
return .negative
}
}
}
這個(gè)例子給 Int
添加了一個(gè)新的嵌套枚舉。這個(gè)枚舉叫做 Kind
,表示特定整數(shù)所代表的數(shù)字類型。具體來說,它表示數(shù)字是負(fù)的、零的還是正的。
這個(gè)例子同樣給 Int
添加了一個(gè)新的計(jì)算型實(shí)例屬性,叫做 kind
,它返回被操作整數(shù)所對(duì)應(yīng)的 Kind
枚舉 case 分支。
現(xiàn)在,任意 Int
的值都可以使用這個(gè)嵌套類型:
func printIntegerKinds(_ numbers: [Int]) {
for number in numbers {
switch number.kind {
case .negative:
print("- ", terminator: "")
case .zero:
print("0 ", terminator: "")
case .positive:
print("+ ", terminator: "")
}
}
print("")
}
printIntegerKinds([3, 19, -27, 0, -6, 0, 7])
// 打印“+ + - 0 - 0 + ”
方法 printIntegerKinds(_:)
,使用一個(gè) Int
類型的數(shù)組作為輸入,然后依次迭代這些值。對(duì)于數(shù)組中的每一個(gè)整數(shù),方法會(huì)檢查它的 kind
計(jì)算型屬性,然后打印適當(dāng)?shù)拿枋觥?/p>
注意
number.kind
已經(jīng)被認(rèn)為是Int.Kind
類型。所以,在switch
語句中所有的Int.Kind
case 分支可以被縮寫,就像使用.negative
替代Int.Kind.negative.
。