擴(kuò)展

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：

• 添加計(jì)算型實(shí)例屬性和計(jì)算型類屬性
• 定義實(shí)例方法和類方法
• 提供新的構(gòu)造器
• 定義下標(biāo)
• 定義和使用新的嵌套類型
• 使已經(jīng)存在的類型遵循（conform）一個(gè)協(xié)議

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。

擴(kuò)展的語法

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。

計(jì)算型屬性

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。

構(gòu)造器

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。

方法

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!

可變實(shí)例方法

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

下標(biāo)

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]

嵌套類型

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.。