SwiftUI 和 Swift 5.1 新特性(1) some + 协议名称做为返回类型

今年 WWDC 最重要的关注点是什么？Swift！Swift 5.0 ABI 达到稳定，Swift 5.1 达到 Module Stability，预示着 Swift 进入了成熟期。苹果也开始认真地吃本身的狗食了，咱们看到这届大会上推出了几个用 Swift 写的 iOS 框架，占篇幅最大的，无疑是 SwiftUI。为了这个框架写得6，苹果能够改语言，还不止一处。此次给你们介绍的是 Swift 5.1 在 协议上的改进：Opaque Result Type 不透明结果类型。这个特性加强了 Swift 泛型的能力，影响了 SwiftUI 的设计。

本文咱们先了解 Swift 5.1 的不透明返回类型的用途，而后再经过 Swift UI 上的应用，加深对它的理解。

1. 不透明结果类型新特性

先来看一段代码，它展示了原来协议能力上的缺陷：

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()))
    }
}
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缺陷有两方面：

1. 上述代码是能够编译经过的，可是 EightPointedStar 的 Shape 返回类型又臭又长，被暴露了出去；若是换成 Shape 则编译不经过，缘由是 associatedtype ShapeType 要求必须指定具体的类型，而 Shape 不实现 Shape 自己。

2. 假如 Shape 协议中含有 Self 或者 associatedtype，没法做为函数的返回参数。这是 Swift 泛型系统长久以来的一个问题。

而本文介绍的 Swift 5.1 Opaque Result Type 特性，解决了上述问题，它为协议做为返回类型提供如下能力：

1. 语法上隐藏具体类型，因此叫作不透明结果类型

2. 强类型：类型参数不丢失

3. 容许带有 Self 或者 associatedtype 的协议做为返回类型

在 Swift 5.1 中，将返回类型改为 some + 协议名称的形式：

struct EightPointedStar: GameObject {
    var shape: some Shape {
        return Union(a:Rectangle(), b:Transformed(shape: Rectangle()))
    }
}
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这类的泛型特性也被称做“反向泛型”，由于具体的类型参数是由“实现部分”指定并隐藏起来的，而通常的泛型是由“调用者”所指定的。

上面这个例子中：语法上隐藏具体类型很明显，再举一个例子说明其它 2 个特性：

// 这个例子在Xcode 11 beta 2 以后能 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) // 这里能够被调用是由于泛型系统保留了强类型
}
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这个例子显示了不透明结果类型的三个特性：既对外隐藏了具体的 Equatable 类型；又保留了强类型（使得 x == y）能够比较；还支持了 Equatable 这个带 Self 的泛型约束。

不透明结果类型对于函数实现有一个加强的要求：函数实现必须返回同一个具体类型，以上述代码为例：不能返回 Equatable 或者是 不一样类型的 Equatable 的实现。

这里还有一个小问题：既然 x 和 y 能够直接比较，那么它们能否直接赋值给 var i: Int 呢？答案是对于静态类型系统是不能够的，它保留了 some Equatable 的具体类型隐藏功能，可是若是使用动态类型判断 as? Int，则能够转换成 Int。

2. 在SwiftUI 上的应用

SwiftUI 中的视图类型的基本定义是一个协议 View

public protocol View : _View {
    // body 属性的类型
    associatedtype Body : View

    // 惟一属性 body 的类型是另外一个具体类型 View
    var body: Self.Body { get }
}

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SwiftUI 最大特色的是声明式以及高度可组合，View 的惟一属性 body 是另外一个知足 View 约束的具体 View 类型，咱们在这里看到了组合以及递归两个特性。下面来看一个具体的 View 类型 ContentView：

struct ContentView : View {
    var body: some View {
      VStack {
        Text("Hello World")
        Text("Love & Peace")
      }
    }
}
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ContentView 使用了不透明结果类型的特性，对外隐藏了具体类型 VStack。此外，ContentView 的具体类型都是经过它的 body 属性递归定义的（取决于它所包含的具体 View）：

全部的递归定义都须要一个终止条件，因而就有了如下这些原生 View：Text、Color、Spacer、Image、Shape、Divider 等

结语

很高兴看到苹果终于开始提供 iOS 操做系统中的 Swift-Only 的 Framework，它对于 Swift 的推广和语言改进有进一步的促进做用。

另外，咱们也要注意到这个特性增长了 Swift ABI 的能力，须要最新的 runtime 才能运行。

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