第2章：Swift 协议的基础

2.2 属性要求（Property Requirements）

在 Swift 的协议中，属性要求是定义类型必须具备的属性的一种方式。通过属性要求，协议可以指定遵循者需要提供哪些数据接口，以及这些属性的读写权限。属性要求是协议化编程（POP）的核心组成部分之一，它为类型提供了一致的访问方式，同时保持了实现的灵活性。本节将详细探讨属性要求的语法、使用场景和注意事项，并通过示例展示其实际应用。

属性要求的语法

协议中的属性要求使用熟悉的属性声明语法，但不包含具体实现，只需指定名称、类型和访问权限（get 或 get set）。基本形式如下：

protocol ProtocolName {
    var propertyName: Type { get }       // 只读属性
    var anotherProperty: Type { get set } // 可读写属性
}
  • { get }：表示属性必须可读，遵循者可以选择提供存储属性或计算属性的只读实现。
  • { get set }：表示属性必须可读写，遵循者需要提供可读写的实现，通常通过变量（var）实现。

例如：

protocol Identifiable {
    var id: String { get }
    var isActive: Bool { get set }
}

在这里，id 是只读属性，isActive 是可读写属性。

实现属性要求

遵循协议的类型必须满足属性要求，可以通过存储属性或计算属性实现。例如：

struct User: Identifiable {
    let id: String          // 只读存储属性
    var isActive: Bool      // 可读写存储属性
}

class Account: Identifiable {
    var id: String {        // 只读计算属性
        return UUID().uuidString
    }
    var isActive: Bool      // 可读写存储属性
}
  • User 使用存储属性（let 和 var）实现要求，id 是不可变的，isActive 是可变的。
  • Account 使用计算属性实现 id，每次访问时生成一个新的 UUID，同时用存储属性实现 isActive。

这种灵活性让遵循者可以根据需求选择最适合的实现方式。

只读与可读写的区别

属性要求的读写权限直接影响遵循者的实现：

  • 只读属性（{ get }）：遵循者可以提供存储属性（let 或 var）、只读计算属性，甚至是带有 private set 的属性，只要外部可读即可。
  • 可读写属性（{ get set }）：遵循者必须提供外部可读写的属性，通常是 var 存储属性或带有 get 和 set 的计算属性。

例如：

protocol Adjustable {
    var level: Int { get set }
}

struct Volume: Adjustable {
    var level: Int          // 直接使用存储属性
    
    init(level: Int) {
        self.level = level
    }
}

struct Brightness: Adjustable {
    private var _level: Int // 私有存储
    var level: Int {        // 计算属性实现可读写
        get { _level }
        set { _level = max(0, min(100, newValue)) }
    }
    
    init(level: Int) {
        self._level = level
    }
}

Volume 使用简单的存储属性，而 Brightness 通过计算属性限制 level 的范围（0 到 100），两种方式都满足了 get set 要求。

静态属性要求

协议不仅可以定义实例属性，还可以定义静态属性（类型属性），使用 static 关键字。例如：

protocol Categorizable {
    static var category: String { get }
}

struct Book: Categorizable {
    static var category: String = "Literature"
}

print(Book.category) // 输出: Literature

静态属性要求常用于定义与类型本身相关的属性，而不是实例特定的数据。

属性要求的实际应用

属性要求在建模和抽象中非常有用。例如，假设我们要设计一个表示“形状”的协议：

protocol Shape {
    var area: Double { get }        // 只读，表示面积
    var isVisible: Bool { get set } // 可读写，表示可见性
}

struct Circle: Shape {
    let radius: Double
    var isVisible: Bool
    
    var area: Double {
        return Double.pi * radius * radius
    }
}

struct Rectangle: Shape {
    let width: Double
    let height: Double
    var isVisible: Bool
    
    var area: Double {
        return width * height
    }
}

var circle = Circle(radius: 5, isVisible: true)
print(circle.area)       // 输出: 78.53981633974483
circle.isVisible = false // 修改可见性

在这个例子中，Shape 协议通过属性要求统一了不同形状的接口，Circle 和 Rectangle 根据自身特点实现了 area 和 isVisible。

注意事项

  1. 实现必须匹配权限：如果协议要求 { get set }，遵循者不能只提供 { get }，否则会编译错误。
  2. 存储 vs 计算：协议不关心属性是存储属性还是计算属性，只要满足访问权限即可。
  3. 默认值不可用：协议中不能为属性指定默认值，默认值只能在遵循者中实现。
  4. 类型推断：属性类型必须明确指定，不能依赖类型推断。

小结

属性要求是协议的核心功能之一，它通过定义只读或可读写的属性，为遵循者提供了数据访问的规范。无论是简单的存储属性还是复杂的计算属性，Swift 的灵活性让属性要求的实现方式多种多样。在下一节，我们将探讨协议中的方法要求，进一步扩展协议的功能性。

Last Updated::