Swift中,Generator是任何實現(xiàn)了GeneratorType協(xié)議的類或者結(jié)構(gòu)體。Generator可以理解為一個序列生成器。GeneratorType協(xié)議要求定義一個名為Element
的別名,并實現(xiàn)一個next
方法。
GeneratorType協(xié)議實現(xiàn)如下:
protocol GeneratorType{
typealias Element
mutating func next()->Element?
}
語句typealias Element要求實現(xiàn)這個協(xié)議的類必須定義一個名為Element的別名,這樣一定程度上實現(xiàn)了泛型協(xié)議。協(xié)議同時要求實現(xiàn)next函數(shù),其返回值是別名中定義的Element類型,next函數(shù)代表生成器要生成的下一個元素。下面代碼實現(xiàn)了一個菲波那契數(shù)列生成器:
class FibonacciGenerator:GeneratorType{
var current = 0, nextValue = 1
typealias Element = Int
func next() -> Element?{
let ret = current
current = nextValue
nextValue = nextValue + ret
return ret
}
}
下面代碼打印出10個菲波那契數(shù)列,以顯示如何使用生成器:
var n = 10
var generator = FibonacciGenerator()
while n-- >0 {
print(generator.next()!)
}
Generator是Sequence和Collection的基礎(chǔ)。
Sequence
Sequence是任何實現(xiàn)了SequenceType協(xié)議的類或者結(jié)構(gòu)體。Sequence可以理解為一個序列。SequenceType協(xié)議要求定義一個名為Generator,類型為GeneratorType的別名,并要求實現(xiàn)一個返回生成器Generator的函數(shù)。
SequenceType協(xié)議如下:
protocol SequenceType:_Sequence_Type{
typealias Generator:GeneratorType
func generate()->Generator
}
類似于GeneratorType協(xié)議,typealias Generator : GeneratorType
要求實現(xiàn)這個協(xié)議的類必須定義一個名為Generator類型GeneratorType的別名。協(xié)議同時要求實現(xiàn)一個名為generate的函數(shù),其返回值為別名Generator定義的類型,這個類型應(yīng)該實現(xiàn)了上文提到的GeneratorType協(xié)議。也就是說Sequence其實是包含一個生成Generator的函數(shù)的類。
下面代碼使用上文中提到的菲波那契數(shù)列生成器,實現(xiàn)了一個菲波那契數(shù)列:
class FibonacciSequence:SequenceType{
typealias GeneratorType = FibonacciGenerator
func generate() -> FibonacciGenerator{
return FibonacciGenerator()
}
}
下面代碼打印了10個菲波那契數(shù)列,以顯示如何使用該序列:
let fib = FibonacciSequence().generate()
for _ in 1..<10 {
print(fib.next()!)
}
符合SequenceType的序列有可能成為惰性序列。成為惰性序列的方法是對其顯示的調(diào)用lazy函數(shù):
let r = lazy(stride(from:1, to:8, by:2))
函數(shù)stride返回一個結(jié)構(gòu)體StrideTo,這個結(jié)構(gòu)體是Sequence。所以,lazy函數(shù)返回一個lazySequence對象。
Collection
Collection是實現(xiàn)了CollectionType協(xié)議的協(xié)議的類或者結(jié)構(gòu)體。CollectionType協(xié)議繼承了SequenceType協(xié)議。所以,Collection也都實現(xiàn)了SequenceType,它同時也是Sequence。
CollectionType協(xié)議如下:
protocol _CollectionType:_SequenceType{
typealias Index:ForwardIndexType
var startIndex:Index{get}
var endIndex:Index{get}
typealias _Element
subscript (_i:Index)->_Element{get}
}
protocol CollectionType:_CollectionType,SequenceType{
subscript (position:Self.Index)->Self.Generator.Element{get}
}
所以,CollectionType協(xié)議首先實現(xiàn)了SequenceType協(xié)議,并要求實現(xiàn)一個subscript方法以獲取序列中每個位置的元素值。
Swift中,大量內(nèi)置類如Dictionary,Array,Range,String都實現(xiàn)了CollectionType協(xié)議。所以,Swift大部分容器類都可以變?yōu)槎栊孕蛄小?/p>
// a will be a LazyRandomAccessCollection
// since arrays are random access
let a = lazy([1,2,3,4])
// s will be a LazyBidirectionalCollectionlet
s = lazy("hello")
總結(jié)
Swift里的集合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)默認是嚴格求值的。但是,Swift也提供了惰性語法,在需要惰性時,你需要顯式聲明。這為開發(fā)者在Swift中使用惰性提供了條件。
demo:
import Foundation
// 先定義一個實現(xiàn)了 GeneratorType protocol 的類型
// GeneratorType 需要指定一個 typealias Element
// 以及提供一個返回 Element? 的方法 next()
class ReverseGenerator: GeneratorType {
typealias Element = Int
var counter: Element
init<T>(array: [T]) {
self.counter = array.count - 1
}
init(start: Int) {
self.counter = start
}
func next() -> Element? {
return self.counter < 0 ? nil : counter--
}
}
// 然后我們來定義 SequenceType
// 和 GeneratorType 很類似,不過換成指定一個 typealias Generator
// 以及提供一個返回 Generator? 的方法 generate()
struct ReverseSequence<T>: SequenceType {
var array: [T]
init (array: [T]) {
self.array = array
}
typealias Generator = ReverseGenerator
func generate() -> Generator {
return ReverseGenerator(array: array)
}
}
let arr = [0,1,2,3,4]
/* 對 SequenceType 可以使用 for...in 來循環(huán)訪問.。
for...in其實做了:
var g = array.generate()
while let obj = g.next() {
print(obj)
}
*/
for i in ReverseSequence(array: arr) {
print("Index \(i) is \(arr[i])")
}
/*
像map , filter reduce這些方法也可以使用
因為SequenceType接口擴展(protocol extension)已經(jīng)實現(xiàn)了他們:
extension SequenceType {
func map<T>(@noescape transform: (Self.Generator.Element) -> T) -> [T]
func filter(@noescape includeElement: (Self.Generator.Element) -> Bool)
-> [Self.Generator.Element]
@noescape combine: (T, Self.Generator.Element) -> T) -> T
*/
let aaa = ReverseSequence(array: arr)
aaa.map { (Int) -> Int in
return 1
}