一、協(xié)議與繼承
class CXTeacher {
var age = 10
var name = "chenxi"
}
class Dog {
var name = "糯米"
var type = "泰迪"
}
例如如上代碼，這個(gè)時(shí)候我們有一個(gè)需求，要為這兩個(gè)類添加一個(gè) debug 函數(shù)來打印當(dāng)前 類的信息。從繼承的?度來說，我們可能會(huì)想到抽取一個(gè)公共的基類，當(dāng)然這里兩個(gè)類都是動(dòng)物，人也是動(dòng)物。但是從業(yè)務(wù)邏輯上來說，這么處理不太合理。所以最直觀的辦法是對于每一個(gè)類都寫一個(gè)單獨(dú)的 debug 函數(shù)。
class CXTeacher {
var age = 10
var name = "chenxi"
func debug(){
print("")
}
}
class Dog {
var name = "糯米"
var type = "泰迪"
func debug(){
print("")
}
}
如果我們對當(dāng)前代碼中的每個(gè)類都需要 debug，那上面這種方法顯然是行不通的，于是我們有 了下面的代碼：
func debug(subject: Any){
print("")
}
看到這里可能大家也會(huì)覺得沒有問題，但是如果我們要具體的描述當(dāng)前類的具體信息，這個(gè)時(shí)候 我們還需要引入一個(gè)公共的基類，同時(shí)我們還需要有一個(gè)公共的屬性 description 來讓子類重 載，這無疑對我們的代碼是很強(qiáng)的入侵。
所以這個(gè)時(shí)候我們通過一個(gè)協(xié)議來描述當(dāng)前類的共同行為，并通過 extension 的方式來對我們的類進(jìn)行擴(kuò)展，這樣來處理的話就會(huì)好很多。
extension CXTeacher : CustomStringConvertible {
var description : String { get { return "LGTeacher: \(age)\(name)" } }
}
extension Dog : CustomStringConvertible {
var description : String { get { return "Dog: \(name)\(type)" } }
}
func print(subject: CustomStringConvertible) {
let string = subject.description
print(string)
}
這里我們可以稍微的總結(jié)一下:
class本質(zhì)上定義了一個(gè)對象是什么protocol本質(zhì)上定義了一個(gè)對象有哪些行為
二、協(xié)議的基本語法
- 協(xié)議要求一個(gè)屬性必須明確是 get 或 get 和 set
protocol MyProtocol {
var age: Int{ get set }
var name: String{ get }
}
這里需要注意的一點(diǎn)是:并不是說當(dāng)前聲明 get 的屬性一定是計(jì)算屬性
class LGTeacher: MyProtocol{
var age: Int = 18
var name: String
init(_ name: String) {
self.name = name
}
}
- 協(xié)議中的異變方法，表示在該方法可以改變其所屬的實(shí)例，以及該實(shí)例的所有屬性(用于枚 舉和結(jié)構(gòu)體)，在為類實(shí)現(xiàn)該方法的時(shí)候不需要寫 mutating 關(guān)鍵字
protocol Togglable {
mutating func toggle()
}
class CXTeacher: Togglable {
func toggle() {
print(#function)
}
}
struct CXPerson: Togglable {
mutating func toggle() {
print(#function)
}
}
- 類在實(shí)現(xiàn)協(xié)議中的初始化器，必須使用 required 關(guān)鍵字修飾初始化器的實(shí)現(xiàn)(類的初始化器前添加 required 修飾符來表明所有該類的子類都必須實(shí)現(xiàn)該初始化器)
protocol MyProtocol {
init(_ age: Int)
}
class CXPerson: MyProtocol {
var age = 10
required init(_ age: Int) {
self.age = age
}
}
這里有一種特殊情況，如果 CXPerson 是不可被繼承的，那么不加 required 修飾也沒問題。
protocol MyProtocol {
init(_ age: Int)
}
final class CXPerson: MyProtocol {
var age = 10
init(_ age: Int) {
self.age = age
}
}
- 類專用協(xié)議(通過添加 AnyObject 關(guān)鍵字到協(xié)議的繼承列表，你就可以限制協(xié)議只能被類 類型采納)
- 可選協(xié)議:如果我們不想強(qiáng)制讓遵循協(xié)議的類類型實(shí)現(xiàn)，可以使用 optional 作為前綴 放在協(xié)議的定義。
@objc protocol Incrementable {
@objc optional func increment(by: Int) -> Int
}
class CXPerson: Incrementable {
}
let p: Incrementable = CXPerson()
//這里CXPerson沒實(shí)現(xiàn)increment方法這樣調(diào)用的話也不會(huì)出錯(cuò)
p.increment?(by: 10)
三、協(xié)議原理探究
SIL 代碼分析協(xié)議調(diào)度方式
在前面的文章中我們已經(jīng)了解到類的方法調(diào)用是通過 V-table（函數(shù)表）來調(diào)度的，那么讓類來實(shí)現(xiàn)協(xié)議中的方法的時(shí)候調(diào)度方式是怎么樣的呢？這里我們將 swift 代碼編譯 成 SIL 代碼來看一下。
-
swift代碼
protocol Incrementable {
func increment(by: Int)
}
class CXPerson: Incrementable {
func increment(by: Int) {
print(by)
}
}
let p: CXPerson = CXPerson()
p.increment(by: 10)
-
SIL代碼分析
第一步我們先找到 main 函數(shù)，在這里可以看到 increment 函數(shù)是通過 class_method 方式進(jìn)行調(diào)度的，下面我們在官方文檔看一下對 class_method 的解釋。
通過文檔介紹可以知道 class_method 是通過 v-table 的方式進(jìn)行調(diào)度的。
這里我們搜索 s4main8CXPersonC9increment2byySi_tF。
這里可以看到 increment 被聲明在了 v-table 中。下面我們對 swift 代碼做下修改，將 p 聲明成 Incrementable 類型再來看一下調(diào)度方式是否一樣。
-
swift代碼
protocol Incrementable {
func increment(by: Int)
}
class CXPerson: Incrementable {
func increment(by: Int) {
print(by)
}
}
let p: Incrementable = CXPerson()
p.increment(by: 10)
-
SIL代碼分析
這里在 main 函數(shù)中可以看到 increment 函數(shù)的調(diào)度變成了 _method，所以我們先在官方文檔看一下 witness_method 的介紹。
文檔的大致意思是講會(huì)通過查到當(dāng)前類的 witness-table 來找到當(dāng)前方法的實(shí)現(xiàn)。這里 witness-table 叫作協(xié)議見證表，當(dāng)一個(gè)類準(zhǔn)了一個(gè)協(xié)議并且實(shí)現(xiàn)了協(xié)議中的方法，編譯器就會(huì)為當(dāng)前類創(chuàng)業(yè)一個(gè) witness-table， witness-table 就記錄了當(dāng)前類實(shí)現(xiàn)協(xié)議方法的編碼信息。
在 SIL 代碼中我們確實(shí)看到了 sil_witness_table，這里我們通過搜索 s4main8CXPersonCAA13IncrementableA2aDP9increment2byySi_tFTW 來看一下協(xié)議方法是如何調(diào)度的。
這里會(huì)通過 s4main8CXPersonCAA13IncrementableA2aDP9increment2byySi_tFTW 來查找具體的方法類型，也就是我們在 CXPerson 類中實(shí)現(xiàn) increment 方法 。也就是說當(dāng)變量被聲明成協(xié)議類型的時(shí)候，編譯器會(huì)通過 witness-table 做一層橋接， 最終找到變量的具體實(shí)際類型及具體實(shí)現(xiàn)，并完成方法的調(diào)度。
通過匯編代碼分析協(xié)議方法的調(diào)度
-
swift代碼
protocol Incrementable {
func increment(by: Int)
}
class CXPerson: Incrementable {
func increment(by: Int) {
print(by)
}
}
class ViewController: UIViewController {
override func viewDidLoad() {
super.viewDidLoad()
let p: Incrementable = CXPerson()
p.increment(by: 10)
}
}
- 匯編代碼分析
這里可以看到 x2 存儲(chǔ)的就是 witness-table，x2 偏移 0x8 得到 x8，也就是 increment 函數(shù)地址。在 blr x8 斷點(diǎn)這里操作 fn + control + F7 快捷鍵，也就是指令單步執(zhí)行，進(jìn)入到 increment 函數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)。
這里可以看到，有經(jīng)過了一層跳轉(zhuǎn)，通過 x8 偏移 0x50，這個(gè)時(shí)候才是 increment 函數(shù)的真正執(zhí)行地址。通過 fn + control + F7 快捷鍵也可以看到執(zhí)行了 CXPerson 的 increment 方法。
