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Swift正在完成一個(gè)驚人的壯舉，它正在改變我們?cè)谔O果設(shè)備上編程的方式，引入了很多現(xiàn)代范例，例如：函數(shù)式編程和相比于OC這種純面向?qū)ο笳Z(yǔ)言更豐富的類型檢查。

Swift語(yǔ)言希望通過(guò)采用安全的編程模式去幫助開(kāi)發(fā)者避免bug。然而這也會(huì)不可避免的產(chǎn)生一些人造的陷阱，他們會(huì)在編譯器不報(bào)錯(cuò)的情況下引入一些Bug。這些陷阱有的已經(jīng)在Swift book中提到，有一些還沒(méi)有。這里有七個(gè)我在去年遇到的陷阱，它們涉及Swift協(xié)議擴(kuò)展、可選鏈和函數(shù)式編程。

協(xié)議擴(kuò)展：強(qiáng)大但是需要謹(jǐn)慎使用

一個(gè)Swift類可以去繼承另一個(gè)類，這種能力是強(qiáng)大的。繼承將使類之間的特定關(guān)系更加清晰，并且支持細(xì)粒度代碼分享。但是，Swift中如果不是引用類型的話（如：結(jié)構(gòu)體、枚舉），就不能具有繼承關(guān)系。然而，一個(gè)值類型可以繼承協(xié)議，同時(shí)協(xié)議可以繼承另一個(gè)協(xié)議。雖然協(xié)議除了類型信息外不能包含其他代碼，但是協(xié)議擴(kuò)展（protocol extension）可以包含代碼。照這種方式，我們可以用繼承樹來(lái)實(shí)現(xiàn)代碼的分享共用，樹的葉子是值類型（結(jié)構(gòu)體或枚舉類），樹的內(nèi)部和根是協(xié)議和與他們對(duì)應(yīng)的擴(kuò)展。

但是Swift協(xié)議擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn)依然是一片新的、未開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域，尚存在一些問(wèn)題。代碼并不總是按照我們期望的那樣執(zhí)行。因?yàn)檫@些問(wèn)題出現(xiàn)在值類型（結(jié)構(gòu)體與枚舉）與協(xié)議組合使用的場(chǎng)景下，我們將使用類與協(xié)議組合使用的例子去說(shuō)明這種場(chǎng)景下不存在陷阱。當(dāng)我們重新改為使用值類型和協(xié)議的時(shí)候?qū)?huì)發(fā)生令人驚奇的事。

開(kāi)始介紹我們的例子：classy pizza

假設(shè)這里有使用兩種不同谷物制作的三種Pizza：

enum Grain  { case Wheat, Corn } 
  
class  NewYorkPizza  { let crustGrain: Grain = .Wheat } 
class  ChicagoPizza  { let crustGrain: Grain = .Wheat } 
class CornmealPizza  { let crustGrain: Grain = .Corn  } 

我們可以通過(guò)crustGrain屬性取得披薩所對(duì)應(yīng)的原料

NewYorkPizza().crustGrain     // returns Wheat 
ChicagoPizza().crustGrain     // returns Wheat 
CornmealPizza().crustGrain     // returns Corn 

因?yàn)榇蠖鄶?shù)的Pizza是用小麥(wheat)做的，這些公共代碼可以放進(jìn)一個(gè)超類中作為默認(rèn)執(zhí)行的代碼。

enum Grain { case Wheat, Corn } 
  
class Pizza { 
    var crustGrain: Grain { return .Wheat } 
    // other common pizza behavior 
} 
class NewYorkPizza: Pizza {} 
class ChicagoPizza: Pizza {} 

這些默認(rèn)的代碼可以被重載去處理其它的情況（用玉米制作）

class CornmealPizza: Pizza { 
    override var crustGain: Grain { return .Corn } 
} 

哎呀！這代碼是錯(cuò)的，并且很幸運(yùn)的是編譯器發(fā)現(xiàn)了這些錯(cuò)誤。你能發(fā)現(xiàn)這個(gè)錯(cuò)誤么？我們?cè)诘诙€(gè)crustGain中少寫了r。Swift通過(guò)顯式的標(biāo)注override避免這種錯(cuò)誤。比如在這個(gè)例子中，我們用到了override，但是拼寫錯(cuò)誤的"crustGain"其實(shí)并沒(méi)有重寫任何屬性，下面是修改后的代碼：

class CornmealPizza: Pizza { 
        override var crustGrain: Grain { return .Corn } 
} 

現(xiàn)在它可以通過(guò)編譯并成功運(yùn)行：

NewYorkPizza().crustGrain         // returns Wheat 
ChicagoPizza().crustGrain         // returns Wheat 
CornmealPizza().crustGrain         // returns Corn 

同時(shí)Pizza超類允許我們的代碼在不知道Pizza具體類型的時(shí)候去操作pizzas。我們可以聲明一個(gè)Pizza類型的變量。

var pie: Pizza 

但是通用類型Pizza仍然可以去得到特定類型的信息。

pie =  NewYorkPizza();        pie.crustGrain     // returns Wheat 
pie =  ChicagoPizza();      pie.crustGrain     // returns Wheat 
pie = CornmealPizza();      pie.crustGrain     // returns Corn 

Swift的引用類型在這個(gè)Demo中工作的很好。但是如果這個(gè)程序涉及到并發(fā)性、競(jìng)爭(zhēng)條件，我們可以使用值類型來(lái)避免這些。讓我們來(lái)試一下值類型的Pizza吧！

這里和上面一樣簡(jiǎn)單，只需要把class修改為struct即可：

enum Grain { case Wheat, Corn } 
  
struct  NewYorkPizza     { let crustGrain: Grain = .Wheat } 
struct  ChicagoPizza     { let crustGrain: Grain = .Wheat } 
struct CornmealPizza     { let crustGrain: Grain = .Corn  } 

執(zhí)行

NewYorkPizza()    .crustGrain     // returns Wheat 
ChicagoPizza()    .crustGrain     // returns Wheat 
CornmealPizza()    .crustGrain     // returns Corn 

當(dāng)我們使用引用類型的時(shí)候，我們通過(guò)一個(gè)超類Pizza來(lái)達(dá)到目的。但是對(duì)于值類型將要求一個(gè)協(xié)議和一個(gè)協(xié)議擴(kuò)展來(lái)合作完成。

protocol Pizza {} 
  
extension Pizza {  var crustGrain: Grain { return .Wheat }  } 
  
struct  NewYorkPizza: Pizza { } 
struct  ChicagoPizza: Pizza { } 
struct CornmealPizza: Pizza {  let crustGain: Grain = .Corn } 

這段代碼可以通過(guò)編譯，我們來(lái)測(cè)試一下：

NewYorkPizza().crustGrain         // returns Wheat 
ChicagoPizza().crustGrain         // returns Wheat 
CornmealPizza().crustGrain         // returns Wheat  What?! 

對(duì)于執(zhí)行結(jié)果，我們想說(shuō)cornmeal pizza并不是Wheat制作的，返回結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤！哎呀！我把

struct CornmealPizza: Pizza {  let crustGain: Grain = .Corn } 

中的  crustGrain寫成了crustGain，再一次忘記了r，但是對(duì)于值類型這里沒(méi)有override關(guān)鍵字去幫助編譯器去發(fā)現(xiàn)我們的錯(cuò)誤。沒(méi)有編譯器的幫助，我們不得不更加小心的編寫代碼。

在協(xié)議擴(kuò)展中重寫協(xié)議中的屬性時(shí)要仔細(xì)核對(duì)

ok，我們把這個(gè)拼寫錯(cuò)誤改正過(guò)來(lái)：

struct CornmealPizza: Pizza {  let crustGrain: Grain = .Corn } 

重新執(zhí)行

NewYorkPizza().crustGrain         // returns Wheat 
ChicagoPizza().crustGrain         // returns Wheat 
CornmealPizza().crustGrain     // returns Corn  Hooray! 

為了在討論P(yáng)izza的時(shí)候不需要擔(dān)心到底是New York, Chicago, 還是 cornmeal，我們可以使用Pizza協(xié)議作為變量的類型。

var pie: Pizza 

這個(gè)變量能夠在不同種類的Pizza中去使用

pie =  NewYorkPizza(); pie.crustGrain  // returns Wheat 
pie =  ChicagoPizza(); pie.crustGrain  // returns Wheat 
pie = CornmealPizza(); pie.crustGrain  // returns Wheat    Not again?! 

為什么這個(gè)程序顯示cornmeal pizza 包含wheat？Swift編譯代碼的時(shí)候忽略了變量的目前實(shí)際值。代碼只能夠使用編譯時(shí)期的知道的信息，并不知道運(yùn)行時(shí)期的具體信息。程序中可以在編譯時(shí)期得到的信息是pie是pizza類型，pizza協(xié)議擴(kuò)展返回wheat，所以在結(jié)構(gòu)體CornmealPizza中的重寫起不到任何作用。雖然編譯器本能夠在使用靜態(tài)調(diào)度替換動(dòng)態(tài)調(diào)度時(shí)，為潛在的錯(cuò)誤提出警告，但它實(shí)際上并沒(méi)有這么做。這里的粗心將帶來(lái)巨大的陷阱。

在這種情況下，Swift提供一種解決方案，除了在協(xié)議擴(kuò)展中（extension）定義crustGrain屬性之外，還可以在協(xié)議中聲明。

protocol  Pizza {  var crustGrain: Grain { get }  } 
extension Pizza {  var crustGrain: Grain { return .Wheat }  } 

在協(xié)議內(nèi)聲明變量并在協(xié)議拓展中定義，這樣會(huì)告訴編譯器關(guān)注變量pie運(yùn)行時(shí)的值。

在協(xié)議中一個(gè)屬性的聲明有兩種不同的含義，靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)調(diào)度，取決于是否這個(gè)屬性在協(xié)議擴(kuò)展中定義。

補(bǔ)充了協(xié)議中變量的聲明后，代碼可以正常運(yùn)行了：

pie =  NewYorkPizza();  pie.crustGrain     // returns Wheat 
pie =  ChicagoPizza();  pie.crustGrain     // returns Wheat 
pie = CornmealPizza();  pie.crustGrain     // returns Corn    Whew! 

在協(xié)議擴(kuò)展中定義的每一個(gè)屬性，需要在協(xié)議中進(jìn)行聲明。

然而這個(gè)設(shè)法避免陷阱的方式并不總是有效的。

導(dǎo)入的協(xié)議不能夠完全擴(kuò)展。

框架（庫(kù)）可以使一個(gè)程序?qū)虢涌谌ナ褂?，而不必包含相關(guān)實(shí)現(xiàn)。例如蘋果提供給我們提供了需要框架，實(shí)現(xiàn)了用戶體驗(yàn)、系統(tǒng)設(shè)施和其他功能。Swift的擴(kuò)展允許程序向?qū)氲念?、結(jié)構(gòu)體、枚舉和協(xié)議中添加自己的屬性(這里的屬性并不是存儲(chǔ)屬性)。通過(guò)協(xié)議拓展添加的屬性，就好像它原來(lái)就在協(xié)議中一樣。但實(shí)際上定義在協(xié)議拓展中的屬性并非一等公民，因?yàn)橥ㄟ^(guò)協(xié)議拓展無(wú)法添加屬性的聲明。

我們首先實(shí)現(xiàn)一個(gè)框架，這個(gè)框架定義了Pizza協(xié)議和具體的類型

// PizzaFramework: 
  
public protocol Pizza { } 
  
public struct  NewYorkPizza: Pizza  { public init() {} } 
public struct  ChicagoPizza: Pizza  { public init() {} } 
public struct CornmealPizza: Pizza  { public init() {} } 

導(dǎo)入框架并且擴(kuò)展Pizza

import PizzaFramework 
  
public enum Grain { case Wheat, Corn } 
  
extension Pizza         { var crustGrain: Grain { return .Wheat    } } 
extension CornmealPizza { var crustGrain: Grain { return .Corn    } } 

和以前一樣，靜態(tài)調(diào)度產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤的答案

var pie: Pizza = CornmealPizza() 
pie.crustGrain                            // returns Wheat   Wrong! 

這個(gè)是因?yàn)椋ㄅc剛才的解釋一樣）這個(gè)crustGrain屬性并沒(méi)有在協(xié)議中聲明，而是只是在擴(kuò)展中定義。然而，我們沒(méi)有辦法對(duì)框架的代碼進(jìn)行修改，因此也就不能解決這個(gè)問(wèn)題。因此，想要通過(guò)擴(kuò)展增加其他框架的協(xié)議屬性是不安全的。

不要對(duì)導(dǎo)入的協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展，新增可能需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)度的屬性

正像剛才描述的那樣，框架與協(xié)議擴(kuò)展之間的交互，限制了協(xié)議擴(kuò)展的效用，但是框架并不是唯一的限制因素，同樣，類型約束也不利于協(xié)議擴(kuò)展。

Attributes in restricted protocol extensions: declaration is no longer enough

回顧一下此前Pizza的例子：

enum Grain { case Wheat, Corn } 
  
protocol  Pizza { var crustGrain: Grain { get }  } 
extension Pizza { var crustGrain: Grain { return .Wheat }  } 
  
struct  NewYorkPizza: Pizza  { } 
struct  ChicagoPizza: Pizza  { } 
struct CornmealPizza: Pizza  { let crustGrain: Grain = .Corn } 

讓我們用Pizza做一頓飯。不幸的是，并不是每頓飯都會(huì)吃pizza，所以我們使用一個(gè)通用的Meal結(jié)構(gòu)體來(lái)適應(yīng)各種情況。我們只需要傳入一個(gè)參數(shù)就可以確定進(jìn)餐的具體類型。

struct Meal: MealProtocol { 
       let mainDish: MainDishOfMeal 
} 

結(jié)構(gòu)體Meal繼承自MealProtocol協(xié)議，它可以測(cè)試meal是否包含谷蛋白。

protocol MealProtocol { 
    typealias MainDish_OfMealProtocol 
    var mainDish: MainDish_OfMealProtocol {get} 
    var isGlutenFree: Bool {get} 
} 

為了避免中毒，代碼中使用了默認(rèn)值（不含有谷蛋白）

extension MealProtocol { 
    var isGlutenFree: Bool  { return false } 
} 

Swift中的 Where提供了一種方式去表達(dá)約束性協(xié)議擴(kuò)展。當(dāng)主菜是pizza的時(shí)候，我們知道pizza有scrustGrain屬性，我們就可以訪問(wèn)這個(gè)屬性。如果沒(méi)where這里的限制，我們?cè)诓皇荘izza的情況下訪問(wèn)scrustGrain是不安全的。

extension MealProtocol  where  MainDish_OfMealProtocol: Pizza { 
    var isGlutenFree: Bool  { return mainDish.crustGrain == .Corn } 
} 

一個(gè)帶有Where的擴(kuò)展叫做約束性擴(kuò)展。

讓我們做一份美味的cornmeal Pizza

let meal: Meal = Meal(mainDish: CornmealPizza()) 

結(jié)果：

meal.isGlutenFree    // returns false 
// 根據(jù)協(xié)議拓展，理論上應(yīng)該返回true 

正像我們?cè)谇懊嫘」?jié)演示的那樣，當(dāng)發(fā)生動(dòng)態(tài)調(diào)度的時(shí)候，我們應(yīng)該在協(xié)議中聲明，并且在協(xié)議擴(kuò)展中進(jìn)行定義。但是約束性擴(kuò)展的定義總是靜態(tài)調(diào)度的。為了防止由于意外的靜態(tài)調(diào)度而引起的bug：

如果一個(gè)新的屬性需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)度，避免使用約束性協(xié)議擴(kuò)展。

使用可選鏈賦值和副作用

Swift可以通過(guò)靜態(tài)地檢查變量是否為nil來(lái)避免錯(cuò)誤，并使用一種方便的縮略表達(dá)式，可選鏈，用于忽略可能出現(xiàn)的nil。這一點(diǎn)也正是Objective-C的默認(rèn)行為。

不幸的是，如果可選鏈中被賦值的引用有可能為空，就可能導(dǎo)致錯(cuò)誤，考慮下面這段代碼，Holder中存放一個(gè)整數(shù)：

class Holder  { 
    var x = 0 
} 
  
var n = 1 
var h: Holder? = nil 
h?.x = n++ 

在這段代碼的***一行中，我們把n++賦值給h的屬性。除了賦值以外，變量n還會(huì)自增，我們稱此為副作用。

變量n最終的值會(huì)取決于h是否為nil。如果h不為nil，那么賦值語(yǔ)句執(zhí)行，n++也會(huì)執(zhí)行。但如果h為nil，不僅賦值語(yǔ)句不會(huì)執(zhí)行，n++也不會(huì)執(zhí)行。為了避免沒(méi)有發(fā)生副作用導(dǎo)致的令人驚訝的結(jié)果，我們應(yīng)該：

避免把一個(gè)有副作用的表達(dá)式的結(jié)果通過(guò)可選鏈賦值給等號(hào)左邊的變量

函數(shù)編程陷阱

由于Swift的支持，函數(shù)式編程的優(yōu)點(diǎn)得以被帶入蘋果的生態(tài)圈中。Swift中的函數(shù)和閉包都是一等公民，不僅方便易用而且功能強(qiáng)大。不幸的是，其中也有一些我們需要小心避免的陷阱。

比如，inout參數(shù)會(huì)在閉包中默默的失效。

Swift的inout參數(shù)允許函數(shù)接受一個(gè)參數(shù)并直接對(duì)參數(shù)賦值，Swift的閉包支持在執(zhí)行過(guò)程中引用被捕獲的函數(shù)。這些特性有助于我們寫出優(yōu)雅易讀的代碼，所以你也許會(huì)把它們結(jié)合起來(lái)使用，但這種結(jié)合有可能會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。

我們重寫crustGrain屬性來(lái)說(shuō)明inout參數(shù)的使用，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，開(kāi)始時(shí)先不使用閉包：

enum Grain { 
    case Wheat, Corn 
} 
  
struct CornmealPizza { 
    func setCrustGrain(inout grain: Grain)  { 
        grain = .Corn 
    } 
} 

為了測(cè)試這個(gè)函數(shù)，我們給它傳一個(gè)變量作為參數(shù)。函數(shù)返回后，這個(gè)變量的值應(yīng)該從Wheat變成了Corn：

let pizza = CornmealPizza() 
var grain: Grain = .Wheat 
pizza.setCrustGrain(&grain) 
grain        // returns Corn 

現(xiàn)在我們嘗試在函數(shù)中返回閉包，然后在閉包中設(shè)置參數(shù)的值：

struct CornmealPizza { 
    func getCrustGrainSetter() -> (inout grain: Grain) -> Void { 
        return { (inout grain: Grain) in 
            grain = .Corn 
        } 
    } 
} 

使用這個(gè)閉包只需要多一次調(diào)用：

var grain: Grain = .Wheat 
let pizza = CornmealPizza() 
let aClosure = pizza.getCrustGrainSetter() 
grain            // returns Wheat (We have not run the closure yet) 
aClosure(grain: &grain) 
grain            // returns Corn 

到目前為止一切正常，但如果我們直接把參數(shù)傳進(jìn)getCrustGrainSetter函數(shù)而不是閉包呢？

struct CornmealPizza { 
    func getCrustGrainSetter(inout grain: Grain)  ->  () -> Void { 
        return { grain = .Corn } 
    } 
} 

然后再試一次：

var grain: Grain = .Wheat 
let pizza = CornmealPizza() 
let aClosure = pizza.getCrustGrainSetter(&grain) 
print(grain)                // returns Wheat (We have not run the closure yet) 
aClosure() 
print(grain)                // returns Wheat  What?!? 

inout參數(shù)在傳入閉包的作用域外時(shí)會(huì)失效，所以：

避免在閉包中使用in-out參數(shù)

這個(gè)問(wèn)題在Swift文檔中提到過(guò)，但還有一個(gè)與之相關(guān)的問(wèn)題值得注意，這與創(chuàng)建的閉包的等價(jià)方法：柯里化有關(guān)。

在使用柯里化技術(shù)時(shí)，inout參數(shù)顯得前后矛盾。

在一個(gè)創(chuàng)建并返回閉包的函數(shù)中，Swift為函數(shù)的類型和主體提供了一種簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法。盡管這種柯里化看上去僅是一種縮略表達(dá)式，但它與inout參數(shù)結(jié)合使用時(shí)卻會(huì)給人們帶來(lái)一些驚訝。為了說(shuō)明這一點(diǎn)，我們用柯里化語(yǔ)法實(shí)現(xiàn)上面那個(gè)例子。函數(shù)沒(méi)有聲明為返回一個(gè)閉包，而是在***個(gè)參數(shù)列表后加上了第二個(gè)參數(shù)列表，然后在函數(shù)體內(nèi)省略了顯式的閉包創(chuàng)建：

struct CornmealPizza { 
    func getCrustGrainSetterWithCurry(inout grain: Grain)() -> Void { 
        grain = .Corn 
    } 
} 

和顯式創(chuàng)建閉包時(shí)一樣，我們調(diào)用這個(gè)函數(shù)然后返回一個(gè)閉包：

var grain: Grain = .Wheat 
let pizza = CornmealPizza() 
let aClosure = pizza.getCrustGrainSetterWithCurry(&grain) 

在上面的例子中，閉包被顯式創(chuàng)建但沒(méi)能成功為inout參數(shù)賦值，但這次就成功了：

aClosure() 
grain                // returns Corn 

這說(shuō)明在柯里化函數(shù)中，inout參數(shù)可以正常使用，但是顯式的創(chuàng)建閉包時(shí)就不行了。

避免在柯里化函數(shù)中使用inout參數(shù)，因?yàn)槿绻愫髞?lái)將柯里化改為顯式的創(chuàng)建閉包，這段代碼就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤

總結(jié)：七個(gè)避免

• 在協(xié)議擴(kuò)展中重寫協(xié)議中的屬性時(shí)要仔細(xì)核對(duì)

• 在協(xié)議擴(kuò)展中定義的每一個(gè)屬性，需要在協(xié)議中進(jìn)行聲明

• 不要對(duì)導(dǎo)入的第三方協(xié)議進(jìn)行屬性擴(kuò)展，那樣可能需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)度

• 如果一個(gè)新的屬性需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)度，避免使用約束性協(xié)議擴(kuò)展

• 避免把一個(gè)有副作用的表達(dá)式的結(jié)果通過(guò)可選鏈賦值給等號(hào)左邊的變量

• 避免在閉包中使用inout參數(shù)

• 避免在柯里化函數(shù)中使用inout參數(shù)，因?yàn)槿绻愫髞?lái)將柯里化改為顯式的創(chuàng)建閉包，這段代碼就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤