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Swift結(jié)果生成器：幾個必備的知識點

作者：小安子
開發(fā) 前端
本文講講解結(jié)果生成器的基本概念、工作原理以及如何使用它來創(chuàng)建自己的自定義結(jié)果生成器。

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1 前言

結(jié)果生成器(以前叫做函數(shù)生成器)是swift5.4中引入的一項新feature，它是SwiftUI中支持ViewBuilder的技術(shù)。隨著Xcode12.5的發(fā)布(目前處于beta測試階段)，蘋果正式向開發(fā)者開放了它，允許我們?yōu)楦鞣N用例創(chuàng)建自己的自定義結(jié)果生成器。

本文講講解結(jié)果生成器的基本概念、工作原理以及如何使用它來創(chuàng)建自己的自定義結(jié)果生成器。

話不多說，讓我們馬上開始吧!

2 基本形式

作為演示，我們創(chuàng)建一個字符串生成器，并使用⭐️ 作為分隔符。例如，給定“Hello”和“World”，我們的字符串生成器將返回一個連接的字符串“Hello”⭐️“World”。

讓我們開始使用結(jié)果生成器的最基本形式來構(gòu)建字符串生成器：

  1. resultBuilder 
  2. struct StringBuilder { 
  3.      
  4.     static func buildBlock(_ components: String...) -> String { 
  5.         return components.joined(separator: "") 
  6.     } 
  7. } 

你可以通過使用@resultBuilder屬性標(biāo)記自定義結(jié)構(gòu)體，并強制實現(xiàn)buildBlock(_:)靜態(tài)方法來定義結(jié)果生成器。

buildBlock(_:)方法類似于StringBuilder的入口點，它接受組件的可變參數(shù)，這意味著它可以是1個或多個字符串。在buildBlock(_:)方法中，我們可以對給定的組件進(jìn)行任何處理。在這個例子中，我們將使用 "⭐️"作為分隔符。

在實現(xiàn)buildBlock(_:)方法時，需要遵循一條規(guī)則：返回的數(shù)據(jù)類型必須與components數(shù)據(jù)類型匹配。以StringBuilder為例，buildBlock(_:)方法組件是String類型的，因此其返回類型也必須是String。

要創(chuàng)建StringBuilder實例，可以使用@StringBuilder標(biāo)記函數(shù)或變量：

  1. // 用 `StringBuilder`標(biāo)記函數(shù) 
  2. @StringBuilder func buildStringFunc() -> String { 
  3.      
  4.     // components區(qū)域 
  5.     // ... 
  6. } 
  7.  
  8.  
  9. // 用 `StringBuilder`標(biāo)記變量 
  10. @StringBuilder var buildStringVar: String { 
  11.      
  12.     // components區(qū)域 
  13.     // ... 
  14. } 

注意上面提到的組件區(qū)域，它是向StringBuilder提供所需字符串的地方。components區(qū)域中的每一行表示buildBlock(_:)可變參數(shù)的一個組件。以下面的StringBuilder為例：

  1. @StringBuilder func greet() -> String { 
  2.     "Hello" 
  3.     "World" 
  4. } 
  5.  
  6. print(greet()) 
  7. // Output: "HelloWorld" 

可以翻譯為：

  1. func greetTranslated() -> String { 
  2.  
  3.     //解析StringBuilder中的所有部分組件` 
  4.     let finalOutput = StringBuilder.buildBlock("Hello", "World") 
  5.  
  6.     return finalOutput 
  7. } 
  8. print(greetTranslated()) 

小Tip：您可以在buildBlock(_:)方法中添加print語句，以查看何時觸發(fā)它以及在任何給定時間提供了哪些組件。

這就是創(chuàng)建結(jié)果生成器所需的全部內(nèi)容。現(xiàn)在您已經(jīng)看到了一個基本的結(jié)果生成器，讓我們繼續(xù)向StringBuilder添加更多的功能。

3 選擇語句

沒有“else”塊的“if”語句

假設(shè)我們要擴展greet()方法的功能，接受name參數(shù)然后根據(jù)name來跟用戶打招呼。我們可以這樣更新greet()方法：

  1. @StringBuilder func greet(name: String) -> String { 
  2.     "Hello" 
  3.     "World" 
  4.  
  5.     if !name.isEmpty { 
  6.         "to" 
  7.         name 
  8.     } 
  9. } 
  10.  
  11. print(greet(name: "Swift Senpai"))  
  12. // Expected output: "HelloWorldtoSwift Senpai" 

這樣修改以后，你應(yīng)該會看到編譯器開始抱怨：

  • Closure containing control flow statement cannot be used with result builder 'StringBuilder'
  • 包含控制流語句的閉包不能與結(jié)果生成器“StringBuilder”一起使用

這是因為我們的StringBuilder目前不理解什么是if語句。為了支持沒有else的if語句，我們必須將以下結(jié)果構(gòu)建方法添加到StringBuilder中。

  1. @resultBuilder 
  2. struct StringBuilder { 
  3.      
  4.     // ... 
  5.     // ... 
  6.      
  7.     static func buildOptional(_ component: String?) -> String { 
  8.         return component ?? "" 
  9.     } 
  10. } 

它的工作原理是，當(dāng)滿足if語句條件時，把部分結(jié)果傳遞給buildOptional(_:)方法，否則把nil傳遞給buildOptional(_:)方法。

為了讓你更清楚地了解結(jié)果生成器是如何解析覆蓋下的每個部分組件，上面的greet(name:)函數(shù)等效于以下代碼段：

  1. func greetTranslated(name: String) -> String { 
  2.  
  3.     // Resolve all partial components within the `if` block 
  4.     var partialComponent1: String? 
  5.     if !name.isEmpty { 
  6.         partialComponent1 = StringBuilder.buildBlock("to", name) 
  7.     } 
  8.  
  9.     // Resolve the entire `if` block 
  10.     let partialComponent2 = StringBuilder.buildOptional(partialComponent1) 
  11.  
  12.     // Resolve all partial components in `StringBuilder` 
  13.     let finalOutput = StringBuilder.buildBlock("Hello", "World", partialComponent2) 
  14.  
  15.     return finalOutput 
  16. } 
  17.  
  18. print(greetTranslated(name: "Swift Senpai"))  
  19. // Output: "HelloWorldtoSwift Senpai" 

注意結(jié)果生成器是如何首先解析if塊中的任何內(nèi)容，然后遞歸地傳遞和解析部分組件，直到它獲得最終輸出的。此行為非常重要，因為它從根本上演示了結(jié)果生成器如何解析components區(qū)域中的所有組件。

小Tip:添加buildOptional(_:)方法不僅支持沒有else塊的if語句，還支持可選綁定。

此時，如果嘗試使用空的name調(diào)用greet(name:)函數(shù)，將得到以下輸出：

  1. print(greet(name: "")) 
  2. // Actual output: HelloWorld 
  3. // Expected output: HelloWorld 

輸出字符串的末尾額外的"⭐️"，是由于buildBlock(_:)方法通過buildOptional(_:)方法連接空字符串返回。為了解決這個問題，我們可以簡單地更新buildBlock(_:)方法，在連接之前過濾掉組件中的所有空字符串：

  1. static func buildBlock(_ components: String...) -> String { 
  2.     let filtered = components.filter { $0 != "" } 
  3.     return filtered.joined(separator: "") 
  4. } 

帶有“else”塊的“if”語句

我們的StringBuilder現(xiàn)在比以前更聰明了，但是說“Hello⭐️World⭐️to⭐️“Swift Senpai”聽起來怪怪的。

讓我們把它變得更聰明，當(dāng)name不為空時它就可以輸出"Hello⭐️to⭐️[name]"，否則輸出 "Hello⭐️World"。繼續(xù)更新greet(name:)函數(shù)，如下所示：

  1. @StringBuilder func greet(name: String) -> String { 
  2.     "Hello" 
  3.  
  4.     if !name.isEmpty { 
  5.         "to" 
  6.         name 
  7.     } else { 
  8.         "World" 
  9.     } 
  10. } 
  11.  
  12. print(greet(name: "Swift Senpai")) 
  13. // Expected output: "HellotoSwift Senpai" 

您將再次看到編譯錯誤：

  • Closure containing control flow statement cannot be used with result builder 'StringBuilder'
  • 包含控制流語句的閉包不能與結(jié)果生成器“StringBuilder”一起使用

這一次，由于額外的else塊，我們必須實現(xiàn)另外兩種結(jié)果構(gòu)建方法：

  1. static func buildEither(first component: String) -> String { 
  2.     return component 
  3. } 
  4.  
  5. static func buildEither(second component: String) -> String { 
  6.     return component 
  7. } 

這兩種方法總是結(jié)合在一起的。當(dāng)滿足if塊條件時，buildery(first:)方法將觸發(fā);然而，當(dāng)滿足else塊條件時，buildery(second:)方法將觸發(fā)。下面是一個等價函數(shù)，可以幫助您理解場景背后發(fā)生的邏輯：

  1. func greetTranslated(name: String) -> String { 
  2.  
  3.     var partialComponent2: String! 
  4.     if !name.isEmpty { 
  5.  
  6.         // Resolve all partial components within the `if` block 
  7.         let partialComponent1 = StringBuilder.buildBlock("to", name) 
  8.         // Resolve the entire `if-else` block 
  9.         partialComponent2 = StringBuilder.buildEither(first: partialComponent1) 
  10.  
  11.     } else { 
  12.  
  13.         // Resolve all partial components within the `else` block 
  14.         let partialComponent1 = StringBuilder.buildBlock("World") 
  15.         // Resolve the entire `if-else` block 
  16.         partialComponent2 = StringBuilder.buildEither(second: partialComponent1) 
  17.     } 
  18.  
  19.     // Resolve all partial components in `StringBuilder` 
  20.     let finalOutput = StringBuilder.buildBlock("Hello", partialComponent2) 
  21.  
  22.     return finalOutput 
  23. } 
  24.  
  25. print(greetTranslated(name: "Swift Senpai")) 
  26. // Output: "HellotoSwift Senpai" 

4 for-in循環(huán)

接下來，讓我們更新greet(name:)函數(shù)，在問候用戶之前倒計時，因為為什么不呢?🤷🏻‍♂️

繼續(xù)更新greet(name:)函數(shù)，如下所示：

  1. @StringBuilder func greet(name: String, countdown: Int) -> String { 
  2.  
  3.     for i in (0...countdown).reversed() { 
  4.         "\(i)" 
  5.     } 
  6.  
  7.     "Hello" 
  8.  
  9.     if !name.isEmpty { 
  10.         "to" 
  11.         name 
  12.     } else { 
  13.         "World" 
  14.     } 
  15. } 
  16.  
  17. print(greet(name: "Swift Senpai", countdown: 5)) 
  18. // Expected output: 543210HellotoSwift Senpai 

注意，我在函數(shù)的開頭添加了一個倒計時參數(shù)和for循環(huán)。for循環(huán)將執(zhí)行從給定值到0的倒計時。

下一步也是最后一步是使用以下結(jié)果生成方法更新StringBuilder：

  1. static func buildArray(_ components: [String]) -> String { 
  2.     return components.joined(separator: "") 
  3. } 

請注意，buildArray(_:)方法與結(jié)果生成方法的其余部分稍有不同，它將數(shù)組作為輸入。在場景后面發(fā)生的是，在每次迭代結(jié)束時，for循環(huán)將生成一個字符串(部分組件)。在經(jīng)歷了所有迭代之后，每個迭代的結(jié)果將被分組為一個數(shù)組，并將其傳遞給buildArray(_:)方法。為了更好地說明流程，下面是等效函數(shù)：

  1. func greetTranslated(name: String, countdown: Int) -> String { 
  2.  
  3.     // Resolve partial components in each iteration 
  4.     var partialComponents = [String]() 
  5.     for i in (0...countdown).reversed() { 
  6.         let component = StringBuilder.buildBlock("\(i)") 
  7.         partialComponents.append(component) 
  8.     } 
  9.  
  10.     // Resolve the entire `for-in` loop 
  11.     let loopComponent = StringBuilder.buildArray(partialComponents) 
  12.  
  13.  
  14.     // `if-else` block processing here 
  15.     // ... 
  16.     // ... 
  17.     // ... 
  18.  
  19.  
  20.     // Resolve all partial components in `StringBuilder` 
  21.     let finalOutput = StringBuilder.buildBlock(loopComponent, "Hello", partialComponent2) 
  22.  
  23.     return finalOutput 
  24. } 
  25.  
  26. print(greetTranslated(name: "Swift Senpai", countdown: 5)) 
  27. // Output: 543210HellotoSwift Senpai 

有了它，我們的StringBuilder就能夠處理for-in循環(huán)?，F(xiàn)在試著運行代碼，你會看到在Xcode控制臺打印"543210⭐️Hello⭐️to⭐️Swift Senpai"。

注：

添加buildArray(_:)方法將不支持while 循環(huán)。實際上，for-in 循環(huán)是結(jié)果生成器支持的唯一循環(huán)方法。

5 支持不同的數(shù)據(jù)類型

在這個階段，我們已經(jīng)使StringBuilder非常靈活，它現(xiàn)在可以接受選擇語句、for循環(huán)和可選綁定作為輸入。但是，有一個很大的限制:它只能支持字符串作為輸入和輸出數(shù)據(jù)類型。

幸運的是，支持各種輸入和輸出數(shù)據(jù)類型非常簡單。我來教你怎么做。

啟用各種輸入數(shù)據(jù)類型

假設(shè)我們想讓StringBuilder支持Int作為輸入類型，我們可以將以下結(jié)果構(gòu)建方法添加到StringBuilder中：

  1. static func buildExpression(_ expression: Int) -> String { 
  2.     return "\(expression)" 
  3. } 

此buildExpression(_:)方法是可選的，它接受整型作為輸入并返回字符串。一旦實現(xiàn)，它將成為結(jié)果生成器的入口點，并充當(dāng)適配器，將其輸入數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為buildBlock(:_)方法接受的數(shù)據(jù)類型。

這就是為什么您會看到多個“Cannot convert value of type'String'to expected argument type'Int'”錯誤出現(xiàn)在我們添加了buildExpression(:_)方法之后，我們的StringBuilder現(xiàn)在不再接受String作為輸入數(shù)據(jù)類型，而是接受Int作為輸入數(shù)據(jù)類型。幸運的是，我們可以在StringBuilder中實現(xiàn)多個buildExpression(:_)方法，使其同時接受String和Int輸入數(shù)據(jù)類型。繼續(xù)并添加以下實現(xiàn)，它將使所有錯誤消失。

  1. static func buildExpression(_ expression: String) -> String { 
  2.     return expression 
  3. } 

有了這兩種方法，我們現(xiàn)在可以更改greet(name:countdown:)函數(shù)的for循環(huán)如下所示，所有內(nèi)容仍將相應(yīng)地工作。

  1. @StringBuilder func greet(name: String, countdown: Int) -> String { 
  2.  
  3.     for i in (0...countdown).reversed() { 
  4.         // Input an integer instead of a string here. 
  5.         i 
  6.     } 
  7.  
  8.     // ... 
  9.     // ... 
  10.  
  11. } 
  12.  
  13. print(greet(name: "Swift Senpai", countdown: 5)) 
  14. // Output: 543210HellotoSwift Senpai 

啟用各種輸出數(shù)據(jù)類型

添加對各種輸出數(shù)據(jù)類型的支持也相當(dāng)容易。它的工作原理類似于支持各種輸入數(shù)據(jù)類型，但這次我們必須實現(xiàn)buildFinalResult(_:)方法，該方法在最終輸出之前添加一個額外的處理層。出于演示目的，讓我們的StringBuilder能夠輸出一個整數(shù)，表示最終輸出的字符串字符數(shù)。

  1. static func buildFinalResult(_ component: String) -> Int { 
  2.     return component.count 
  3. } 

同時確保實現(xiàn)以下最終結(jié)果方法，這樣StringBuilder就不會失去輸出字符串的能力。

  1. static func buildFinalResult(_ component: String) -> String { 
  2.     return component 
  3. } 

要查看所有操作，我們可以創(chuàng)建Int類型的StringBuilder變量：

  1. @StringBuilder var greetCharCount: Int { 
  2.     "Hello" 
  3.     "World" 
  4. } 
  5.  
  6. print(greetCharCount) 
  7. // Output: 11 (because "HelloWorld" has 11 characters) 

 6 結(jié)果生成器用例

為了演示，我們使用結(jié)果生成器創(chuàng)建了一個非常無用的字符串生成器。如果你想看看results builder的一些實際用例，我強烈建議你看看我的另一篇文章：How I Created a DSL for Diffable Section Snapshot using Result Builders[1]，以及這篇Antoine van der Lee撰寫的：Result builders in Swift explained with code examples[2]。

此外，您還可以查看這個偉大的GitHub repo，它包含大量使用結(jié)果構(gòu)建器構(gòu)建的項目：awesome-function-builders[3]。

7 總結(jié)

我希望這篇文章能讓你很好地了解結(jié)果生成器是如何工作的。如果您對結(jié)果構(gòu)建器的基本概念仍有疑問，您可以在這里[4]獲得完整的示例代碼，然后自己進(jìn)行測試。

參考資料

  • [1]How I Created a DSL for Diffable Section Snapshot using Result Builders: https://swiftsenpai.com/swift/result-builders-basics/
  • [2]Result builders in Swift explained with code examples: https://www.avanderlee.com/swift/result-builders/
  • [3]awesome-function-builders: https://github.com/carson-katri/awesome-function-builders
  • [4]這里: https://gist.github.com/LeeKahSeng/ff0bfddc51412b3b288c26c89fcc8489
  • [5]Twitter: https://twitter.com/Lee_Kah_Seng

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號「 Swift 社區(qū)」，可以通過以下二維碼關(guān)注。轉(zhuǎn)載本文請聯(lián)系 Swift 社區(qū)公眾號。

 

責(zé)任編輯：姜華 來源： Swift 社區(qū)
Swift 函數(shù)生成器結(jié)果生成器
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