Swift之深入解析基于闭包的类型擦除

Posted 2021-11-22 Forever_wj

• 与许多其它语言相比，使 Swift 更加安全，更不易出错的原因之一是其先进的（并且在某种程度上是不容忍的）类型系统，这是一种语言功能，有时可能会给人留下深刻的印象，使我们的工作效率提高很多，而有时却令人沮丧。
• 在 Swift 中处理泛型时，可能发生的一种情况，以及通常如何使用基于闭包的类型擦除技术来解决这种情况。
• 假设要编写一个类，可以通过网络加载模型，由于不想为应用程序中的每个模型都复制此类，因此选择使其成为泛型类，如下所示：

class ModelLoader<T: Unboxable & Requestable> {
    func load(completionHandler: (Result<T>) -> Void) {
        networkService.loadData(from: T.requestURL) { data in
            do {
                try completionHandler(.success(unbox(data: data)))
            } catch {
                let error = ModelLoadingError.unboxingFailed(error)
                completionHandler(.error(error))
            }
        }
    }
}

• 到目前为止，有了一个 ModelLoader，它能够加载任何模型（只要它是遵守 Unboxable 协议的），并且能够向我们提供 requestURL。但是，我们还希望启用使用此模型加载器的代码易于测试，因此将其 API 提取到一个协议中：

protocol ModelLoading {
    associatedtype Model

    func load(completionHandler: (Result<Model>) -> Void)
}

• 这和依赖注入一起能够轻松地在测试中模拟我们的模型加载 API，但这带来了一些复杂性，在每当要使用此 API 时，都必须将其称为协议 ModelLoading，该协议具有相关的类型要求。这意味着仅引用 ModelLoading 是不够的，因为在没有更多信息的情况下编译器无法推断其关联类型。因此，尝试执行以下操作：

class ViewController: UIViewController {
    init(modelLoader: ModelLoading) {
        ...
    }
}

• 会提示如下错误：

Protocol 'ModelLoading' can only be used as a generic constraint because it as Self or associated type requirements

• 但不用担心，我们可以通过使用泛型轻松摆脱此错误，强制执行符合 Modelloading 的具体类型将由 API 用户指定，并且它将加载期待的模型，像这样：

class ViewController: UIViewController {
    init<T: ModelLoading>(modelLoader: T) where T.Model == MyModel {
        ...
    }
}

• 这是有效的，但由于我们还希望在视图控制器中引用模型加载程序，需要能够指定属性的类型。 T 只在初始化程序的上下文中知道，因此无法定义 T 类型的属性，除非使视图控制器类本身成为泛型。相反，让我们使用类型擦除，能够保存某种 T 的引用，而无需实际使用其类型，这可以通过创建擦除类型的类，例如“包装类”来完成：

class AnyModelLoader<T>: ModelLoading {
    typealias CompletionHandler = (Result<T>) -> Void

    private let loadingClosure: (CompletionHandler) -> Void

    init<L: ModelLoading>(loader: L) where L.Model == T {
        loadingClosure = loader.load
    }

    func load(completionHandler: CompletionHandler) {
        loadingClosure(completionHandler)
    }
}

• 以上这种类型擦除技术，其实在 Swift 标准库中也很常用，例如在 AnySequence 类型中。基本上，将关联值要求的协议包装为泛型类型，然后可以直接使用它而无需使使用它的类也是泛型的。现在可以更新之前的 ViewController，使用 AnyModelloader：

class ViewController: UIViewController {
    private let modelLoader: AnyModelLoader<MyModel>

    init<T: ModelLoading>(modelLoader: T) where T.Model == MyModel {
        self.modelLoader = AnyModelLoader(loader: modelLoader)
        super.init(nibName: nil, bundle: nil)
    }
}

• 至此，我们现在拥有一个面向协议的 API，具有易于 Mock 的特性，且仍然可以在普通类中使用，这归功于类型擦除。上述技术实际上很好，但它确实涉及额外的步骤，为代码增加了一些复杂化。但是，事实证明，我们实际上可以直接在视图控制器中进行基于闭合的类型擦除 ，而不是必须通过 AnyModelloader 类。然后视图控制器将如下所示：

class ViewController: UIViewController {
    private let loadModel: ((Result<MyModel>) -> Void) -> Void

    init<T: ModelLoading>(modelLoader: T) where T.Model == MyModel {
        loadModel = modelLoader.load
        super.init(nibName: nil, bundle: nil)
    }
}

• 与类型擦除类 AnyModelloader 一样，可以参考 load 函数作为闭包的实现，并只需在视图控制器中保存引用。现在，每当我们想要加载模型时，只需调用 loadmodel，就像任何其他函数或闭包一样：

override func viewWillAppear(_ animated: Bool) {
    super.viewWillAppear(animated)

    loadModel { result in
        switch result {
        case .success(let model):
            render(model)
        case .error(let error):
            render(error)
        }
    }
}