24.10. 具有泛型 Where 子句的扩展

你也可以使用泛型 where 子句作为扩展的一部分。基于以前的例子,下面的示例扩展了泛型 Stack 结构体,添加一个 isTop(_:) 方法。

extension Stack where Element: Equatable {
    func isTop(_ item: Element) -> Bool {
        guard let topItem = items.last else {
            return false
        }
        return topItem == item
    }
}

这个新的 isTop(_:) 方法首先检查这个栈是不是空的,然后比较给定的元素与栈顶部的元素。如果你尝试不用泛型 where 子句,会有一个问题:在 isTop(_:) 里面使用了 == 运算符,但是 Stack 的定义没有要求它的元素是符合 Equatable 协议的,所以使用 == 运算符导致编译时错误。使用泛型 where 子句可以为扩展添加新的条件,因此只有当栈中的元素符合 Equatable 协议时,扩展才会添加 isTop(_:) 方法。

以下是 isTop(_:) 方法的调用方式:

if stackOfStrings.isTop("tres") {
    print("Top element is tres.")
} else {
    print("Top element is something else.")
}
// 打印“Top element is tres.”

如果尝试在其元素不符合 Equatable 协议的栈上调用 isTop(_:) 方法,则会收到编译时错误。

struct NotEquatable { }
var notEquatableStack = Stack<NotEquatable>()
let notEquatableValue = NotEquatable()
notEquatableStack.push(notEquatableValue)
notEquatableStack.isTop(notEquatableValue)  // 报错

你可以使用泛型 where 子句去扩展一个协议。基于以前的示例,下面的示例扩展了 Container 协议,添加一个 startsWith(_:) 方法。

extension Container where Item: Equatable {
    func startsWith(_ item: Item) -> Bool {
        return count >= 1 && self[0] == item
    }
}

这个 startsWith(_:) 方法首先确保容器至少有一个元素,然后检查容器中的第一个元素是否与给定的元素相等。任何符合 Container 协议的类型都可以使用这个新的 startsWith(_:) 方法,包括上面使用的栈和数组,只要容器的元素是符合 Equatable 协议的。

if [9, 9, 9].startsWith(42) {
    print("Starts with 42.")
} else {
    print("Starts with something else.")
}
// 打印“Starts with something else.”

上述示例中的泛型 where 子句要求 Item 遵循协议,但也可以编写一个泛型 where 子句去要求 Item 为特定类型。例如:

extension Container where Item == Double {
    func average() -> Double {
        var sum = 0.0
        for index in 0..<count {
            sum += self[index]
        }
        return sum / Double(count)
    }
}
print([1260.0, 1200.0, 98.6, 37.0].average())
// 打印“648.9”

此示例将一个 average() 方法添加到 Item 类型为 Double 的容器中。此方法遍历容器中的元素将其累加,并除以容器的数量计算平均值。它将数量从 Int 转换为 Double 确保能够进行浮点除法。

就像可以在其他地方写泛型 where 子句一样,你可以在一个泛型 where 子句中包含多个条件作为扩展的一部分。用逗号分隔列表中的每个条件。