如何快速使用通用类型处理不同类型？

Question

我正在尝试编写一个类，使我可以轻松在两个值之间进行插值。

class Interpolation
{
    class func interpolate<T>(from: T, to: T, progress: CGFloat) -> T
    {
        // Safety
        assert(progress >= 0 && progress <= 1, "Invalid progress value: \(progress)")

        if let a = from as? CGFloat, let b = to as? CGFloat
        {
        }
        if let a = from as? CGPoint, let b = to as? CGPoint
        {

        }
        if let from = from as? CGRect, let to = to as? CGRect
        {
            var returnRect = CGRect()
            returnRect.origin.x     = from.origin.x + (to.origin.x-from.origin.x) * progress
            returnRect.origin.y     = from.origin.y + (to.origin.y-from.origin.y) * progress
            returnRect.size.width   = from.size.width + (to.size.width-from.size.width) * progress
            returnRect.size.height  = from.size.height + (to.size.height-from.size.height) * progress
            return returnRect // Cannot convert return expression of type 'CGRect' to return type 'T'
        }

        return from
    }
}

不幸的是，它在return returnRect时给了我一个错误：无法将'CGRect'类型的返回表达式转换为'T'类型。 也许我不了解泛型的用法...我只是想拥有一个可以处理各种类型之间的插值的函数，而不是拥有像func interpolate(from: Int, to: Int) ， func interpolate(from: CGPoint, to: CGPoint) ，等等。

Answer 1

如果您使用Protocol来扩展通用类型，那将是很好的。

protocol Interpolate {
    associatedtype T
    static func interpolate(from: T, to: T, progress: CGFloat) -> T
}

然后让CGRect扩展符合您的协议：

extension CGRect: Interpolate {
    typealias T = CGRect
    static func interpolate(from: T, to: T, progress: CGFloat) -> CGRect.T {
        var returnRect = CGRect()
        returnRect.origin.x     = from.origin.x + (to.origin.x-from.origin.x) * progress
        returnRect.origin.y     = from.origin.y + (to.origin.y-from.origin.y) * progress
        returnRect.size.width   = from.size.width + (to.size.width-from.size.width) * progress
        returnRect.size.height  = from.size.height + (to.size.height-from.size.height) * progress
        return returnRect
    }
}

var from = CGRect(x: 0, y: 0, width: 1, height: 1) // (0, 0, 1, 1)
var to = CGRect(x: 1, y: 1, width: 0, height: 0)   // (1, 1, 0, 0)

CGRect.interpolate(from, to: to, progress: 1)      // (1, 1, 0, 0)

此外，这将使NSString轻松符合协议Interpolate ，例如：

extension NSString: Interpolate {
    typealias T = NSString
    static func interpolate(from: T, to: T, progress: CGFloat) -> NSString.T {
        //...
        return "" 
    }
}

Answer 2

问题是T是一个通用占位符-这意味着您无法从函数中知道T的实际具体类型是什么。 因此，尽管你可以有条件地投from和to到CGRect （从而建立该T == CGRect ），斯威夫特是无法推断出这一信息，因此禁止试图返回一个CGRect时，预计的回报T 。

因此，粗略的解决方案是将返回结果强制转换回T ，以弥合这种信息与类型系统的差距：

if let from = from as? CGRect, let to = to as? CGRect {

    // ...

    return returnRect as! T
}

但是，这种类型转换实际上表明您正在与类型系统作斗争，没有利用泛型提供的静态类型，因此不建议这样做。

正如@Wongzigii已经说过的 ，更好的解决方案是使用协议。 例如，如果您定义了他在其答案中显示的Interpolate协议，则可以使用此协议，以便将通用占位符T限制在interpolate函数中：

class Interpolation {
    class func interpolate<T:Interpolate>(from: T, to: T, progress: CGFloat) -> T {

        // Safety
        assert(progress >= 0 && progress <= 1, "Invalid progress value: \(progress)")

        return T.interpolate(from: from, to: to, progress: progress)
    }
}

这解决了您的许多问题–消除了运行时类型转换，而是使用协议约束来调用专用interpolate函数。 协议约束还防止您在编译时传递不符合Interpolate任何类型，因此还解决了类型转换失败时的处理方法。

尽管这么说，但我实际上非常喜欢@JoshCaswell在他对其他问题的回答中建议的解决方案-重载运算符以实现此功能。 与以前的解决方案一样，关键是要定义一个协议，该协议封装您要在每种类型上定义的功能，然后将通用函数限制为该协议。

一个简单的实现可能看起来像这样：

protocol Interpolatable {
    func +(lhs:Self, rhs:Self) -> Self
    func -(lhs:Self, rhs:Self) -> Self
    func *(lhs:Self, rhs:CGFloat) -> Self
}

func +(lhs:CGRect, rhs:CGRect) -> CGRect {
    return CGRect(x: lhs.origin.x+rhs.origin.x,
                  y: lhs.origin.y+rhs.origin.y,
                  width: lhs.size.width+rhs.size.width,
                  height: lhs.size.height+rhs.size.height)
}

func -(lhs:CGRect, rhs:CGRect) -> CGRect {
    return CGRect(x: lhs.origin.x-rhs.origin.x,
                  y: lhs.origin.y-rhs.origin.y,
                  width: lhs.size.width-rhs.size.width,
                  height: lhs.size.height-rhs.size.height)
}

func *(lhs:CGRect, rhs:CGFloat) -> CGRect {
    return CGRect(x: lhs.origin.x*rhs,
                  y: lhs.origin.y*rhs,
                  width: lhs.size.width*rhs,
                  height: lhs.size.height*rhs)
}

extension CGRect : Interpolatable {}
extension CGFloat : Interpolatable {}

class Interpolation {
    class func interpolate<T:Interpolatable>(from: T, to: T, progress: CGFloat) -> T {
        assert(progress >= 0 && progress <= 1, "Invalid progress value: \(progress)")
        return from + (to - from) * progress
    }
}