文章總結(jié)翻譯自：Seven Swift Snares & How to Avoid Them

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)言希望通過采用安全的編程模式去幫助開發(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、未開發(fā)的領(lǐng)域，尚存在一些問題。代碼并不總是按照我們期望的那樣執(zhí)行。因?yàn)檫@些問題出現(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避免這些。讓我們來試一下值類型的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，我們通過一個(gè)超類Pizza來達(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 }

這段代碼可以通過編譯，我們來測(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)于值類型這里沒有override關(guān)鍵字去幫助編譯器去發(fā)現(xiàn)我們的錯(cuò)誤。沒有編譯器的幫助，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)誤改正過來：

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Pizza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)際上并沒有這么做。這里的粗心將帶來巨大的陷阱。

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)。通過協(xié)議拓展添加的屬性，就好像它原來就在協(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^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屬性并沒有在協(xié)議中聲明，而是只是在擴(kuò)展中定義。然而，我們沒有辦法對(duì)框架的代碼進(jìn)行修改，因此也就不能解決這個(gè)問題。因此，想要通過擴(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，我們就可以訪問這個(gè)屬性。如果沒where這里的限制，我們?cè)诓皇?code>Pizza的情況下訪問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可以通過靜態(tài)地檢查變量是否為nil來避免錯(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++

在這段代碼的最后一行中，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)合起來使用，但這種結(jié)合有可能會(huì)導(dǎo)致問題。

我們重寫crustGrain屬性來說明inout參數(shù)的使用，為簡(jiǎn)單起見，開始時(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inout參數(shù)

這個(gè)問題在Swift文檔中提到過，但還有一個(gè)與之相關(guān)的問題值得注意，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)給人們帶來一些驚訝。為了說明這一點(diǎn)，我們用柯里化語(yǔ)法實(shí)現(xiàn)上面那個(gè)例子。函數(shù)沒有聲明為返回一個(gè)閉包，而是在第一個(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)建但沒能成功為inout參數(shù)賦值，但這次就成功了：

aClosure()
grain               // returns Corn

這說明在柯里化函數(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愫髞韺⒖吕锘臑轱@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愫髞韺⒖吕锘臑轱@式的創(chuàng)建閉包，這段代碼就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤