翻译：lyuka

校对：Hawstein

扩展（Extensions）

本页包含内容：

扩展就是向一个已有的类、结构体或枚举类型添加新功能（functionality）。这包括在没有权限获取原始源代码的情况下扩展类型的能力（即逆向建模）。扩展和 Objective-C 中的分类（categories）类似。（不过与Objective-C不同的是，Swift 的扩展没有名字。）

Swift 中的扩展可以：

  • 添加计算型属性和计算静态属性
  • 定义实例方法和类型方法
  • 提供新的构造器
  • 定义下标
  • 定义和使用新的嵌套类型
  • 使一个已有类型符合某个接口

注意：

如果你定义了一个扩展向一个已有类型添加新功能，那么这个新功能对该类型的所有已有实例中都是可用的，即使它们是在你的这个扩展的前面定义的。

扩展语法（Extension Syntax）

声明一个扩展使用关键字extension：

  1. extension SomeType {
  2.     // 加到SomeType的新功能写到这里
  3. }

一个扩展可以扩展一个已有类型，使其能够适配一个或多个协议（protocol）。当这种情况发生时，接口的名字应该完全按照类或结构体的名字的方式进行书写：

  1. extension SomeType: SomeProtocol, AnotherProctocol {
  2.     // 协议实现写到这里
  3. }

按照这种方式添加的协议遵循者（protocol conformance）被称之为在扩展中添加协议遵循者

计算型属性（Computed Properties）

扩展可以向已有类型添加计算型实例属性和计算型类型属性。下面的例子向 Swift 的内建Double类型添加了5个计算型实例属性，从而提供与距离单位协作的基本支持。

  1. extension Double {
  2.     var km: Double { return self * 1_000.0 }
  3.     var m : Double { return self }
  4.     var cm: Double { return self / 100.0 }
  5.     var mm: Double { return self / 1_000.0 }
  6.     var ft: Double { return self / 3.28084 }
  7. }
  8. let oneInch = 25.4.mm
  9. println("One inch is \(oneInch) meters")
  10. // 打印输出："One inch is 0.0254 meters"
  11. let threeFeet = 3.ft
  12. println("Three feet is \(threeFeet) meters")
  13. // 打印输出："Three feet is 0.914399970739201 meters"

这些计算属性表达的含义是把一个Double型的值看作是某单位下的长度值。即使它们被实现为计算型属性，但这些属性仍可以接一个带有dot语法的浮点型字面值，而这恰恰是使用这些浮点型字面量实现距离转换的方式。

在上述例子中，一个Double型的值1.0被用来表示“1米”。这就是为什么m计算型属性返回self——表达式1.m被认为是计算1.0的Double值。

其它单位则需要一些转换来表示在米下测量的值。1千米等于1,000米，所以km计算型属性要把值乘以1_000.00来转化成单位米下的数值。类似地，1米有3.28024英尺，所以ft计算型属性要把对应的Double值除以3.28024来实现英尺到米的单位换算。

这些属性是只读的计算型属性，所有从简考虑它们不用get关键字表示。它们的返回值是Double型，而且可以用于所有接受Double的数学计算中：

  1. let aMarathon = 42.km + 195.m
  2. println("A marathon is \(aMarathon) meters long")
  3. // 打印输出："A marathon is 42495.0 meters long"

注意：

扩展可以添加新的计算属性，但是不可以添加存储属性，也不可以向已有属性添加属性观测器(property observers)。

构造器（Initializers）

扩展可以向已有类型添加新的构造器。这可以让你扩展其它类型，将你自己的定制类型作为构造器参数，或者提供该类型的原始实现中没有包含的额外初始化选项。

注意：

如果你使用扩展向一个值类型添加一个构造器，该构造器向所有的存储属性提供默认值，而且没有定义任何定制构造器（custom initializers），那么对于来自你的扩展构造器中的值类型，你可以调用默认构造器(default initializers)和成员级构造器(memberwise initializers)。 正如在值类型的构造器授权中描述的，如果你已经把构造器写成值类型原始实现的一部分，上述规则不再适用。

下面的例子定义了一个用于描述几何矩形的定制结构体Rect。这个例子同时定义了两个辅助结构体Size和Point，它们都把0.0作为所有属性的默认值：

  1. struct Size {
  2.     var width = 0.0, height = 0.0
  3. }
  4. struct Point {
  5.     var x = 0.0, y = 0.0
  6. }
  7. struct Rect {
  8.     var origin = Point()
  9.     var size = Size()
  10. }

因为结构体Rect提供了其所有属性的默认值，所以正如默认构造器中描述的，它可以自动接受一个默认的构造器和一个成员级构造器。这些构造器可以用于构造新的Rect实例：

  1. let defaultRect = Rect()
  2. let memberwiseRect = Rect(origin: Point(x: 2.0, y: 2.0),
  3.     size: Size(width: 5.0, height: 5.0))

你可以提供一个额外的使用特殊中心点和大小的构造器来扩展Rect结构体：

  1. extension Rect {
  2.     init(center: Point, size: Size) {
  3.         let originX = center.x - (size.width / 2)
  4.         let originY = center.y - (size.height / 2)
  5.         self.init(origin: Point(x: originX, y: originY), size: size)
  6.     }
  7. }

这个新的构造器首先根据提供的center和size值计算一个合适的原点。然后调用该结构体自动的成员构造器init(origin:size:)，该构造器将新的原点和大小存到了合适的属性中：

  1. let centerRect = Rect(center: Point(x: 4.0, y: 4.0),
  2.     size: Size(width: 3.0, height: 3.0))
  3. // centerRect的原点是 (2.5, 2.5)，大小是 (3.0, 3.0)

注意：

如果你使用扩展提供了一个新的构造器，你依旧有责任保证构造过程能够让所有实例完全初始化。

方法（Methods）

扩展可以向已有类型添加新的实例方法和类型方法。下面的例子向Int类型添加一个名为repetitions的新实例方法：

  1. extension Int {
  2.     func repetitions(task: () -> ()) {
  3.         for i in 0..self {
  4.             task()
  5.         }
  6.     }
  7. }

这个repetitions方法使用了一个() -> ()类型的单参数（single argument），表明函数没有参数而且没有返回值。

定义该扩展之后，你就可以对任意整数调用repetitions方法,实现的功能则是多次执行某任务：

  1. 3.repetitions({
  2.     println("Hello!")
  3.     })
  4. // Hello!
  5. // Hello!
  6. // Hello!

可以使用 trailing 闭包使调用更加简洁：

  1. 3.repetitions{
  2.     println("Goodbye!")
  3. }
  4. // Goodbye!
  5. // Goodbye!
  6. // Goodbye!

修改实例方法（Mutating Instance Methods）

通过扩展添加的实例方法也可以修改该实例本身。结构体和枚举类型中修改self或其属性的方法必须将该实例方法标注为mutating，正如来自原始实现的修改方法一样。

下面的例子向Swift的Int类型添加了一个新的名为square的修改方法，来实现一个原始值的平方计算：

  1. extension Int {
  2.     mutating func square() {
  3.         self = self * self
  4.     }
  5. }
  6. var someInt = 3
  7. someInt.square()
  8. // someInt 现在值是 9

下标（Subscripts）

扩展可以向一个已有类型添加新下标。这个例子向Swift内建类型Int添加了一个整型下标。该下标[n]返回十进制数字从右向左数的第n个数字

  • 123456789[0]返回9
  • 123456789[1]返回8

…等等

  1. extension Int {
  2.     subscript(digitIndex: Int) -> Int {
  3.         var decimalBase = 1
  4.             for _ in 1...digitIndex {
  5.                 decimalBase *= 10
  6.             }
  7.         return (self / decimalBase) % 10
  8.     }
  9. }
  10. 746381295[0]
  11. // returns 5
  12. 746381295[1]
  13. // returns 9
  14. 746381295[2]
  15. // returns 2
  16. 746381295[8]
  17. // returns 7

如果该Int值没有足够的位数，即下标越界，那么上述实现的下标会返回0，因为它会在数字左边自动补0：

  1. 746381295[9]
  2. //returns 0, 即等同于：
  3. 0746381295[9]

嵌套类型（Nested Types）

扩展可以向已有的类、结构体和枚举添加新的嵌套类型：

  1. extension Character {
  2.     enum Kind {
  3.         case Vowel, Consonant, Other
  4.     }
  5.     var kind: Kind {
  6.         switch String(self).lowercaseString {
  7.         case "a", "e", "i", "o", "u":
  8.             return .Vowel
  9.         case "b", "c", "d", "f", "g", "h", "j", "k", "l", "m",
  10.              "n", "p", "q", "r", "s", "t", "v", "w", "x", "y", "z":
  11.             return .Consonant
  12.         default:
  13.             return .Other
  14.         }
  15.     }
  16. }

该例子向Character添加了新的嵌套枚举。这个名为Kind的枚举表示特定字符的类型。具体来说，就是表示一个标准的拉丁脚本中的字符是元音还是辅音（不考虑口语和地方变种），或者是其它类型。

这个类子还向Character添加了一个新的计算实例属性，即kind，用来返回合适的Kind枚举成员。

现在，这个嵌套枚举可以和一个Character值联合使用了：

  1. func printLetterKinds(word: String) {
  2.     println("'\\(word)' is made up of the following kinds of letters:")
  3.     for character in word {
  4.         switch character.kind {
  5.         case .Vowel:
  6.             print("vowel ")
  7.         case .Consonant:
  8.             print("consonant ")
  9.         case .Other:
  10.             print("other ")
  11.         }
  12.     }
  13.     print("\n")
  14. }
  15. printLetterKinds("Hello")
  16. // 'Hello' is made up of the following kinds of letters:
  17. // consonant vowel consonant consonant vowel

函数printLetterKinds的输入是一个String值并对其字符进行迭代。在每次迭代过程中，考虑当前字符的kind计算属性，并打印出合适的类别描述。所以printLetterKinds就可以用来打印一个完整单词中所有字母的类型，正如上述单词"hello"所展示的。

注意：

由于已知character.kind是Character.Kind型，所以Character.Kind中的所有成员值都可以使用switch语句里的形式简写，比如使用 .Vowel代替Character.Kind.Vowel