最近在學習 Swift，總結相關知識

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1. Protocols（協議）

1.1 協議的定義和實現

• 協議（protocol） 是一種定義方法和屬性的藍圖，任何類、結構體或枚舉都可以遵循協議。
• 遵循協議后，需要實現協議中定義的所有內容。

示例

protocol ExampleProtocol {var simpleDescription: String { get }mutating func adjust()
}

• simpleDescription： 定義了一個只讀屬性。
• mutating： 標記方法可以修改遵循協議的值類型（如結構體、枚舉）。

實現協議

• 類（class） 遵循協議：

  class SimpleClass: ExampleProtocol {var simpleDescription: String = "A very simple class."var anotherProperty: Int = 69105func adjust() {simpleDescription += " Now 100% adjusted."}
  }
  

  • 方法 adjust 可以直接修改屬性，無需標記為 mutating。

• 結構體（struct） 遵循協議：

  struct SimpleStructure: ExampleProtocol {var simpleDescription: String = "A simple structure"mutating func adjust() {simpleDescription += " (adjusted)"}
  }
  

  • mutating 必須添加，因為結構體是值類型，默認情況下，方法不能修改實例。

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1.2 擴展協議要求

向協議 ExampleProtocol 添加新的要求：

protocol ExampleProtocol {var simpleDescription: String { get }mutating func adjust()func detailedDescription() -> String
}class SimpleClass: ExampleProtocol {var simpleDescription: String = "A very simple class."func adjust() {simpleDescription += " Now 100% adjusted."}func detailedDescription() -> String {return "This is \(simpleDescription)"}
}struct SimpleStructure: ExampleProtocol {var simpleDescription: String = "A simple structure"mutating func adjust() {simpleDescription += " (adjusted)"}func detailedDescription() -> String {return "This is \(simpleDescription)"}
}

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2. Extensions（擴展）

2.1 擴展定義

擴展可以用來為現有的類、結構體、枚舉或協議添加功能，例如添加方法、計算屬性或協議一致性。

示例：擴展 Int

extension Int: ExampleProtocol {var simpleDescription: String {return "The number \(self)"}mutating func adjust() {self += 42}
}
print(7.simpleDescription) // 輸出：The number 7

實驗：擴展 Double 添加 absoluteValue

extension Double {var absoluteValue: Double {return self >= 0 ? self : -self}
}
print((-3.14).absoluteValue) // 輸出：3.14

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3. Error Handling（錯誤處理）

3.1 錯誤類型

• Swift 的錯誤類型必須遵循 Error 協議，通常用 enum 定義。

enum PrinterError: Error {case outOfPapercase noTonercase onFire
}

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3.2 拋出和捕獲錯誤

• 使用 throw 拋出錯誤，使用 throws 標記函數可能拋出錯誤。
• 使用 do-catch 捕獲錯誤。

示例

func send(job: Int, toPrinter printerName: String) throws -> String {if printerName == "Never Has Toner" {throw PrinterError.noToner}return "Job sent"
}do {let printerResponse = try send(job: 1040, toPrinter: "Bi Sheng")print(printerResponse)
} catch PrinterError.noToner {print("No toner available.")
} catch {print(error)
}

3.3 使用 try? 和 defer

• try?： 拋出錯誤時返回 nil。
• defer： 無論函數是否拋出錯誤，都執行清理代碼。

示例

let printerSuccess = try? send(job: 1884, toPrinter: "Mergenthaler")
let printerFailure = try? send(job: 1885, toPrinter: "Never Has Toner")func fridgeContains(_ food: String) -> Bool {defer { print("Fridge closed.") } // 確保清理return ["milk", "eggs"].contains(food)
}

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4. Generics（泛型）

4.1 泛型函數

• 泛型允許編寫通用代碼，支持多種類型。

func makeArray<Item>(repeating item: Item, numberOfTimes: Int) -> [Item] {var result: [Item] = []for _ in 0..<numberOfTimes {result.append(item)}return result
}
makeArray(repeating: "knock", numberOfTimes: 4)

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4.2 泛型類型

• 例如，重新實現 Swift 標準庫的 Optional 類型：

enum OptionalValue<Wrapped> {case nonecase some(Wrapped)
}
var possibleInteger: OptionalValue<Int> = .none
possibleInteger = .some(100)

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4.3 泛型約束

• 使用 where 指定類型約束。

func anyCommonElements<T: Sequence, U: Sequence>(_ lhs: T, _ rhs: U) -> Boolwhere T.Element: Equatable, T.Element == U.Element {for lhsItem in lhs {for rhsItem in rhs {if lhsItem == rhsItem {return true}}}return false
}
anyCommonElements([1, 2, 3], [3])

實驗：返回公共元素數組

func commonElements<T: Sequence, U: Sequence>(_ lhs: T, _ rhs: U) -> [T.Element]where T.Element: Equatable, T.Element == U.Element {var result: [T.Element] = []for lhsItem in lhs {if rhs.contains(lhsItem) {result.append(lhsItem)}}return result
}
print(commonElements([1, 2, 3], [3, 4, 5])) // 輸出：[3]

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總結

Swift 提供了許多現代化特性：

1. Protocols 和 Extensions： 提供靈活的功能擴展和一致性約束。
2. Error Handling： 提供 throw、do-catch、try? 等靈活的錯誤處理機制。
3. Generics： 支持編寫通用、高效、類型安全的代碼。
4. 類型安全性： Swift 的類型系統可以有效防止運行時錯誤，提升代碼可靠性。