Swift 泛型、约束和 KeyPath

Question

我知道 Swift 中泛型的局限性以及它们存在的原因，所以这不是关于编译器错误的问题。相反，我偶尔会运行遇到一些情况，这些情况似乎可以通过一些可用资源（即泛型、associatedTypes/protocols 等）的组合来实现，但似乎无法找到解决方案。

在这个例子中，我试图想出一个 Swift 来替代 NSSortDescriptor（只是为了好玩）。当你只有一个描述符时，它工作得很好，但是，就像 NS 版本经常做的那样，创建一个 SortDescriptors 数组来对多个键进行排序会很好。

这里的另一个试验是使用 Swift KeyPaths。因为那些需要 Value 类型，而比较需要 Comparable 值，所以我运行遇到了麻烦 where/how 定义类型来满足一切。

这可能吗？这是我想出的最接近的解决方案之一，但是，正如您在底部看到的那样，它在构建数组时达不到要求。

同样，我明白为什么这不能按原样工作，但我很好奇是否有办法实现所需的功能。

struct Person {
    let name : String
    let age : Int

}
struct SortDescriptor<T, V:Comparable> {
    let keyPath: KeyPath<T,V>
    let ascending : Bool
    init(_ keyPath: KeyPath<T,V>, ascending:Bool = true) {
        self.keyPath = keyPath
        self.ascending = ascending
    }
    func compare(obj:T, other:T) -> Bool {
        let v1 = obj[keyPath: keyPath]
        let v2 = other[keyPath: keyPath]
        return ascending ? v1 < v2 : v2 < v1
    }
}

let jim = Person(name: "Jim", age: 30)
let bob = Person(name: "Bob", age: 35)
let older = SortDescriptor(\Person.age).compare(obj: jim, other: bob) // true

// Heterogeneous collection literal could only be inferred to '[Any]'; add explicit type annotation if this is intentional
var descriptors = [SortDescriptor(\Person.age), SortDescriptor(\Person.name)]

Answer 1

这里的问题是 SortDescriptor 在 T 和 V 上都是通用的，但您只希望它在 T 上通用。也就是说，你想要一个 SortDescriptor<Person>，因为你关心它比较 Person。你不需要 SortDescriptor<Person, String>，因为一旦它被创建，你不关心它是在 String 属性 of Person.

上进行比较

“隐藏”V 的最简单方法可能是使用闭包来包装关键路径：

struct SortDescriptor<T> {
    var ascending: Bool

    var primitiveCompare: (T, T) -> Bool

    init<V: Comparable>(keyPath: KeyPath<T, V>, ascending: Bool = true) {
        primitiveCompare = { [=10=][keyPath: keyPath] < [keyPath: keyPath] }
        self.ascending = ascending
    }

    func compare(_ a: T, _ b: T) -> Bool {
        return ascending ? primitiveCompare(a, b) : primitiveCompare(b, a)
    }
}

var descriptors = [SortDescriptor(keyPath: \Person.name), SortDescriptor(keyPath: \.age)]
// Inferred type: [SortDescriptor<Person>]

之后，您可能需要一种方便的方法来使用 SortDescriptor 序列与对象进行比较。为此，我们需要一个协议：

protocol Comparer {
    associatedtype Compared
    func compare(_ a: Compared, _ b: Compared) -> Bool
}

extension SortDescriptor: Comparer { }

然后我们可以使用 compare 方法扩展 Sequence：

extension Sequence where Element: Comparer {

    func compare(_ a: Element.Compared, _ b: Element.Compared) -> Bool {
        for comparer in self {
            if comparer.compare(a, b) { return true }
            if comparer.compare(b, a) { return false }
        }
        return false
    }

}

descriptors.compare(jim, bob)
// false

如果您使用具有条件一致性的较新版本 Swift，您应该能够通过将扩展名的第一行更改为有条件地使 Sequence 符合 Comparer这个：

extension Sequence: Comparer where Element: Comparer {

Answer 2

扩展@Rob Mayoff 的回答，这是一个完整的排序解决方案

enum SortDescriptorComparison {
    case equal
    case greaterThan
    case lessThan
}

struct SortDescriptor<T> {
    private let compare: (T, T) -> SortDescriptorComparison
    let ascending : Bool

    init<V: Comparable>(_ keyPath: KeyPath<T,V>, ascending:Bool = true) {
        self.compare = {
            let v1 = [=10=][keyPath: keyPath]
            let v2 = [keyPath: keyPath]
            if v1 == v2 {
                return .equal
            } else if v1 > v2 {
                return .greaterThan
            } else {
                return .lessThan
            }
        }
        self.ascending = ascending
    }

    func compare(v1:T, v2:T) -> SortDescriptorComparison {
        return compare(v1, v2)
    }
}

extension Array {

    mutating func sort(sortDescriptor: SortDescriptor<Element>) {
        self.sort(sortDescriptors: [sortDescriptor])
    }

    mutating func sort(sortDescriptors: [SortDescriptor<Element>]) {
        self.sort() {
            for sortDescriptor in sortDescriptors {
                switch sortDescriptor.compare(v1: [=10=], v2: ) {
                case .equal:
                    break
                case .greaterThan:
                    return !sortDescriptor.ascending
                case .lessThan:
                    return sortDescriptor.ascending
                }
            }
            return false
        }
    }
}

extension Sequence {

    func sorted(sortDescriptor: SortDescriptor<Element>) -> [Element] {
        return self.sorted(sortDescriptors: [sortDescriptor])
    }

    func sorted(sortDescriptors: [SortDescriptor<Element>]) -> [Element] {
        return self.sorted() {
            for sortDescriptor in sortDescriptors {
                switch sortDescriptor.compare(v1: [=10=], v2: ) {
                case .equal:
                    break
                case .greaterThan:
                    return !sortDescriptor.ascending
                case .lessThan:
                    return sortDescriptor.ascending
                }
            }
            return false
        }
    }
}

struct Person {
    let name : String
    let age : Int
}

let jim = Person(name: "Jim", age: 25)
let bob = Person(name: "Bob", age: 30)
let tim = Person(name: "Tim", age: 25)
let abe = Person(name: "Abe", age: 20)

let people = [tim, jim, bob, abe]
let sorted = people.sorted(sortDescriptors: [SortDescriptor(\Person.age), SortDescriptor(\Person.name)])

print(sorted) //Abe, Jim, Time, Bob

Answer 3

这是一个几乎纯功能性的解决方案：

// let's add some semantics
typealias SortDescriptor<T> = (T, T) -> Bool

// type constructor for SortDescriptor
func sortDescriptor<T, U: Comparable>(keyPath: KeyPath<T, U>, ascending: Bool) -> SortDescriptor<T> {
    return { ascending == ([=10=][keyPath: keyPath] < [keyPath: keyPath]) }
}

// returns a function that can sort any two element of type T, based on
// the provided list of descriptors
func compare<T>(with descriptors: [SortDescriptor<T>]) -> (T, T) -> Bool {
    func innerCompare(descriptors: ArraySlice<SortDescriptor<T>>, a: T, b: T) -> Bool {
        guard let descriptor = descriptors.first else { return false }
        if descriptor(a, b) { return true }
        else if descriptor(b, a) { return false }
        else { return innerCompare(descriptors: descriptors.dropFirst(1), a: a, b: b) }
    }
    return { a, b in innerCompare(descriptors: descriptors[0...], a: a, b: b) }
}

// back to imperative, extend Sequence to allow sorting with descriptors
extension Sequence {
    func sorted(by descriptors: [SortDescriptor<Element>]) -> [Element] {
        return sorted(by: compare(with: descriptors))
    }
}

它基于可重用的小型函数，例如 compare()，可以在其他范围内轻松重用。

用法示例：

struct Person {
    let name : String
    let age : Int
}

let jim = Person(name: "Jim", age: 30)
let bob = Person(name: "Bob", age: 35)
let alice = Person(name: "Alice", age: 35)
let aly = Person(name: "Aly", age: 32)

let descriptors = [sortDescriptor(keyPath: \Person.age, ascending: false),
                   sortDescriptor(keyPath: \Person.name, ascending: true)]
let persons = [jim, bob, alice, aly]
print(persons.sorted(by: descriptors))

Swift 泛型、约束和 KeyPath

Swift Generics, Constraints, and KeyPaths

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