细说 Swift 4.2 新特性:Dynamic Member Lookup

Swift 4.2 的新特性这两篇文章已经介绍的很清楚了:WWDC 2018:Swift 更新了什么Swift 4.2 新特性更新。但是 4.2 中实现的 dynamic member lookup 苹果在 WWDC 上却完全没有提到。然而我认为这是一个对未来有着重要影响的特性,所以这里单独介绍一下。

语法

这个特性中文可以叫动态查找成员。在使用@dynamicMemberLookup标记了对象后(对象、结构体、枚举、protocol),实现了subscript(dynamicMember member: String)方法后我们就可以访问到对象不存在的属性。如果访问到的属性不存在,就会调用到实现的subscript(dynamicMember member: String)方法,key 作为 member 传入这个方法。
比如我们声明了一个结构体,没有声明属性。

@dynamicMemberLookup struct Person { subscript(dynamicMember member: String) -> String { let properties = ["nickname": "Zhuo", "city": "Hangzhou"] return properties[member, default: "undefined"]
   }
} //执行以下代码 let p = Person() print(p.city) print(p.nickname) print(p.name)

如果没有声明@dynamicMemberLookup的话,执行的代码肯定会编译失败。很显然作为一门类型安全语言,编译器会告诉你不存在这些属性。但是在声明了@dynamicMemberLookup后,虽然没有定义city等属性,但是程序会在运行时动态的查找属性的值,调用subscript(dynamicMember member: String)方法来获取值。

细说 Swift 4.2 新特性:Dynamic Member Lookup

这样安全吗?

Swift 面世时就大谈自己的安全特性,现在来了这么一个无限制访问的成员万一返回的是nil不就闪退了?是的,出于安全的原因,如果实现了这个特性,你就不能返回可选值。必须处理好意料外的情况,一定要有值返回。不像常规的subscript方法可以返回可空的值。

说好的动态查找,如果两个属性类型不一样怎么破

这个方法可以被重载。和泛型的逻辑类似,会根据你要的返回值而通过类型推断来选择对应的subscript方法。

@dynamicMemberLookup struct Person { subscript(dynamicMember member: String) -> String { let properties = ["nickname": "Zhuo", "city": "Hangzhou"] return properties[member, default: "undefined"]
   } subscript(dynamicMember member: String) -> Int { return 18 }
}

但是执行的时候就一定要告诉编译器你要获取的属性是什么类型的,否则会编译错误。

let p = Person() let age: Int = p.age print(age) // 18 

Swift 中函数是一等公民,所以返回函数也是可以的。

@dynamicMemberLookup struct Person { subscript(dynamicMember member: String) -> (_ input: String) -> Void { return { print("Hello! I live at the address /($0).")
       }
   }
}

居然可以继承!

需要注意的是如果声明在类上,那么他的子类也会具有动态查找成员的能力。

@dynamicMemberLookup class User { subscript(dynamicMember member: String) -> String { return "user" }
} class Developer: User { } let dev = Developer()
dev.name // "user"

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虽然想起来应该是这样,但是还是很反直觉。因为大多数开发者没想过继承一个类后,会有失去属性拼写检查的副作用。这样可能不小心写错了属性的名字编译器也不会告诉你。
所以声明在类上的时候一定要特别谨慎。
当然如果想害同事,在BaseViewController里声明是个好主意。

细说 Swift 4.2 新特性:Dynamic Member Lookup

看起来很骚有什么卵用?

这个特性的感觉就是乍一看很厉害的样子,仔细一看好像就这么回事,再冷静想想似乎没有这么简单。


细说 Swift 4.2 新特性:Dynamic Member Lookup

这个东西本质上只是一个语法糖,和数组的subscript类似。

let numbers = [1, 2] let firstItem = number[0] //这个语法最后还是调用到了一个方法,如果没有这种写法,类似 oc 的时候就需要显式的调用一个方法 NSNumber *firstItem = [numnber obbjectAtIndex: 0];

原来你需要显式声明字符串参数的地方,可以不用是字符串的形式,可以直接用点语法访问。官方举的例子是 JSON 的使用。
常规的写法是这样的:

json[0]?["name"]?["first"]?.stringValue

如果像这样定义动态查找成员:

@dynamicMemberLookup enum JSON { case intValue(Int) case stringValue(String) case arrayValue(Array) case dictionaryValue(Dictionary) var stringValue: String? { if case .stringValue(let str) = self { return str
     } return nil } subscript(index: Int) -> JSON? { if case .arrayValue(let arr) = self { return index < arr.count ? arr[index] : nil } return nil } subscript(key: String) -> JSON? { if case .dictionaryValue(let dict) = self { return dict[key]
     } return nil } subscript(dynamicMember member: String) -> JSON? { if case .dictionaryValue(let dict) = self { return dict[member]
     } return nil }
}

那么写起来就会是这样:

json[0]?.name?.first?.stringValue

实现方案

这个功能的实现原理很简单,就是编译器帮助你把点语法转化为下标的语法:

a = someValue.someMember //编译器处理后 a = someValue[dynamicMember: "someMember"]

动态属性其实并不陌生,回忆一下 OC 里的属性就是动态合成的。声明了@property后,编译器帮你生成get、set方法。与之类似,在声明了动态查找成员后,编译器帮你转换成了对应的方法。

然而事情并没有这么简单

如果你以为这只是一个语法糖,那你就错了。

独有的身世暴露了你

这个 pr 是由已经离开苹果加入谷歌的 swift 创始人 CL 提出的。他不仅提了这个 pr,而且还自己实现了。果然是 swift 是亲儿子,身在曹营还不忘为 swift 添砖加瓦。而且大佬不仅提了这个,还提了一个 @dynamicCallable 。
当你给一个对象标记@dynamicCallable后,可以动态的给传参。

// 常规操作 a = someValue(keyword1: 42, "foo", keyword2: 19) // dynamicallyCall a = someValue.dynamicallyCall(withKeywordArguments: [ "keyword1": 42, "": "foo", "keyword2": 19 ])

是的,这很 JS。


细说 Swift 4.2 新特性:Dynamic Member Lookup

大佬就是大佬,要啥有啥。目前@dynamicCallable的进度已经在 review 中,也许 5.0 的时候能够上?我猜测 swift 团队想这两个特性都开发完后一起宣布所以这次发布会没有介绍。

另有所谋:把 Python 和 JS 纳入怀中

Swift 目前可以”良好“的和 C、OC 交互。然而程序的世界里还有一些重要的动态语言,比如 Python 、 JS,emmm,还有有实力但是不太主流的 Perl、Ruby。如果 swift 能够愉快的的调用 Python 和 JS 的库,那么毫无疑问会极大的拓展的 swift 的边界。
这里需要一点想象力,因为这个设计真正的意义是@dynamicMemberLookup、@dynamicCallable组合起来用。通过@dynamicMemberLookup动态的返回一个函数,再通过@dynamicCallable来调用。从语法层面来讲,这种姿态下 swift 完完全全是一门动态语言

@dynamicCallable @dynamicMemberLookup class WeiSuoYuWei {
} let niuBi = WeiSuoYuWei()
niuBi.someMethod.dynamicallyCall(withKeywordArguments: ["wei_suo_yu_wei": true])

就像上面的代码展示的,你不必声明过someMethod也可以通过动态特性调用到,合法的传参。真的可以为所欲为!
据说谷歌的 TensorFlow For Swift 能够顺利的开发就是依靠了这个特性。CL 是这么说的:

While this is a syntactic sugar proposal, we believe that this expands Swift to be usable in important new domains

语法糖上的一小步,swift 的一大步!

reference

How to use Dynamic Member Lookup in Swift – Hacking with Swift
SE 195: Introduce User-defined “Dynamic Member Lookup” Types


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