在 Swift 3 中创建 ValidIndexCollection 协议答案

【问题标题】：Creating a ValidIndexCollection protocol in Swift 3在 Swift 3 中创建 ValidIndexCollection 协议
【发布时间】：2016-12-24 01:30:24
【问题描述】：

不久前，我在 Swift 中创建了一个二叉搜索树类型，我希望它符合 Collection 协议。但是，endIndex 要求是一个“结束”索引，它并不真正适合树，因为每个索引都应该包含对其对应节点的引用以进行 O(1) 访问。我最终得到了一个可选引用（在 endIndex 的情况下为 nil），但它涉及到很多我宁愿避免的样板代码。

我决定创建一个如下所示的ValidIndexCollection 协议：

/// A collection defined by valid indices only, rather than a
/// startIndex and a "past the end" endIndex.
protocol ValidIndexCollection: Collection {

    associatedtype ValidIndex: Comparable

    /// The first valid index if the collection is nonempty,
    /// nil otherwise.
    var firstValidIndex: ValidIndex? { get }

    /// The last valid index if the collection is nonempty,
    /// nil otherwise.
    var lastValidIndex: ValidIndex? { get }

    /// Returns the index right after the given index.
    func validIndex(after index: ValidIndex) -> ValidIndex

    /// Returns the element at the given index.
    func element(at index: ValidIndex) -> Iterator.Element

}

在我可以扩展这个协议以满足Collection 的要求之前，我必须先引入一个合适的索引：

enum ValidIndexCollectionIndex<ValidIndex: Comparable> {
    case index(ValidIndex)
    case endIndex
}

extension ValidIndexCollectionIndex: Comparable {
    // ...
}

现在我可以扩展ValidIndexCollection：

// Implementing the Collection protocol requirements.
extension ValidIndexCollection {

    typealias _Index = ValidIndexCollectionIndex<ValidIndex>

    var startIndex: _Index {
        return firstValidIndex.flatMap { .index($0) } ?? .endIndex
    }

    var endIndex: _Index {
        return .endIndex
    }

    func index(after index: _Index) -> _Index {
        guard case .index(let validIndex) = index else { fatalError("cannot increment endIndex") }
        return .index(self.validIndex(after: validIndex))
    }

    subscript(index: _Index) -> Iterator.Element {
        guard case .index(let validIndex) = index else { fatalError("cannot subscript using endIndex") }
        return element(at: validIndex)
    }

}

一切似乎都很好，编译器没有抱怨！但是，我尝试为自定义类型实现此协议：

struct CollectionOfTwo<Element> {
    let first, second: Element
}

extension CollectionOfTwo: ValidIndexCollection {

    var firstValidIndex: Int? { return 0 }
    var lastValidIndex: Int? { return 1 }

    func validIndex(after index: Int) -> Int {
        return index + 1
    }

    subscript(index: Int) -> Element {
        return index == 0 ? first : second
    }

}

现在编译器抱怨CollectionOfTwo 不符合Collection、Sequence 和IndexableBase。错误消息非常无用，主要是以下消息：

协议需要嵌套类型SubSequence；要添加吗？

或

关联类型Indices（来自协议Collection）的默认类型DefaultIndices<CollectionOfTwo<Element>>不符合IndexableBase

有什么办法可以使这个工作吗？据我所知，ValidIndexCollection 可以很好地满足Collection 的要求。

注意事项：

我调用了ValidIndexCollection协议方法 validIndex(after:) 那样是因为称它为index(after:) 尝试实现此协议时导致分段错误。这可能与来自Collection 协议的index(after:) 方法。
出于同样的原因，我使用 element(at:) 而不是下标。
我使用了typealias _Index 而不是typealias Index，因为后者导致了一条错误消息，指出“Index 在此上下文中的类型查找不明确”。同样，这可能与Collection 的Index 关联类型有关。

【问题讨论】：

标签： swift protocols swift3 swift-protocols

【解决方案1】：

将associatedtype Element 添加到ValidIndexCollection 并将所有出现的Iterator.Element 替换为Element 修复了它。

【讨论】：