Swift 中使用的 ~>（波浪号大于）运算符是什么？

Question

Swift 1.1 包含 ~> 运算符的声明：

infix operator ~> {
    associativity left
    precedence 255
}

这在 Swift 中是做什么用的？它似乎已声明，但没有定义利用它的函数。其他开发人员已经将它用于反应模式和队列之间的封送封包，但我想知道为什么它是在标准框架中定义的。我推测它的存在是为了“保留”一个自定义运算符供开发人员使用，因为它具有最高的优先级。

Answer 1

由于 Swift 已经开源，我们可以看到在 stdlib 中包含 ~> 的实际原因：as a workaround for method specialization in a child protocol in Swift 1.x。

// Workaround for <rdar://problem/14011860> SubTLF: Default
// implementations in protocols.  Library authors should ensure
// that this operator never needs to be seen by end-users.  See
// test/Prototypes/GenericDispatch.swift for a fully documented
// example of how this operator is used, and how its use can be hidden
// from users.
infix operator ~> { associativity left precedence 255 }

详细的例子可以在test/Prototypes/GenericDispatch.swift找到。

注意：不要在 Swift 2+ 中使用~>。这是一个历史解决方法。它不再需要。继续阅读。

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~> 的工作原理

在 Swift 2 中，~> 的唯一剩余实例是 abs 函数（它也可能会消失）。我们可以看到~> 的实际工作原理。从stdlib/public/core/IntegerArithmetic.swift.gyb，SignedInteger 协议定义了一个~> 运算符：

struct _Abs {}

protocol SignedNumber: Comparable {
    prefix func -(_: Self) -> Self

    func ~> (_: Self, _: (_Abs, ()) -> Self
}

func ~> <T: SignedNumber>(x: T, _: (_Abs, ()) -> T {
    return x < 0 ? -x : x
}

这里，箭头~> 的RHS 指定可以向对象发送什么命令。将p~>(cmd, args) 想象成p.cmd(args)。

然后，当给定SignedNumber 时，我们提供_Abs 的默认实现。

protocol AbsoluteValuable : SignedNumber {
    static func abs(_: Self) -> Self
}

func ~> <T: AbsoluteValuable>(x: T, _: (_Abs, ())) -> T {
    return T.abs(x)
}

接下来，我们有一个子协议AbsoluteValuable，它计算绝对值的方法可能比x < 0 ? -x : x 更有效。然后，我们将 ~> 运算符特化为 AbsoluteValuable。

func abs<T: SignedNumber>(_ x: T) -> T {
    return x ~> (_Abs(), ())
}

最后，我们将~> 调用隐藏在公共包装方法中。如果T 实际上是AbsoluteValuable，则将选择更专业、更高效的~>。

这也是我们得到42 ~> _advance(12) 或42 ~> _distanceTo(23) 的原因，如@rintaro's answer 所示，因为.advanceBy 和.distanceTo 方法对于一般ForwardIndexType 来说是O(n)，但可以在O(1) 如果类型是RandomAccessIndexType。

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你不需要~>

此模式也可以在调用~> 操作符的情况下使用协议扩展来完成：

protocol SignedInteger: Comparable {
    prefix func -(_: Self) -> Self

    func genericAbs() -> Self
}

extension SignedInteger {
    func genericAbs() -> Self {
        return self < 0 ? -self : self
    }
}

protocol AbsoluteValueable: SignedInteger {
    static func abs(_: Self) -> Self
}

extension AbsoluteValueable {
    func genericAbs() -> Self {
        return Self.abs(self)
    }
    // normally you would allow subtypes to override
    // genericAbs() directly, instead of overriding 
    // static abs().
}

func abs<T: SignedInteger>(x: T) -> T {
    return x.genericAbs()
}

这就是为什么除了 abs 之外的所有其他 ~> 实现在 Swift 2 中都消失了：使用这种技术的所有专业化都已更改为使用更明显的协议扩展，例如

• underestimateCount 在commit c48d6aa0 (2015 Apr 16)
• advancedBy, distanceTo 在commit 311baf73 (2015 Aug 4)
• 等

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注意：雷达问题 14011860 未公开，但我们可以通过 OpenRadar 上的重复项看到该错误的范围：

• #17298843 "Swift: Support protocol default methods and protocol extensions (=mixins)"
• #17412469 "Swift - Allow adding functions with implementation to protocols"

Answer 2

看来，是相关的集合/序列/索引类型

根据Defines-Swift：

protocol SequenceType : _Sequence_Type {
  typealias Generator : GeneratorType
  func generate() -> Generator
  func ~>(_: Self, _: (_UnderestimateCount, ())) -> Int
  func ~><R>(_: Self, _: (_PreprocessingPass, ((Self) -> R))) -> R?
  func ~>(_: Self, _: (_CopyToNativeArrayBuffer, ())) -> _ContiguousArrayBuffer<Self.Generator.Element>
}

protocol CollectionType : _CollectionType, SequenceType {
  subscript (position: Self.Index) -> Self.Generator.Element { get }
  func ~>(_: Self, _: (_CountElements, ())) -> Self.Index.Distance
}

protocol ForwardIndexType : _ForwardIndexType {
  func ~>(start: Self, _: (_Distance, Self)) -> Self.Distance
  func ~>(start: Self, _: (_Advance, Self.Distance)) -> Self
  func ~>(start: Self, _: (_Advance, (Self.Distance, Self))) -> Self
}

protocol SignedNumberType : _SignedNumberType {
  prefix func -(x: Self) -> Self
  func ~>(_: Self, _: (_Abs, ())) -> Self
}

func ~><T : _CollectionType>(x: T, _: (_CountElements, ())) -> T.Index.Distance
func ~><T : _CollectionType>(x: T, _: (_UnderestimateCount, ())) -> Int
func ~><T : _CollectionType, R>(s: T, args: (_PreprocessingPass, ((T) -> R))) -> R?
func ~><T : _SequenceType>(s: T, _: (_UnderestimateCount, ())) -> Int
func ~><T : _SequenceType, R>(s: T, _: (_PreprocessingPass, ((T) -> R))) -> R?
func ~><S : _Sequence_Type>(source: S, _: (_CopyToNativeArrayBuffer, ())) -> _ContiguousArrayBuffer<S.Generator.Element>
func ~><C : CollectionType where C._Element == C._Element>(source: C, _: (_CopyToNativeArrayBuffer, ())) -> _ContiguousArrayBuffer<C._Element>
func ~><T>(x: EmptyCollection<T>, _: (_CountElements, ())) -> Int
func ~><T : _ForwardIndexType>(start: T, rest: (_Distance, T)) -> T.Distance
func ~><T : _ForwardIndexType>(start: T, rest: (_Advance, T.Distance)) -> T
func ~><T : _ForwardIndexType>(start: T, rest: (_Advance, (T.Distance, T))) -> T
func ~><T : _BidirectionalIndexType>(start: T, rest: (_Advance, T.Distance)) -> T
func ~><T : _BidirectionalIndexType>(start: T, rest: (_Advance, (T.Distance, T))) -> T
func ~><T : _RandomAccessIndexType>(start: T, rest: (_Distance, (T))) -> T.Distance
func ~><T : _RandomAccessIndexType>(start: T, rest: (_Advance, (T.Distance))) -> T
func ~><T : _RandomAccessIndexType>(start: T, rest: (_Advance, (T.Distance, T))) -> T
func ~><T : _SignedNumberType>(x: T, _: (_Abs, ())) -> T
func ~><T : AbsoluteValuable>(x: T, _: (_Abs, ())) -> T
func ~><T>(x: CollectionOfOne<T>, _: (_CountElements, ())) -> Int

例如，

42 ~> _advance(12) // -> 54
42 ~> _distanceTo(23) // -> -19

不过，我不知道这些是如何使用的：-/

Answer 3

在SwiftDoc 上，此运算符已从 Swift 3.0 的运算符章节中删除。