迅速的泛型、约束和KeyPaths

Question

我知道Swift中泛型的局限性以及它们存在的原因，所以这不是一个编译器错误的问题。更确切地说，我偶尔会遇到一些情况，这些情况似乎与可用资源(如泛型、关联类型/协议等)的某种组合是可能的，但似乎无法找到解决方案。

在本例中，我试图为NSSortDescriptor提供一个Swift替换(只是为了好玩)。当您只有一个描述符时，它工作得很好，但是，就像通常使用NS版本所做的那样，最好创建一个SortDescriptors数组来对多个键进行排序。

这里的另一个试验是使用Swift KeyPaths。因为它们需要一个值类型，而比较需要一个可比较的值，所以我在找出在哪里/如何定义类型以满足所有需求时遇到了麻烦。

这个是可能的吗？这里是我想出的最接近的解决方案之一，但是，正如您在底部所看到的，在构建数组时，它是不够的。

同样，我理解为什么这不能按原样工作，但我很好奇是否有一种方法可以实现所需的功能。

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，但是您只希望它在T上是通用的。也就是说，您需要一个SortDescriptor<Person>，因为您关心它比较Person。您不需要SortDescriptor<Person, String>，因为一旦创建了它，您就不关心它在Person的某些String属性上进行比较。

“隐藏”V的最简单方法可能是使用闭包包装关键路径：

struct SortDescriptor<T> {
    var ascending: Bool

    var primitiveCompare: (T, T) -> Bool

    init<V: Comparable>(keyPath: KeyPath<T, V>, ascending: Bool = true) {
        primitiveCompare = { $0[keyPath: keyPath] < $1[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>]

在此之后，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 { }

然后我们可以使用一个Sequence方法扩展compare：

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

如果使用带有条件条件的Swift的更新版本，则应该能够通过将扩展的第一行更改为下面的命令来有条件地使Sequence与Comparer保持一致：

extension Sequence: Comparer where Element: Comparer {

Answer 2

扩展@Rob Mayoff的答案，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 = $0[keyPath: keyPath]
            let v2 = $1[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: $0, v2: $1) {
                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: $0, v2: $1) {
                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

以下是一个几乎纯功能的解决方案：

// 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 == ($0[keyPath: keyPath] < $1[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))
    }
}

它基于小的、可重用的函数，比如compare()，可以很容易地在其他作用域中重用。

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))