Swift 程式語言 — Generics(3)
讓我們看看如何在泛型中使用 where 子句吧！
前言：
如果還沒有看過泛型相關概念的讀者，可以參考我的前兩篇文章：
｜泛型 Where 子句
如類型約束中所述，類型約束使你可以定義與泛型函數，下標或類型關聯的類型參數要求。
定義關聯類型的要求也很有用，你可以透過定義泛型 where 子句來做到。泛型 where 子句使你能夠要求關聯類型必須遵循某個協議，或者某些類型參數和關聯類型必須相同。泛型 where 子句以 where 關鍵字開頭，後面接著關聯類型的約束或關聯類型之間的相等關係。你可以在類型或函數主體的大括號前寫一個泛型 where 子句。
下面的範例定義了一個名為 allItemMatch 的泛型函數，該函數檢查兩個 Container 實例是否包含相同順序的相同項目。如果所有項目都匹配，則該函數返回 Bool 值 true，否則返回 false。
要被檢查的兩個容器不必是相同類型的容器（雖然它可以是），但是它們必須容納相同類型的項目。透過類型約束和泛型 where 子句的組合來表達此要求：
該函數接收兩個參數 someContainer 和 anotherContainer。其中 someContainer 參數類型為 C1，而 anotherContainer 參數類型為 C2。C1 和 C2 都是用於在調用函數時確定兩個容器類型的類型參數。
以下是對於函數的兩個類型參數的要求：
- C1 必須遵循
Container協議（寫為C1: Container）。 - C2 也必須遵循
Container協議（寫為C1: Container）。 - C1 的
Item必須與 C2 的Item相同（寫為C1.Item == C2.Item）。 - C1 的項目必須遵循
Equatable協議（寫為C1.Item: Equatable）。
第一、二項要求在函數的類型參數列表中定義，而第三、四項的要求在函數的泛型 where 子句中定義。
這些要求意味著：
someContainer是C1類型的容器。anotherContainer是C2類型的容器。someContainer和anotherContainer包含相同類型的項目。- 可以使用不等於運算符（
!=）檢查someContainer中的項目，來查看它們是否彼此不同。
第三、四個要求結合後，意味著還可以使用 != 運算符檢查 anotherContainer 中的項目，因為它們與 someContainer 中的項目類型完全相同。
這些要求使 allItemsMatch(_:_:) 函數可以比較兩個容器，即使它們是不同的容器也是如此。
allItemsMatch(_:_:) 函數透過檢查兩個容器包含相同數量的項目開始。如果它們包含不同數量的項目，則無法匹配它們，並且函數返回 false。
進行此檢查後，該函數使用 for-in 循環和半開範圍運算符（..<）對 someContainer 中的所有項目進行迭代。對於每個項目，該函數都會檢查 someContainer 中的項目是否不等於 anotherContainer 中的相應項目。如果兩個項目不相等，則兩個容器不匹配，該函數返回 false。
如果循環結束而沒有找到不匹配項目，則兩個容器匹配，並且該函數返回 true。
allItemsMatch(_:_:) 實際效果如下：
上方的範例創建一個 Stack 實例來存儲 String 值，並將三個 String 壓入堆棧。該範例還創建一個 Array 實例，該實例用一個 Array 常數初始化，該常數包含與堆棧相同的三個 String。即使堆棧和數組的類型不同，它們都遵循 Container 協議，並且都包含相同類型的值。因此，你可以使用這兩個容器作為參數來調用 allItemsMatch(_:_:) 函數。在上面的範例中，allItemsMatch(_:_:) 函數正確的回報兩個容器中的所有項目都匹配。
｜具有泛型 Where 子句的擴展
你還可以使用泛型 where 子句作為擴展的一部分。下面的範例擴展了之前的泛型的 Stack 結構，以添加 isTop(_:) 方法。
這個新的 isTop(_:) 方法首先檢查堆棧是否為空，然後將給定的項目與堆棧中最上方的項目進行比較。如果嘗試在沒有泛型 where 子句的情況下執行此操作，則會遇到問題：isTop(:_) 的實現使用 == 運算符，但是 Stack 的定義不需要其項目可相等，因此使用 == 運算符會導致編譯時錯誤。使用泛型 where 子句讓你添加新的要求，以便擴展僅在堆棧中的項目為可相等時才添加 isTop(_:)。
這裡是 isTop(:_) 方法實際效果如下：
如果你嘗試在元素為不可相等的堆棧上調用 isTop(_:) 方法，則會出現編譯時錯誤。
你可以使用帶有協議擴展的泛型 where 子句。下面的範例擴展了 Container 協議，以添加 startsWith(_:) 方法：
startsWith(_:) 方法首先確保容器中至少有一個項目，然後檢查容器中的第一個項目是否與給定的項目匹配。這個新的 startsWith(_:) 方法可以用於符合 Container 協議的任何類型，包括上面使用的堆棧和數組，只要容器的項目是可相等的即可。
上面範例中的泛型 where 子句要求 Item 遵循協議，但是你也可以編寫一個泛型的 where 子句，要求 Item 為特定類型。例如：
這個範例向 Item 類型為 Double 的容器添加 average() 方法。其迭代容器中的項目來將其相加，然後除以容器中的數量來計算平均值。它將計數從 Int 顯示轉換為 Double 來能夠進行浮點數除法。
你可以在擴展的一部分的泛型 where 子句包含多個需求，就像你在其他地方編寫的泛型 where 子句一樣。用逗號分隔列表中的每個要求。
｜具有泛型 where 子句的關聯類型
你可以在關聯類型上包含泛型 where 子句。例如，假設你想要創建一個包含迭代器（Iterator）的 Container 版本，像是 Sequence 協議在標準庫中使用的版本。這是你的寫法：
迭代器上的泛型 where 子句要求迭代器必須便利容器項目中具有項目類型的元素，而不管迭代器的類型。透過 makeIterator() 函數可以訪問容器的迭代器。
對一個從另一個協議繼承的協議，可以透過在協議宣告包含泛型 where
子句來對繼承的關聯類型添加約束。例如，下面程式碼宣告了 ComparableContainer 協議，該協議要求 Item 符合 Comparable：
｜泛型下標
下標是可以被泛型的，並且它們可以包含泛型 where 子句。你在 subscript 後的尖括號內編寫佔位符類型名稱，並在下標正文的左大括號前寫一個泛型 where 子句。例如：
容器協議的這個擴展添加了一個下標，該下標採用索引序列，並且返回一個包含每個給定索引項目的陣列。該泛型下標受以下約束：
- 尖括號中的泛型參數的
Indices必須遵循標準庫中的Sequence協議的類型。 - 下標採用單個參數
indices，該參數是Indices類型的實例。 - 泛型
where子句要求序列的迭代器必須遍歷Int類型的元素。這樣可以確保序列中的索引與用於容器的索引具有相同的類型。
總而言之，這些約束意味著索引參數傳遞的值是整數序列。
