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swift - Swift 中的“存在类型”是什么意思？

问题描述

我正在阅读Swift Evolution 提案 244（不透明的结果类型），但不明白以下内容是什么意思：

... 存在型 ...

可以通过使用存在类型Shape 而不是泛型参数来组合这些转换，但这样做会意味着比预期更多的动态性和运行时开销。

标签： swifttype-theory

解决方案

进化提案本身给出了一个存在类型的例子：

protocol Shape {
  func draw(to: Surface)
}

用作存在类型的示例protocol Shape如下所示

func collides(with: Shape) -> Bool

而不是使用通用参数Other：

func collides<Other: Shape>(with: Other) -> Bool

需要注意的是，该Shape协议本身并不是一个存在类型，仅在上面的“协议作为类型”上下文中使用它会从中“创建”一个存在类型。请参阅Swift Core 团队成员的这篇文章：

此外，协议目前作为存在类型的拼写具有双重职责，但这种关系一直是混淆的常见来源。

另外，引用Swift Generics Evolution文章（我建议阅读整篇文章，其中更详细地解释了这一点）：

区分协议类型和存在类型的最好方法是查看上下文。问问自己：当我看到对像 Shape 这样的协议名称的引用时，它是出现在类型级别还是值级别？回顾一些早期的例子，我们看到：

func addShape<T: Shape>() -> T
// Here, Shape appears at the type level, and so is referencing the protocol type

var shape: Shape = Rectangle()
// Here, Shape appears at the value level, and so creates an existential type

更深的潜水

为什么叫“存在”？我从来没有看到过明确的确认，但我认为该功能受到具有更高级类型系统的语言的启发，例如考虑Haskell 的存在类型：

class Buffer -- declaration of type class `Buffer` follows here

data Worker x y = forall b. Buffer b => Worker {
  buffer :: b, 
  input :: x, 
  output :: y
}

这大致相当于这个 Swift 片段（如果我们假设 Swift 的协议或多或少代表 Haskell 的类型类）：

protocol Buffer {}

struct Worker<X, Y> {
  let buffer: Buffer
  let input: X
  let output: Y
}

请注意，Haskell 示例在这里使用了forall 量词。您可以将其理解为“对于符合Buffer类型类（Swift 中的“协议”）的所有Worker类型，只要它们的类型参数X和Y类型参数相同，类型的值就会具有完全相同的类型”。因此，给定

extension String: Buffer {}
extension Data: Buffer {}

值Worker(buffer: "", input: 5, output: "five")并且Worker(buffer: Data(), input: 5, output: "five")将具有完全相同的类型。

这是一个强大的功能，它允许诸如异构集合之类的事情，并且可以在更多需要“擦除”值的原始类型并将其“隐藏”在存在类型下的地方使用。像所有强大的功能一样，它可能会被滥用，并且会使代码的类型安全性降低，因此应谨慎使用。

如果您想更深入地了解，请查看具有关联类型 (PAT) 的协议，由于各种原因，目前不能将其用作存在。也有一些广义存在主义提案或多或少地定期提出，但截至 Swift 5.3 还没有具体的提案。事实上，由 OP 链接的原始Opaque Result Types提案可以解决使用 PAT 引起的一些问题，并显着缓解 Swift 中缺乏泛化存在的问题。

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