第三章 - 泛型(Generic) 是什麼? 有什麼好處？

泛型代碼可以讓你寫出根據自我需求定義、適用於任何類型的，靈活且可重用的函數和類型。它的可以讓你避免重複的代碼，用一種清晰和抽像的方式來表達代碼的意圖。

你可能在C++中，聽到的術語是 Template , 而Swift，Java和C#則採用 Generic (泛型)，但概念是相近的。

在Swift中，泛型可作用於幾個地方：

Function

Classess/Structs/Enums

Protocol

Extension

1. Function

在以往，我們可能會有幾個function，做很像的事情：例如，交換兩個數字，交換兩個字串

//交換兩個數字
func swapInts(inout lhs: Int, inout _ rhs: Int){
    //先把lhs存到temp
    let temp = lhs
    //把rhs賦值到lhs
    lhs = rhs
    //最後把temp賦值到rhs
    rhs = temp
var a = 10
var b = 11
swapInts(&a, &b)
a //11
b //10
//交換兩個字串
func swapStrings(inout lhs: String, inout _ rhs: String){
    //先把lhs存到temp
    let temp = lhs
    //把rhs賦值到lhs
    lhs = rhs
    //最後把temp賦值到rhs
    rhs = temp
var aString = "Hello"
var bString = "World"
swap(&aString, &bString)
aString //World
bString //Hello
swapInts做的事，和swapStrings是不是很像呢？😏
所以這個時候，泛型就派上用場了
我們可以定義一個function叫swapValues，並透過泛型的Type來通吃對換這件事
a. 泛型Function的語法一：
func FName<Type>(a: Type, [Arguments...])->Void
代表泛型對象代表的Type 將透過傳入值的Type來動態決定
//一個通用於任何型別的swapValues的函式
func swapValues<Type>(inout lhs: Type, inout _ rhs: Type){
    //先把lhs存到temp
    let temp = lhs
    //把rhs賦值到lhs
    lhs = rhs
    //最後把temp賦值到rhs
    rhs = temp
//所以我們可以這樣使用就可以了：
var c = 12
var d = 13
swapValues(&c, &d)
c //13
d //12
var cString = "123"
var dString = "456"
swapValues(&cString, &dString)
cString //456
dString //123
b.泛型Function語法二：
func FName<Type>([Arguments...])->Type
代表Type的依據是透過傳出值決定
func convertTo<Type>(value: Any)->Type?{
    //這裡只先做單純的轉型
    //如果型別可以強轉成功，就回傳，沒有就會回傳一個Optional
    return value as? Type
let str = "123"
let outputStr:String? = convertTo(str)
let outputInt:Int? = convertTo(str) //這裡就會回傳出nil
c.泛型Function語法三：
func FName<Type>(a: Type, [Arguments...])->Type
代表Type的依據是透過傳入值和回傳值兩個相同的Type決定
func test<Type>(a: Type)->Type?{
    return a
let output:String? = test("124")
let output:Int? = test("123") //這一句會失敗，因為傳入的是字串，但輸出是 Int? 就不成立
Swift內建中的Function, swap就是泛型的Function，有機會可以自已查詢看看定義喔。
2. Class/Struct/Enum
Swift中，Generic也可以使用在Class/Struct/Enum，可以所定義之型態依據不同的需求產生不同的使用。常見的如Array/Dictionary就是泛型的容器用法。
語法糖衣說明：
[Int] ==> Array
[String:Any] ==> Dictionary
let intArray:[Int] = Array<Int>(count: 10, repeatedValue: 10)
let dict:[String:Any] = Dictionary<String, Any>(dictionaryLiteral: ("name", "grady"))
來看看泛型實際上可以幫到你什麼？
假設我們有一個Person的Struct，先不要搞得太複雜，只有
身份證字號
這個例子是描寫一個可能的情境
身份證字號有可能是數字，也可能是字串
名字可以是一個單純的字串，但也可以是一個複雜的Struct/Class/Enum
Ok, 要開始囉~
struct Person<T, U> : CustomStringConvertible {
    // 身份證字號，型別由外部傳入的第一個順位型別：T 決定
    var identifier:T
    // 姓名，型別由外部傳入的第二個順位型別：U 決定
    var name:U
    //實作CustomStringConvertible
    var description:String{
        return "\(self.identifier) : \(self.name)"
//如果身分證字號和姓名都是字串
let personByString = Person<String, String>(identifier: "124146828", name: "Grady Zhuo")
//如果身分證字號是整數和姓名是Name的struct
let personByIntName = Person<Int, Name>(identifier: 124146828, name: Name(first: "Max", last: "Chen"))
覺得寫成Person< String, Name >…很麻煩嗎？
1. 如果有建構式可以決定泛型型態，那就可以不用寫這樣的東西
let personByIntName2 = Person(identifier: 124146828, name: Name(first: "John", last: "Yeh", middle: "Boss"))
2. 另外你也可以透過 typealias 來幫你自定型別的名字
typealias StringPerson = Person<String, String>
//接下來就可以用StringPerson來建構person，而T, U就不用再進行定義囉
let person = StringPerson(identifier: "L123345678", name: "Hello world")
3. Protocol
Protocl的泛型，嚴格來說不算是標準的Generic寫法，但透過要求protocol實作者完成型別的定義，以達成模擬Generic在多型別定義的效果。
protocol Animal {
    //可以透過 typealias Name 要求實作者完成Name的完整定義
    typealias Type
    //後續就可以使用Type去定義自已需要的參數
    var type:Type { get }
struct Cat : Animal {
    typealias Type = AnimalType
    var type:Type {
        var type = AnimalType()
        type.科 = .貓科
        return type
struct Dog : Animal {
    typealias Type = String
    var type:Type {
        return "狗狗"
let cat = Cat()
cat.type
let dog = Dog()
dog.type
4. Extension
Extension 泛型的類型的時候，可以直接使用其泛型定義的類型
extension Person {
    //傳入的name型別是U, 因為前面Person就已經宣告好了。
    mutating func changeName(name: U){
        self.name = name
//先產生一個grady
var grady = Person<String, String>(identifier: "123", name: "Grady")
//因為grady設定的是String，所以可以接受字串的Hello
grady.changeName("Hello")
//但下面這一句就不行了
let name = Name(first: "Hello", last: "World", middle: nil)
grady.changeName(name) //無法接受Name型別的物件