Swift Generics, Constraints и KeyPaths

Я знаю ограничения генериков в Swift и почему они существуют, поэтому это не вопрос о ошибках компилятора. Скорее, я иногда сталкиваюсь с ситуациями, которые кажутся так, как если бы они были возможны с некоторой комбинацией ресурсов, доступных в (например, дженериков, связанных типов/протоколов и т.д.), Но, похоже, не могут найти решение.

В этом примере я пытаюсь придумать замену Swifty для NSSortDescriptor (просто для удовольствия). Он отлично работает, когда у вас есть только один дескриптор, но, как это часто делается с версией NS, было бы неплохо создать массив SortDescriptors для сортировки по нескольким ключам.

В другом исследовании здесь используется Swift KeyPaths. Поскольку для них требуется тип значения, а для сравнения требуется значение Comparable, я столкнулся с трудностями в определении того, где/как определить типы, удовлетворяющие всем.

Итак, вопрос в том, возможно ли это? Вот одно из ближайших решений, которые я придумал, но, как вы можете видеть внизу, он не подходит при построении массива.

Опять же, я понимаю, почему это не работает, но мне любопытно, есть ли способ достичь желаемой функциональности.

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)]

Ответы

Ответ 1

Проблема заключается в том, что SortDescriptor является общим как для T, так и V, но вы хотите, чтобы он был общим для T. То есть, вы хотите SortDescriptor<Person>, потому что вам нужно, чтобы он сравнивал Person. Вам не нужен SortDescriptor<Person, String>, потому что после его создания вам все равно, что он сравнивается с некоторым свойством String Person.

Вероятно, самый простой способ "скрыть" V заключается в использовании замыкания для переноса пути ключа:

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>]

После этого вам может понадобиться удобный способ использовать последовательность SortDescriptor для сравнения с объектами. Для этого нам понадобится протокол:

protocol Comparer {
    associatedtype Compared
    func compare(_ a: Compared, _ b: Compared) -> Bool
}

extension SortDescriptor: Comparer { }

И тогда мы можем расширить Sequence с помощью метода 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

Если вы используете более новую версию Swift с условными соответствиями, вы можете условно согласовать Sequence с Comparer, изменив первую строку расширения на это:

extension Sequence: Comparer where Element: Comparer {

Ответ 2

Развернувшись на ответ @Rob Mayoff, здесь полное решение для сортировки

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

Ответ 3

Здесь почти чисто функциональное решение:

// let 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))
    }
}

Он основан на небольших многократно используемых функциях, таких как compare(), которые можно легко использовать в других областях.

Пример использования:

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))