将对象数组转换为子类型数组：Swift

Question

假设我有一个动物数组，我想将其转换为猫的数组。这里，动物是猫采用的协议。我希望像let cats: [Cat] = animals as! [Cat]这样做，但这会在编译时出现段错误（顺便说一下，我同时使用Linux Swift 3和Mac Swift 2.2）。我的解决方法是只需创建一个函数，逐个向下转换每个项目并将其添加到新数组中（请参见下面的小例子）。它产生了期望的结果，但不如我所希望的那样干净。

我的问题是：

1. 这完全愚蠢吗？我是否错过了更简单的方法？

2. 如何将类型作为下面函数中的目标参数传递，而不是传递实例？（例如，我想传递Cat.self而不是Cat(id:0)，但这样做会导致错误，说无法将Cat.Type转换为预期的参数类型Cat）

以下是我目前的进展：

protocol Animal: CustomStringConvertible 
{
    var species: String {get set}
    var id: Int {get set}
}

extension Animal
{
    var description: String 
    {
        return "\(self.species):\(self.id)"
    }
}

class Cat: Animal 
{
    var species = "felis catus"
    var id: Int

    init(id: Int)
    {
        self.id = id
    }
}

func convertArray<T, U>(_ array: [T], _ target: U) -> [U]
{
    var newArray = [U]()
    for element in array
    {
        guard let newElement = element as? U else
        {
            print("downcast failed!")
            return []
        }

        newArray.append(newElement)
    }

    return newArray
}

let animals: [Animal] = [Cat(id:1),Cat(id:2),Cat(id:3)]
print(animals)
print(animals.dynamicType)

// ERROR: cannot convert value of type '[Animal]' to specified type '[Cat]'
// let cats: [Cat] = animals

// ERROR: seg fault
// let cats: [Cat] = animals as! [Cat]

let cats: [Cat] = convertArray(animals, Cat(id:0))
print(cats)
print(cats.dynamicType)

- Philip

Answer 1

1. 我是否错过了更简单的做法？

您可以使用 map 进行转换：

let cats: [Cat] = animals.map { $0 as! Cat }

如何在下面的函数中将类型作为目标参数传递，而不是传递实例？首先，您需要删除实例参数：

func convertArray<T, U>(array: [T]) -> [U] {
    var newArray = [U]()
    for element in array {
        guard let newElement = element as? U else {
            print("downcast failed!")
            return []
        }
        newArray.append(newElement)
    }
    return newArray
}

由于您无法显式指定类型参数，因此需要提供一些信息给编译器以推断 U 的类型。在这种情况下，您只需要说明您将结果分配给一个 Cat 数组即可：

let cats: [Cat] = convertArray(animals)

- Sergey Kalinichenko

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谢谢，我会尝试移除U并接受它，如果它对我有用的话。我考虑过使用map，但实际上如果向下转换失败，我会抛出异常。 - Philip

@Philip 关于抛出异常，您可以在 map 中执行相同的操作。使用感叹号的 as! 运算符也会在转换失败时抛出异常。 - Sergey Kalinichenko

哦，我没意识到 map 可以接受一个会抛出异常的闭包。是的，让 as! 抛出异常可能可行，但我想要附加一个自定义消息。 - Philip

Answer 2

从Swift 4.1开始，使用compactMap是首选方法，假设您不希望在数组中有任何其他动物（例如狗）时使方法完全失败（并实际崩溃）。

let animals: [Animal] = [Cat(id:1),Dog(id:2),Cat(id:3)]
let cats: [Cat] = animals.compactMap { $0 as? Cat }

compactMap会清除任何nil值，因此你最终会得到以下这样的数组：

[Cat(1), Cat(3)]

作为额外的好处，与使用带有append的for循环相比（因为内存空间没有预先分配，而map会自动分配），您还将获得一些性能提升。

- Aron

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for循环不是性能问题所在。问题在于没有预先分配足够的容量。 - Sulthan