Swift泛型数值类型和数学

Question

我正在努力理解Swift泛型的内部细节，并编写一些常见数学函数。我试图实现一个mod函数，但不确定使用泛型使其正常工作的最佳方法。

下面是我的mod函数：

func mod<N: NumericType, I: IntegerType>(_ x: N, _ y: I) -> N {
    return x - y * floor(x/y)
}

但是我遇到了这个错误：

error: binary operator '/' cannot be applied to operands of type 'N' and 'I'
    return x - y * floor(x/y)

这是我的 NumericType 声明，用于十进制和整数类型的数字：

protocol NumericType: Comparable {
    static func +(lhs: Self, rhs: Self) -> Self
    static func -(lhs: Self, rhs: Self) -> Self
    static func *(lhs: Self, rhs: Self) -> Self
    static func /(lhs: Self, rhs: Self) -> Self
    static func %(lhs: Self, rhs: Self) -> Self
}

protocol DecimalType: NumericType {
    init(_ v: Double)
}

protocol IntegerType: NumericType {
    init(_ v: Int)
}

extension CGFloat : DecimalType { }
extension Double  : DecimalType { }
extension Float   : DecimalType { }

extension Int     : IntegerType { }
extension Int8    : IntegerType { }
extension Int16   : IntegerType { }
extension Int32   : IntegerType { }
extension Int64   : IntegerType { }
extension UInt    : IntegerType { }
extension UInt8   : IntegerType { }
extension UInt16  : IntegerType { }
extension UInt32  : IntegerType { }
extension UInt64  : IntegerType { }

- keegan3d

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请注意，从Swift 3开始，所有整数类型都符合“Integer”协议，所有浮点类型都符合“FloatingPoint”协议。这两个协议已经定义了基本的算术运算符，如+、-、*、/。也许这有助于简化代码。 - Martin R

@MartinR 这个方法很管用！大大简化了我的代码，不再需要自定义协议 https://twitter.com/iamkgn/status/773778299487002624 谢谢！ - keegan3d

Answer 1

从Swift 3开始，所有浮点类型都符合“FloatingPoint”协议，所有整数类型都符合“Integer”协议。两个协议都定义了基本算术运算，如+，-，*，/。此外，“floor（）”函数也定义为针对“FloatingPoint”参数。

因此，在您的情况下，我会定义两个实现，一个用于整数，另一个用于浮点值：

func mod<N: Integer>(_ x: N, _ y: N) -> N {
    return x - y * (x/y) // or just: return x % y
}

func mod<N: FloatingPoint>(_ x: N, _ y: N) -> N {
    return x - y * floor(x/y)
}

FloatingPoint还有一个truncatingRemainder方法， a.truncatingRemainder(b)是整数的a％b的“浮点等价物”。如果两个运算数都具有相同的符号，则它会给出与您的mod函数相同的结果。

- Martin R

Answer 2

static func /(lhs: Self, rhs: Self) -> Self

这意味着lhs和rhs必须是相同类型。在x / y中，x的类型是N，而y的类型是I。因此，x和y有不同的类型，所以x / y无法运行。

您需要先将y从I转换为N：

let numericY = N(integer: y)
return x - numericY * floor(x / numericY)

这意味着你的NumericType需要能够从IntegerType初始化，除了具有+、-、*、/、%操作符。

protocol NumericType: Comparable {
    init<I: IntegerType>(integer: I)
    ...
}

此外，应该存在floor<N：NumericType>(n：N) -> N以使整个表达式编译。

- kennytm

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太棒了，这真的很有帮助，但是当我将init添加到NumericType协议中时，所有扩展都需要符合，有没有什么解决方法？error: type 'CGFloat' does not conform to protocol 'NumericType' - keegan3d

@keegan3d 很不幸，您需要自己实现该方法。您可以尝试使用 self.init(integer.toIntMax())。 - kennytm