协议是否可以拥有静态工厂方法的默认实现？

Question

Consider a protocol that have a factory method:

public protocol Frobnicator {

  func frobnicate()

  static func makeRightFrobnicator() -> Frobnicator
}

private class SomeFrobnicatorImplementation: Frobnicator { ... }
private class AnotherFrobnicatorImplementation: Frobnicator { ... }

public extension Frobnicator {

  static func makeRightFrobnicator() -> Frobnicator {
    if something {
      return SomeFrobnicatorImplementation()
    } else {
      return AnotherFrobnicatorImplementation()
    }
  }
}

我希望能够在不同的时间构建不同的实现。这些实现本身对模块是私有的，而协议则对客户端代码是公开的。

当我尝试类似上面的代码时，我会得到“静态成员makeRightFrobnicator不能在协议元类型Frobnicator.Protocol上使用”的错误信息。

是否有任何方法可以解决这个问题，或者我应该只使用一个自由函数？

- Zomagk

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这就是工厂模式的用途。 - Dai

@Dai，是的，尽管问题是关于是否可以使用协议静态方法的默认实现。 - Zomagk

问题是关于我是否可以使用协议静态方法的默认实现。那么为什么你不在问题中说呢？这与协议是否具有静态方法无关。这是关于协议扩展提供静态方法的实现。 - matt

@matt，确实；对于混淆感到抱歉。 - Zomagk

Answer 1

静态函数的实现是合法的：

protocol P {
    static func f() -> P
    init()
}

extension P {
    static func f() -> P {return self.init()}
}

但是您会注意到，为了使其编译通过，我必须向编译器保证我手头有一种合法的方法来创建一个P，以便能够返回一个P。

在您的代码中存在问题，即尝试返回协议的特定实现，如SomeFrobnicatorImplementation。协议对采用者不关心。换句话说，您不能在协议定义中保证SomeFrobnicatorImplementation实际上将成为此协议的采用者。因此，您代码的这部分是非法的。

- matt

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我没有给你点踩。我很欣赏你的努力，只是想补充一下return self.init()可以编译通过，而return X()却不能。 https://repl.it/Ecm0/1 https://repl.it/Ecm0/0 - Zomagk

只有编译器知道return X.init()是合法的时候，才能这样使用。对于一个协议来说，它怎么可能知道谁是它的遵循者呢？因此，不能指定一个特定的P adopter。 - matt

以上代码可以编译通过，但是当我尝试使用 P.f() 时，会出现错误信息 "error: static member 'f' cannot be used on protocol metatype 'P.Protocol'"。即使我将代码更改为以下形式：protocol P { static func f() -> P init() } extension P { static func f() -> P {return S.init()} } struct S: P { } P.f()仍然无法解决问题。 - kareman

由于某些原因，使用四个空格缩进代码无法正常工作。 - kareman

@kareman “但是在尝试使用P.f()时” 当然，你不能给一个协议发送消息！你必须发送消息给协议的_采用者_。采用者是一个对象；协议只是一个协议（字面上是一组规则）。 - matt