Swift 作为现代、高效、安全的编程言语，其背面有很多高级特性为之支撑。

『 Swift 最佳实践』系列对常用的言语特性逐个进行介绍，助力写出更简洁、更优雅的 Swift 代码，快速完成从 OC 到 Swift 的改变。

该系列内容主要包括：

Optional
Enum
Closure
Protocol
Generics
Property Wrapper
Structured Concurrent
Result builder
Error Handle
Advanced Collections (Asyncsequeue/OptionSet/Lazy)
Expressible by Literal
Pattern Matching
Metatypes(.self/.Type/.Protocol)

ps. 本系列不是入门级语法教程，需求有必定的 Swift 基础

本文是系列文章的第六篇，介绍在 Swift 5.1 引进的 Property Wrapper (Swift-Evolution 0258 Property Wrappers)。

初识 Property Wrapper

A property wrapper adds a layer of separation between code that manages how a property is stored and the code that defines a property.

— Swift Dosc Property-Wrappers

简单讲，Property Wrapper 是对特点的一层封装，躲藏与特点相关的逻辑细节，提高代码的复用性。

// 界说 Property Wrapper
// SomePropertyWrapper 能够是 struct、enum 或 class
//
@propertyWrapper
struct SomePropertyWrapper {
  var wrappedValue: Int
}
class SomeClass {
  // 运用 Property Wrapper
  //       
  @SomePropertyWrapper var a: Int = 1
}

如上，界说了一个最简单的 Property Wrapper SomePropertyWrapper，几个要害点：

@propertyWrapper，用于界说 Property Wrapper
Property Wrapper 的详细类型能够是 class、struct 或 enum (很少用)
Property Wrapper 有必要有一个名为 wrappedValue 的特点
运用时，经过 @PropertyWrapperName 符号相关特点

有何用❓

假设，我们要界说一个 struct，用于存储 RBG 色值：

struct RGB {
  let r: Int
  let g: Int
  let b: Int
  init(r: Int, g: Int, b: Int) {
    self.r = max(0, min(255, r))
    self.g = max(0, min(255, g))
    self.b = max(0, min(255, b))
  }
}

因为 r、g、b 的有用取值规模为：[0, 255]

故，显式完成了 init 办法，并对每个值做了维护

如果用 PropertyWrapper 完成：

@propertyWrapper
struct RGBValue {
  var value: Int = 0
  var wrappedValue: Int {
    get {
      value
    }
    set {
      value = max(0, min(255, newValue))
    }
  }
}
struct RGB {
  @RGBValue var r: Int
  @RGBValue var g: Int
  @RGBValue var b: Int
}

如上，对 r、g、b 取值维护的逻辑封装到了 Property Wrapper 中

有利于代码复用、逻辑封装

内情

用 Property Wrapper 符号的特点 (如上述 a) 编译器会自动合成相关代码：

class SomeClass {
  @SomePropertyWrapper var a: Int = 1
}
// compiler synthesizes pseudo code ==>
class SomeClass {
  //          
  private var _a = SomePropertyWrapper(wrappedValue: 1)
  //  
  var a: Int {
    get {
      _a.wrappedValue
    }
    set {
      _a.wrappedValue = newValue
    }
  }
}

编译器会生成一个 PropertyWrapper 类型的「存储特点」(如上 _a)
用 PropertyWrapper 符号的特点，实际上是个「核算特点」，是对 PropertyWrapper wrappedValue 特点的代理

Initial

如上节所述，PropertyWrapper 必定是在界说时完成初始化的，如：

@SomePropertyWrapper var a: Int    // no initial value
// ---->
private var _a = SomePropertyWrapper()

@SomePropertyWrapper var a: Int = 1    // has initial value
// ---->
private var _a = SomePropertyWrapper(wrappedValue: 1)

如上，依据有没有供给初始值分别调用不同的 init 办法：

没供给初始值时，调用 PropertyWrapper 的 init() 办法
供给了初始值，则调用 init(wrappedValue:) 办法

故，需求确保对应的 init 办法存在，否则编不过

除了，init()、init(wrappedValue:) ，还能够供给更多自界说 init 办法，如：

@propertyWrapper
struct RGBValue {
  var value: Int = 0
  var minValue: Int
  var maxValue: Int
  init(minValue: Int, maxValue: Int) {
    self.minValue = minValue
    self.maxValue = maxValue
  }
  init(wrappedValue: Int, minValue: Int, maxValue: Int) {
    self.minValue = minValue
    self.maxValue = maxValue
    value = max(minValue, min(wrappedValue, maxValue))
  }
  var wrappedValue: Int {
    // ...
  }
}
struct RGB {
  // 调用 init(minValue: Int, maxValue: Int)
  //
  @RGBValue(minValue: 100, maxValue: 200) var r: Int
  // 调用 init(wrappedValue: Int, minValue: Int, maxValue: Int)
  //
  @RGBValue(wrappedValue: 10, minValue: 0, maxValue: 100) var g: Int
  // 调用 init(wrappedValue: Int, minValue: Int, maxValue: Int)
  // 留意 ⚡️：关于这种写法，wrappedValue: 有必要是 init 的第一个参数
  //
  @RGBValue(minValue: 200, maxValue: 255) var b: Int = 2
}

Projected Value

Property Wrapper 除了对外曝露 wrappedValue，还能够曝露一个值，称之为 Projected Value，如：

@propertyWrapper
struct RGBValue {
  var value: Int = 0
  //                     
  private(set) var projectedValue: Bool = false
  var wrappedValue: Int {
    get {
      value
    }
    set {
      projectedValue = newValue <= 255 && newValue >= 0
      value = max(0, min(255, newValue))
    }
  }
}
struct RGB {
  @RGBValue var r: Int
  @RGBValue var g: Int
  @RGBValue var b: Int
  func someFunc() {
    //      
    let x = $r
  }
}

projectedValue 能够是恣意类型
projectedValue 能够是存储特点，也能够是核算特点
运用时，只需在原始特点名前加上$ (如 $r)

关于 Projected Value 更常见的用法是，直接返回 self，并借此调用 Property Wrapper 供给的辅佐能力，如：

@propertyWrapper
struct RGBValue {
  var value: Int = 0
  //                              
  var projectedValue: RGBValue { self }
  var wrappedValue: Int {
    get {
      value
    }
    set {
      value = max(0, min(255, newValue))
    }
  }
  //  
  var hex: String {
    String(format:"%02X", value)
  }
}
struct RGB {
  @RGBValue var r: Int
  @RGBValue var g: Int
  @RGBValue var b: Int
  func hexRGB() -> String {
    //                  
    "#($r.hex)($g.hex)($b.hex)"
  }
}

如上，RGBValue 将 projectedValue 界说为同类型的特点，并返回 self

一起，RGBValue 供给了转十六进制的辅佐核算特点：hex

运用时，经过 projectedValue 就能够访问到 hex ($r.hex)

运用

关于 Property Wrapper 的运用，「只有想不到，没有做不到」，是一个充满想象力和创造力的地方！

SwiftUI

SwiftUI 供给了大量的 Property Wrapper，能够说 Property Wrapper 是为 SwiftUI 而生，离开它们步履维艰，如：

@State
@Binding
@StateObject
@ObservedObject
@EnvironmentObject
…

Protected

线程安全是一个常见且处理繁碎、容易出错的问题

经过 Property Wrapper 能够很好地将这些逻辑封装起来，极大简化了事务上的处理

GitHub – Alamofire 中供给了相关的 Property Wrapper (代码略有删简)：

/// A thread-safe wrapper around a value.
@propertyWrapper
final class Protected<T> {
    private let lock = UnfairLock()
    private var value: T
    init(_ value: T) {
        self.value = value
    }
    var wrappedValue: T {
        get { lock.around { value } }
        set { lock.around { value = newValue } }
    }
    //                                  
    var projectedValue: Protected<T> { self }
    init(wrappedValue: T) {
        value = wrappedValue
    }
    func read<U>(_ closure: (T) throws -> U) rethrows -> U {
        try lock.around { try closure(self.value) }
    }
    @discardableResult
    func write<U>(_ closure: (inout T) throws -> U) rethrows -> U {
        try lock.around { try closure(&self.value) }
    }
}

关于需求线程安全维护的特点，在界说时只需加上 @Protected 即可，lock/unlock 之类的问题一概不用操心：

@Protected var validators: [() -> Void] = []

一起，将 projectedValue 指向 self，并供给了 read、write 辅佐办法，能够将「一大块」代码维护起来，如：

//                  
$multipartFormData.read { multipartFormData in
  //                                        
  urlRequest.headers.add(.contentType(multipartFormData.contentType))
}

$mutableState.write { state in
  state.listenerQueue = queue
  state.listener = listener
}

Codable

Swift 供给了原生的 JSON 解析能力 Codable，但也有一些约束，如不能供给默认值、Lossless value 转换 (如 JSON 里是个 String，但 Model 中是个 Int)、Array 解析时只需有一个元素解析失利整个 Array 解析就失利等。

这些问题都需求经过手动方式解决，不够友好

GitHub – BetterCodable 经过 Property Wrapper 较好地解决了这些问题，如：

struct Response: Codable {
    @LosslessValue var sku: String
    @LosslessValue var isAvailable: Bool
}
let json = #"{ "sku": 12345, "isAvailable": "true" }"#.data(using: .utf8)!
let result = try JSONDecoder().decode(Response.self, from: json)
print(result) // Response(sku: "12355", isAvailable: true)

User defaults

开发中有不少场景需求运用 UserDefaults 存储信息，相关的读写操作能够封装到 Property Wrapper 中，如：

@propertyWrapper
struct UserDefault<T> {
  let key: String
  let defaultValue: T
  var wrappedValue: T {
    get {
      return UserDefaults.standard.object(forKey: key) as? T ?? defaultValue
    }
    set {
      UserDefaults.standard.set(newValue, forKey: key)
    }
  }
}
enum GlobalSettings {
  @UserDefault(key: "FOO_FEATURE_ENABLED", defaultValue: false)
  static var isFooFeatureEnabled: Bool
  @UserDefault(key: "BAR_FEATURE_ENABLED", defaultValue: false)
  static var isBarFeatureEnabled: Bool
}

Clamping

如上介绍的 RGBValue，日常开发中有很多值有有用取值区间，如：RGB、age、 weekday、fps 等

能够将有用取值区间封装到一个 Property Wrapper 中，如：

@propertyWrapper
struct Clamping<WrappedValue: Comparable> {
  let range: ClosedRange<WrappedValue>
  var value: WrappedValue
  init(wrappedValue value: WrappedValue, _ range: ClosedRange<WrappedValue>) {
    self.value = value
    self.range = range
  }
  var wrappedValue: WrappedValue {
    get { value }
    set { value = min(max(range.lowerBound, newValue), range.upperBound)}
  }
}
struct RGB {
  @Clamping(0...100) var r: Int = 0
  @Clamping(0...255) var g: Int = 0
  @Clamping(100...255) var b: Int = 255
}

…

约束

用 Property Wrapper 符号的特点，有一些约束：

只能是 var，不能是 let
不能是 lazy
不能是 weak

小结

合理的封装 Property Wrapper ，能够提高代码的复用性，以及简化事务运用。

参考资料

Swift Dosc Property-Wrappers

Swift-Evolution 0258 Property Wrappers

Swift Property Wrappers – NSHipster

Property wrappers in Swift

What is a Property Wrapper in Swift

Swift 最佳实践之 Property Wrapper

初识 Property Wrapper

内情

Initial

Projected Value

运用

SwiftUI

Protected

Codable

User defaults

Clamping

约束

小结

参考资料

作者信息

Swift 最佳实践之 Property Wrapper

初识 Property Wrapper

内情

Initial

Projected Value

运用

SwiftUI

Protected

Codable

User defaults

Clamping

约束

小结

参考资料

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