Day 14｜Swift 協定導向程式設計：打造你的 Swift 程式規範！

2025 iThome 鐵人賽

DAY 14

Mobile Development

Swift iOS 開發新手村：從入門到 AI 聊天室系列第 14 篇

17th鐵人賽

melodia

團隊nutc imac

2025-09-28 20:02:05

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昨天我們學會了用 閉包（Closure） 讓「功能」變得靈活。今天，我們要讓「資料型別」本身也變得同樣靈活！

想像一下，我們要如何保證 一隻鳥 和 一架飛機 這兩種截然不同的東西，都一定擁有fly()這個方法？答案就是讓它們簽署同一份「行為契約」。

在 Swift 中，這份契約就是 協定（Protocol）。它定義了一套所有型別都可以承諾遵守的規範，是實現彈性、模組化設計，以及Delegate等重要模式的基礎。準備好來當個制定規則的架構師了嗎？

今日學習重點

協定的基礎：學習如何定義一份「行為契約」，並要求屬性、方法與建構器。
協定作為型別：探索如何將協定當作通用型別，並透過 擴展（Extension） 提供預設功能。
委任模式（Delegation）：深入了解 iOS 開發中最重要的設計模式之一。
進階技巧：掌握協定的繼承、合成，以及如何用 is 和 as? 檢查遵循狀態。

協定定義與要求

首先，我們定義一份「飛行合約」，要求所有會飛的東西，都必須有名字和飛行方法：

// 定義一份「可飛行」的協定
protocol Flyable {
    // 要求：必須有一個可讀取的「名字」屬性
    var name: String { get }
    
    // 要求：必須有一個「飛行」的方法
    func fly()
}

遵循協定

現在，我們讓 Bird（結構）和 Plane（類別）這兩個完全不同的型別，都來簽署並遵守這份合約：

struct Bird: Flyable {
    var name: String
    
    func fly() {
        print("鳥 \(name) 正在展翅高飛。")
    }
}

class Plane: Flyable {
    var name: String
    
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
    
    func fly() {
        print("飛機 \(name) 正在引擎全開地飛行。")
    }
}

協定作為型別

協定最酷的地方，就是可以當作一個「通用型別」來使用。我們可以建立一個只認識 Flyable 的函式，它不在乎傳進來的是鳥還是飛機。


let sparrow = Bird(name: "麻雀")
let boeing747 = Plane(name: "波音747")

// 這個函式只認得「會飛的東西」，不關心具體型別
func letItFly(flyer: Flyable) {
    print("準備起飛...")
    flyer.fly()
}

letItFly(flyer: sparrow)    // 傳入 Bird
letItFly(flyer: boeing747) // 傳入 Plane

協定擴展：預設實作

假設我們希望所有會飛的東西，都能「降落」。我們可以透過擴展協定，直接為所有遵循者加上預設的降落功能：

extension Flyable {
    func land() {
        print("\(name) 降落了。")
    }
}

// 現在不管是鳥還是飛機，都會自動獲得 land() 方法！
sparrow.land()    // 印出 麻雀 降落了。
boeing747.land() // 印出 波音747 降落了。

委任模式（Delegation）：協定的典型應用

委任模式是協定最重要的應用，需要一個完整的範例來展示「委託方」和「受委託方」的互動：

protocol TaskDelegate {
    func didFinishTask(taskName: String) // 任務完成後要回報
}

// 2. 建立「工人」（委託方），他身上有個「監工」的屬性
class Worker {
    var delegate: TaskDelegate? // 監工是誰還不確定，所以是 Optional

    func doTask() {
        print("工人：開始執行任務...")
        // ...執行任務中...
        print("工人：任務完成！")
        
        // 透過合約，向監工回報
        delegate?.didFinishTask(taskName: "清洗窗戶")
    }
}

// 3. 建立「經理」（受委託方），他同意遵守「任務合約」
class Manager: TaskDelegate {
    func didFinishTask(taskName: String) {
        print("經理：收到回報，\(taskName) 任務已完成。做得很好！")
    }
}

// --- 實際應用 ---
let worker = Worker()
let manager = Manager()

// 把經理指派為工人的監工
worker.delegate = manager

// 工人開始工作，完成後會自動向他的監工（經理）回報
worker.doTask()

進階：協定繼承與合成

協定能繼承其他協定，組合更多要求。
使用 SomeProtocol & AnotherProtocol 表示同時遵循多個協定：

protocol SomeProtocol {}
protocol AnotherProtocol {}

protocol CombinedProtocol: SomeProtocol, AnotherProtocol {
    // 繼承多個協定要求
}

型別檢查與轉換

有時候，我們雖然知道一個物件是Flyable，但可能想進一步確認它到底是Bird還是Plane，並存取其特有的屬性。這時就可以使用is和as?：

// 建立一個包含不同型別的 Flyable 陣列
let flyers: [Flyable] = [Bird(name: "老鷹"), Plane(name: "F-22猛禽戰鬥機")]
for flyer in flyers {
    // 使用 is 來檢查型別
    if flyer is Bird {
        print("\(flyer.name) 是一隻鳥。") // 正確寫法
    } else if flyer is Plane {
        print("\(flyer.name) 是一架飛機。") // 正確寫法
    }

    // 使用 as? 來嘗試安全轉換型別
    if let plane = flyer as? Plane {
        print("確認過眼神，\(plane.name) 是一架飛機沒錯。")
    }
}