类型别名的用途答案

【问题标题】：Purpose of typealias类型别名的用途
【发布时间】：2020-08-18 08:43:43
【问题描述】：

我以为今天我终于明白 typealias 是干什么用的了。

我没有。

我们来看一个例子：

typealias Graph = [String: [String]]

let futurama: Graph = [
    "you": ["bender", "hermes", "scruffy"],
    "bender": ["hubert", "zoidberh"],
    "hermes": ["hubert", "amy", "scruffy"],
    "hubert": ["mom", "fry"],
    "fry": ["leela"],
    "leela": ["brannigan", "nibbler", "scruffy"],
    "amy": ["kif"],
    "brannigan": ["kif"],
    "zoidberh": [],
    "kif": [],
    "mom": [],
    "nibbler": [],
    "scruffy": []
]

extension Graph {
    // Breadth First Search
    func bfs(from start: String, to finish: String) -> [String]? { 
        // Implementation of this graph algorithm here
    }
}

print(
    futurama.bfs(from: "you", to: "scruffy")?.joined(separator: " --> ") ?? "There is no pass, sorry"
)

一切都很好。
然后我做了一个小改动：

let futurama: [String: [String]] = [
        "you": ["bender", "hermes", "scruffy"],
        "bender": ["hubert", "zoidberh"],
        ...

我期待现在futurama.bfs() 不会编译，因为futurama 没有方法bfs。我在想，这是多么聪明啊，这门语言的设计真是太棒了！
但我很失望。没有改变。完全没有。代码仍然可以编译和工作。
所以...

typealias 有什么用？
如何实现我期望的行为？

【问题讨论】：

extension Dictionary where Value: Collection, Value.Element: StringProtocol {

标签： swift type-alias

【解决方案1】：

根据文档（在此处找到：https://docs.swift.org/swift-book/ReferenceManual/Declarations.html）：

类型别名声明引入了现有类型的命名别名进入你的程序。

[...]

声明类型别名后，可以使用别名代替在您的程序中随处可见的现有类型。现有类型可以是命名类型或复合类型。 类型别名不会创建新的类型；它们只是允许名称引用现有类型。

所以实际上你并没有定义一个新类型。您只是用另一个名称为您的类型起别名，以使该类型更易于使用。

因此，在您的情况下，Graph 只是类型 [String: [String]] 的另一个别名，不会为您引入新类型。

所以我猜想实现你所期望的有很多可能性。一种方法是包装您的Graph，例如[String: [String]] 到结构或类中，并为该结构/类编写扩展。您实现这一点的方式很大程度上取决于您想要实现的目标。

这能回答你的问题吗？

【讨论】：

【解决方案2】：

typealias 字面意思是为一个类型创建一个“别名”（即另一个名字）。您不是在创建新类型，而是为现有类型创建另一个 name。来自Language Reference：

类型别名不会创建新类型；它们只是允许名称引用现有类型。

因此，一旦您声明了类型别名，Graph 和 [String: [String]] 现在就指向同一个类型。 Graph 上的扩展等效于[String: [String]] 上的扩展。
对于您想要的行为，您需要创建一个新类型。对于Graph，我认为结构是合适的：
```
struct Graph {
    ...
}
```
Graph 结构然后可以包含（或，封装）[String: [String]] 类型的私有属性，
```
private var adjacencyDictionary: [String: [String]]
```
并且您应该编写访问和（可选）改变图形的方法。例如getNode(withName:)、getNeighboursOfNode(withName:)、addNode、addEdge等

您不应在此处使用类型别名，因为图表不是[String: [String]]。例如，以下[String: [String]] 不是（有效）图：
```
["a": ["b"]]
```

【讨论】：

【解决方案3】：

typealias 只是语法糖。所有类型别名都会在编译开始时被它们别名的实际类型替换，因此类型别名在类型系统级别上不存在。

这就是您所看到的行为背后的原因 - 在类型系统级别，Graph 只是 [String:[String]]，因此定义使用 Graph 的任何函数实际上都适用于别名类型，即 @ 987654325@.

如果您希望 Graph 成为真实类型，则需要像这样声明它 - 将其设为 struct 或 class，并带有 Dictionary 的后备存储。

struct Graph {
    var storage: [String: [String]]
}

extension Graph {
    // Breadth First Search
    func bfs(from start: String, to finish: String) -> [String]? {
        // Implementation of this graph algorithm here
    }
}

let futurama: [String: [String]] ...
futurama.bfs() // This doesn't compile anymore

【讨论】：

【解决方案4】：

根据您在下面的回答，我想出了非常巧妙的方法。
这是下标、ExpressibleByDictionaryLiteral 和泛型的组合。

struct Graph<T> where T: Hashable {
    private var storage: [T: [T]]
    
    subscript(key: T) -> [T]! {
        storage[key]
    }
    
    func bfs(from start: T, to finish: T) -> [T]? {
        // Implementation of the algorithm here. 
    }
}

extension Graph: ExpressibleByDictionaryLiteral {

    init(dictionaryLiteral elements: (T, [T])...) {
        storage = .init(uniqueKeysWithValues: elements)
    }
}

我最初帖子中的代码无需任何更改即可编译和工作！
（除了泛型的东西：String 应该到处改成T）

【讨论】：