Протоколы и дженерики

Протокол — это контракт требований, которые тип выполняет, без своего состояния. В отличие от базового класса он даёт много конформностей, годится struct и enum, не только class. Протокол-ориентированность строит поведение из мелких протоколов с дефолтными extension.

extension может добавить типу вычисляемые свойства, методы, инициализаторы, сабскрипты, вложенные типы и конформности протоколов. Он не может добавить хранимое свойство, потому что это изменило бы разметку памяти типа, зафиксированную в исходном объявлении.

Codable открывает кодирование и декодирование JSON, Equatable включает ==, Hashable позволяет типу быть элементом Set или ключом словаря, Identifiable даёт SwiftUI стабильный id для списков, а CustomStringConvertible задаёт description типа в логах.

Условная конформность делает generic-тип конформным, только когда конформен его параметр — extension Array: Summable where Element: Summable. Она открывает API для [Int], но не для [UIView], ровно как [T] становится Equatable, когда таков его T.

Swift синтезирует Equatable/Hashable, когда каждое хранимое свойство конформно и вы объявляете конформность в файле типа. Пишите их вручную, когда равенство должно игнорировать поля — сравнивайте только id в == и подавайте лишь id в hash(into:).

Объявленное требование и через any P, и через some P вызывает собственную реализацию типа — witness table выбирает её, а дефолт срабатывает, только если тип не добавил своей. Метод, живущий лишь в extension, статичен, и дефолт побеждает всегда.

some P — opaque-тип: один фиксированный тип, известный компилятору, поэтому вызовы статичны и без боксинга. any P — existential-бокс с любым конформным типом, диспетчеризуемый в рантайме через witness table. Берите any, только если тип должен меняться.

func mostFrequent<T: Hashable>(_ xs: [T]) -> T? — ограничение Hashable позволяет T быть ключом словаря для подсчёта, а T? возвращается, потому что у пустого входа нет моды. Клауза where добавляет ограничения вроде T: Comparable, чтобы разрешать ничьи.

Associated type фиксируется конформным типом — по одному на конформность, вызывающий его не выбирает. Generic-параметр выбирается вызывающим на каждом использовании. Берите associated type, когда тип неотъемлем для конформера, и generic-параметр, когда решает вызывающий.

Whole-module optimization видит все точки вызова сразу, поэтому может доказать, что метод нигде не переопределён, и сделать вызов через vtable или witness прямым. final и private заявляют эту гарантию локально, а специализация дженериков встраивает конкретный тип.

Прямая (статическая) диспетчеризация встраивает вызов для final, private, static и методов struct. Нефинальные методы class идут через vtable; требования протокола через дженерики или existential — через witness table; @objc dynamic использует objc_msgSend.

[any Shape] боксирует каждый элемент в existential-контейнер и диспетчеризует вызовы через witness table, без специализации. [T] where T: Shape — один конкретный тип, который оптимизатор специализирует и встраивает, поэтому вызовы статичны, а элементы без боксинга.

Associated type не даёт протоколу единого конкретного типа, поэтому до Swift 5.7 его нельзя использовать как existential — только как ограничение дженерика. Swift 5.7 разрешил такие existential и добавил primary associated type, закрепив его — any Collection<Int>.