iOS Protocol Basic & Protocol Oriented Programming
About Protocol & POP (Protocol Oriented Programming)
기본을 충실하게!
프로토콜(Protocol) 이란?
- 작업에 필요한 메서드,프로퍼티 및 요구사항을 정의하는 일종의 약속, 계약 의 역할을 한다. 그후 프로토콜 클래스, 구조체, 열거형에서 채택(adoption)하여 이러한 요구 사항을 자세하게 실제 구현할 수 있다.
Property Requirements( 프로퍼티 요구사항)
프로토콜 내의 프로퍼티 선언
프로토콜 프로퍼티 선언 시
- 프로토콜은 프로퍼티가 save 인지 operation 인지 명시하지 않는다.
- 읽기 가능한지, 읽기/쓰기 모두 가능한지 명시해야한다 ( ‘setter’ always be with ‘getter’)
- 프로퍼티 요구사항은 항상 var 로 선언되어야한다.
상수(Constant), 변수(Variable) 저장 프로퍼티
protocol MajorInformed {
var myMajor: String { get }
}
struct Student: MajorInformed {
let myMajor: String
}
var gaki = Student(MyMajor: "CES")
gaki.myMajor = "Electric Engineering" // error 발생
myMajor 프로퍼티가 let으로 선언되었기 때문에 값을 변경할 수 없다. var 로 선언 하게 되면 변경이 가능하다.
연산프로퍼티 gettable
값을 저장하고 리턴할 변수가 따로 필요하다
protocol MajorInformed {
var myMajor: String { get }
}
struct Student: MajorInformed {
var university: String
var myMajor: String {
return university
}
}
var gaki = Student(university: "KNU")
gaki.myMajor = "Electric Engineering" // error 발생
- myMajor의 프로퍼티값은 읽기 전용이기 때문에 달느 값을 넣어 줄 수 없다.
- 연산프로퍼티는 값을 저장하는 것이 아니라 연산을 통해서 값을 설정하거나 반환 해준다.( gaki 인스턴스 초기화 시 매개변수로 myMajor가 아닌 university를 사용해서 myMajor의 값을 초기화 시켜주어야한다)
연산프로퍼티 settable
protocol MajorInformed {
var myMajor: String { get }
}
struct Student: MajorInformed {
var university: String
var myMajor: String {
get {
return university
}
set {
university = newValue
}
}
}
var gaki = Student(university: "KNU")
gaki.myMajor = "Electric Engineering" //가능
프로토콜이 gettable 및 settable 프로퍼티를 요구하면, 해당 프로퍼티 요구사항은 상수(constant) 저장 프로퍼티 또는 읽기 전용 연산 프로퍼티로 충족되서는 안된다.
{ set }으로 선언 되어있는데let으로 선언이 되어있으면 변수가 settable 하지 않기 때문에var로 선언
Method Requirements(메소드 요구사항)
- 프로토콜은 특정 인스턴스 메소드 및 타입 메소드가 타입을 준수하여 구현하도록 요구가 가능하다.
프로토콜내 함수 선언
프로토콜 채택
- 프로토콜은 단순 정의만 진행하고 실제 구현은 프로토콜을 채택한 곳에서 수행
타입 프로퍼티와 프로토콜
타입 프로퍼티를 프로토콜에 정의한 경우, 다입베소드 요구사항에 항살 static 키워드를 붙여야 한다.
클래스에서 구현할 때, 타입 메소드 요구사항 앞에 class 또는 static 키워드가 접두사로 붙는 경우에도 마찬가지 이다.
protocol SomeProtocol {
static func someTypeMethod()
static func anotherTypeMethod()
}
class 에서 채택
class Gaki : SomeProtocol{
static func someTypeMethod() {
}
class func anotherTypeMethod() {
}
}
gaki라는 클래스에서 SomeProtocol 을 채택하고 요구 메서드를 구현 한다. class 에서 프로토콜을 채택했기 때문에 요구 메소드는 static 도는 class 키워드를 추가해서 구현 할 수 있다.
서브클래스에서 override를 통해 구현
class Gaki : SomeProtocol{
static func someTypeMethod() {
}
class func anotherTypeMethod() {
}
}
class SubClass: Gaki {
override static func anotherTypeMethod() {
//overriding implementation
}
}
Mutating Method Requirements
Mutating키워드는 구조체 또는 열거형에서만 채택시 사용 할 수 있다.
protocol SomeProtocol{
mutating func SomeMethod(_ num : Int)
}
struct SomeStruct : SomeProtocol{
var x = 0
//프로토콜 측에서 이미 mutating을 선언 하고 있기 때문에 구현 시 생략이 가능하다.
mutating func SomeMethod(_ num :Int) {
x += num
}
}
- 구조체 내부의 변수 x 의 값을 변경가능하게 하기 위해 mutating 키워드를 통해 변수 x 값에 접근 가능하다.
Initializer Requirement
- 프로토콜을 준수하려는 타입에게 특정 이니셜라이저를 필수적으로 구현 하도록 요구가 가능하다.
protocol SomeProtocol {
init(someParameter: Int)
}
Class Implementations of Protocol Initializer Requirements
프로토콜을 준수하는 클래스에서 프로토콜에서 요구하는 이니셜라이저 요구사항을 구현 할수 있다.
required , modifier 키워드를 사용 (구조체의 경우 필요가 없다)
클래스가 final modifier로 표시 되었을때는 required 를 표시할 필요 없다. (final 클래스는 서브클래스화 할 수 없다)
protocol SomeProtocol {
init(someParameter: Int)
}
class SomeClass: SomeProtocol {
required init(someParameter: Int) {
// initializer implementation goes here
}
}
- protocol의 init() 과 슈퍼클래스의 dssignated init() 를 재정의 할때 두 이니셜라이저가 일치 하는 경우 required override 를 명시한다.
protocol SomeProtocol {
init()
}
class SomeSuperClass {
init() {
// initializer implementation goes here
}
}
class SomeSubClass: SomeSuperClass, SomeProtocol {
// "required" from SomeProtocol conformance; "override" from SomeSuperClass
required override init() {
// initializer implementation goes here
}
}
Protocols as Type (타입으로서의 프로토콜)
프로토콜을 채택하는 것이 아니라 타입으로 프로토콜을 변수나 상수 프로퍼티로 선언하는 것
해당 프로토콜의 요구 메소드를 구현 할 필요 없이 접근이 가능하다.
protocol RandomNumberGenerator {
func random() -> Double
}
class LinearCongruentialGenerator: RandomNumberGenerator {
var lastRandom = 42.0
let m = 139968.0
let a = 3877.0
let c = 29573.0
func random() -> Double {
lastRandom = ((lastRandom * a + c).truncatingRemainder(dividingBy:m))
return lastRandom / m
}
}
class Dice {
let sides: Int
//상수 저장 프로퍼티를 선언 하고 타입을 protocol로 선언
let generator: RandomNumberGenerator
init(sides: Int, generator: RandomNumberGenerator) {
self.sides = sides
self.generator = generator
}
func roll() -> Int {
//요구메소드를 구현 하지 않고 바로 접근이 가능하다
//주의사항은 타입으로서 프로토콜을 사용할 때 해당 요구 메서드가 완벽하게 오류가 없이 구현이 되어있어야한다.
return Int(generator.random() * Double(sides)) + 1
}
}
var d6 = Dice(sides: 6, generator: LinearCongruentialGenerator())
for _ in 1...5 {
print("Random dice roll is \(d6.roll())")
}
위의 예제는 해당 프로토콜의 타입의 변수가 선언된 해당 클래스 내에서 구현 없이 접근 하는 것을 볼 수 있다. 이런 것이 가능한 이유는 이전에 해당 프로토콜을 채택한 LinearCongruentialGenerator 클래스에서 요구 메서드를 구현 했고 이 클래스 또한 RandomNumberGenerator 타입이기 때문에 Dice(sides: 6, generator: LinearCongruentialGenerator()) 이런 작업이 가능하다. 그러므로 해당 generator의 경우 앞전에 구현된 요구 함수를 접근할 수 있다.
Adding Protocol Conformance with an Extension
- 프로토콜을 Extension 하여 채택이 가능하다.
protocol AddString {
var addHello: String { get }
}
extension String: AddString {
var addHello: String {
//self :addHello를 호출하는 String 인스턴스 자신
return "Hello \(self)"
}
}
protocol MyProtocol {
var returnDouble: Double { get }
mutating func add(n: Int)
}
extension Int: MyProtocol {
var returnDouble: Double {
return Double(self)
}
mytating func add(n: Int) {
self += n
}
}
//예제 출력
var number = 10
number.returnDouble //10.0
number.add(n: 20)
number.returnDouble //30.0
Collections of Protocol Types
- 컬렉션 (배열 , 딕셔너리 등) 에 저장될 프로토타입
var protocolArray = [MyProtocol]()
// 위에서 extension 으로 Int 가 해당 프로토콜을 채택하고 있기 때문에 Int 형 자료를 append 할 수 있다.
protocolArray.append(0)
protocolArray.append(1)
protocolArray.append(2)
//프로토콜 타입 인스턴스 생성
var protocolValue = MyProtocol()
protocolArray.append(protocolValue)
- 컬렉션 프로토콜 타입 인자 접근
for index in protocolArray {
print(index.returnDouble) // 0.0 1.0 2.0
}
Protocol Inheritance
프로토콜은 하나 이상의 다른 프로토콜을 상속 할 수 있고, 상속 된 요구사항에 추가로 요구사항을 추가할 수 있다.
Class-Only Protocols
AnyObject 프로토콜을 프로토콜의 상속 목록에 추가하여 프로토콜 채택을 클래스 타입을 제한할 수 있다.
- AnyObject를 상속한 프로토콜은 클래스만 채택이 가능하다
protocol SomeClassOnlyProtocol: AnyObject, SomeInheritedProtocol {
// class-only protocol definition goes here
}
AnyObject를 상속 받으면 , SomeClassOnlyProtocol 은 클래스에서만 채택할 수 있게 된다.
Class-Only Protocol은 정의된 동작이 값타입(Value Type)이 아닌 참조타입(Reference Type)이라고 가정하거나 요구할 경우에 클래스 전용 프로토콜을 사용해야한다.
Protocol Composition
하나의 타입이 동시에 여러 프로토콜을 준수하도록 요구하는것이 유용할 수 있다.
Protocol Composition은 새로운 프로토콜 타입을 정의하지 않는다.
protocol Named {
var name: String { get }
}
protocol Aged {
var age: Int { get }
}
- 프로토콜을 동시에 두개를 채택하고 있는 Person 구조체
struct Person: Named, Aged {
var name: String
var age: Int
}
- Person 구조체 밖에 위치한 함수
func wishHappyBirthday(to celebrator: Named & Aged) {
print("Happy birthday, \(celebrator.name), you're \(celebrator.age)!")
}
의미: 해당 함수의 파라미터로는 Named Protocol 과 Aged Protocol 둘 모두를 준수 하는 타입어야 한다.
Person 구조체 타입의 파라미터로 명시하는 것이 아니라 해당 구조체가 체택하고 있는 프로토콜의 타입을 들 명시 해주어서 보다 명확하게 프로토콜 준수 사항을 확인할 수 있다.
let birthdayPerson = Person(name: "Malcolm", age: 21)
wishHappyBirthday(to: birthdayPerson)
// Prints "Happy birthday, Malcolm, you're 21!"
해당 프로토콜을 준수하는 객체를 선별 하는 방법
protocol Named{
var name : String {get}
}
class A : Named {
var name : String
init(name:String) {
self.name = name
}
}
class B {
var name : String
init(name:String) {
self.name = name
}
}
let objectA = A(named: "gaki")
let objectB = B(named: "tsukai")
var arr = [AnyObject]()
arr.append(objectA)
arr.append(objectB)
//해당 프로토콜을 채택하고 있는 클래스 객체인지 배열에서 판별하는 법
for index in arr {
if let object = index as? Named {
print(object.name)
} else {
print("Not following Protocol by "Named")
}
}
Optional Protocol Requirements
프로토콜에 대한 Optional한 요구사항을 정의 할 수 있다.
선택적요구사항에 optional 수정자를 접두어로 붙는다.
선택적 요구사항을 사용할 수 있으므로 Objective-C와 상호 운용되는 코드를 작성할 수 있다.
@objc 프로토콜은 Objective-C 클래스 나 다른 @objc 클래스를 상속받은 클래스에서만 사용할 수 있다
그들은 구조체나 열거형에 의해 채택 될 수 없다.
메소드나 프로퍼티에 사용시 해당 타입이 자동으로 옵셔널이 된다. (ex (Int)->String타입의 메소드는 ((Int)->String)? )
요구사항이 프로토콜을 준수하는 타입으로 구현되지 않았을 가능성을 나타내기위해 optional chainning 을 사용하여 호출 할 수 있다.
