理解 Swift 中的元类型:.Type 与 .self

元类型

元类型就是类型的类型。
比如我们说 5 是 Int 类型,此时 5 是 Int 类型的一个值。但是如果我问 Int 类型占用多少内存空间,这个时候与具体某个值无关,而和类型的信息相关。如果要写一个函数,返回一个类型的实例内存空间大小。那么这个时候的参数是一个类型数据,这个类型数据可以是直接说明的比如是 Int 类型,也可以从一个值身上取,比如 5 这个值的类型。这里的类型数据,就是一个类型的类型,术语表述为元类型:metaType。

.Type 与 .self

Swift 中的元类型用 .Type 表示。比如 Int.Type 就是 Int 的元类型。
类型与值有着不同的形式,就像 Int 与 5 的关系。元类型也是类似,.Type 是类型,类型的 .self 是元类型的值。

let intMetatype: Int.Type = Int.self

可能大家平时对元类型使用的比较少,加上这两个形式有一些接近,一个元类型只有一个对应的值,所以使用的时候常常写错:

 types.append(Int.Type)
 types.append(Int.self)

如果分清了 Int.Type 是类型的名称,不是值就不会再弄错了。因为你肯定不会这么写:

 numbers.append(Int)

AnyClass

获得元类型后可以访问静态变量和静态方法。其实我们经常使用元类型,只是有时 Xcode 帮我们隐藏了这些细节。比如我们经常用的 tableView 的一个方法:

func register(AnyClass?, forCellReuseIdentifier: String)

tableView.register(UITableViewCell.self, forCellReuseIdentifier: "cell")

这里的 AnyClass 其实就是一个元类型:

typealias AnyClass = AnyObject.Type

通过上面的定义我们可以知道,AnyClass 就是一个任意类型元类型的别名。
当我们访问静态变量的时候其实也是通过元类型的访问的,只是 Xcode 帮我们省略了 .self。下面两个写法是等价的。如果可以不引起歧义,我想没人会愿意多写一个 self。

Int.max
Int.self.max

type(of:) vs .self

前面提到通过 type(of:).self都可以获得元类型的值。那么这两种方式的区别是什么呢?

let instanceMetaType: String.Type = type(of: "string")
let staicMetaType: String.Type = String.self

.self 取到的是静态的元类型,声明的时候是什么类型就是什么类型。type(of:) 取的是运行时候的元类型,也就是这个实例 的类型。

let myNum: Any = 1 
type(of: myNum) // Int.type

Protocol

很多人对 Protocol 的元类型容易理解错。Protocol 自身不是一个类型,只有当一个对象实现了 protocol 后才有了类型对象。所以 Protocol.self 不等于 Protocol.Type。如果你写下面的代码会得到一个错误:

protocol MyProtocol { }
let metatype: MyProtocol.Type = MyProtocol.self

正确的理解是 MyProtocol.Type 也是一个有效的元类型,那么就需要是一个可承载的类型的元类型。所以改成这样就可以了:

struct MyType: MyProtocol { }
let metatype: MyProtocol.Type = MyType.self 

那么 Protocol.self 是什么类型呢?为了满足你的好奇心苹果为你造了一个类型:

let protMetatype: MyProtocol.Protocol = MyProtocol.self

一个实战

为了让大家能够熟悉元类型的使用我举一个例子。
假设我们有两个 Cell 类,想要一个工厂方法可以根据类型初始化对象。下面是两个 Cell 类:
```swift
protocol ContentCell { }

class IntCell: UIView, ContentCell {

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