key-path 表达式

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键路径（Key Path）是 Swift 语言中的一种强大特性，它提供了一种类型安全的方式来引用类型（如结构体或类）中的属性。键路径使得我们能够以一种间接的、动态的、且类型安全的方式访问和修改属性。

官方文档：Key-Path Expression

基本概念 #

键路径基本上是属性的引用，允许你间接地访问和修改属性，而不需要直接写出属性名。它们使用反斜杠（\) 开头作为标识符。

使用示例 #

定义和使用键路径 #

考虑一个简单的结构体 Person：

struct Person {
    var name: String
    var age: Int
}

你可以定义一个指向 Person 结构体的 name 和 age 属性的键路径：

let nameKeyPath = \Person.name
let ageKeyPath = \Person.age

这两个键路径分别指向 Person 的 name 和 age 属性。

通过键路径访问和修改属性 #

一旦你定义了键路径，就可以用它们来访问和修改属性值了：

var person = Person(name: "Alice", age: 30)

let personName = person[keyPath: nameKeyPath]  // "Alice"
let personAge = person[keyPath: ageKeyPath]    // 30

person[keyPath: nameKeyPath] = "Bob"
person[keyPath: ageKeyPath] = 35

print(person)  // 输出: Person(name: "Bob", age: 35)

在这个例子中，键路径 nameKeyPath 和 ageKeyPath 被用来读取和修改 Person 实例的 name 和 age 属性。

键路径的层级访问 #

键路径不仅可以访问类型的直接属性，还可以访问嵌套属性。例如：

struct Address {
    var city: String
    var zipcode: String
}

struct Person {
    var name: String
    var age: Int
    var address: Address
}

let addressKeyPath = \Person.address
let cityKeyPath = \Person.address.city

let person = Person(name: "Alice", age: 30, address: Address(city: "New York", zipcode: "10001"))

let personAddress = person[keyPath: addressKeyPath]  // Address(city: "New York", zipcode: "10001")
let personCity = person[keyPath: cityKeyPath]        // "New York"

在这个例子中，addressKeyPath 指向 Person 类型的 address 属性，而 cityKeyPath 则进一步引用了 address 属性中的 city 属性。

类型安全 #

键路径是严格类型安全的。如果你尝试使用不兼容的键路径，编译器将会报错：

// 定义一个简单的Person类型
struct Person {
    let name: String
    let age: Int
}

// 定义一个简单的City类型
struct City {
    let name: String
    let population: Int
}

// 创建Person类型的键路径
let personNameKeyPath = \Person.name

// 创建Person实例
let person = Person(name: "Alice", age: 30)

// 这个使用是正确的，不会报错
let name = person[keyPath: personNameKeyPath] // "Alice"

// 创建City类型的键路径
let cityNameKeyPath = \City.name

// 创建City实例
let city = City(name: "New York", population: 8_400_000)

// 这个使用是正确的，不会报错
let cityName = city[keyPath: cityNameKeyPath] // "New York"

// 错误示例：类型不匹配
// let wrongName = person[keyPath: cityNameKeyPath] // 编译错误：Cannot convert value of type 'WritableKeyPath<City, String>' to expected argument type 'WritableKeyPath<Person, _>'

编译器会检查键路径和实例的类型是否匹配，不匹配则报错。键路径 \City.name 不能用于 Person 类型的实例，反之亦然。

WritableKeyPath 和 KeyPath #

Swift 中有两种主要的键路径类型：

KeyPath：只读键路径，可以用于访问属性，但不能修改属性。
WritableKeyPath：可写键路径，可以用于访问和修改属性。

还有其他更为细分的键路径类型，比如：

PartialKeyPath<Root>：可以指向某个具体类型中的某个属性，但不指定属性的类型。
ReferenceWritableKeyPath<Root, Value>：适用于类实例的可写键路径。

扩展应用 #

键路径在 Swift 的其他特性中也有广泛应用，如：

KVO（键值观察，Key-Value Observing）：在观察某些属性的变化时使用键路径。
SwiftUI：键路径在声明式 UI 结构中广泛使用，如 @Binding、@StateObject 等属性包装器。

小结 #

键路径是 Swift 中一种极其灵活且类型安全的机制，提供了间接访问和修改属性的能力。它在 SwiftUI 和其他 Swift 特性中有广泛应用。通过理解和熟练使用键路径，可以编写出更加灵活和可扩展的代码。