3.3 剧组契约：协议扩展与访问控制

3.3 剧组契约：协议、扩展与访问控制

本节摘要：本节讲类型系统的最后一块编制——协议定义"能做什么"的能力契约，扩展给任何已有类型追加实现，访问控制划定可见边界。结论先行：Swift 的复用主力是协议而非继承；协议加扩展的组合是 SwiftUI 数据流与 UIKit 委托模式的共同地基。

调度规则（3.2 节）管住了"是一种"的血缘关系，但剧团里还有大量"能力"关系：无论你是结构体还是类，只要"能出票"，就能进结账通道。这种关系用契约——协议——来表达。

签约现场：协议是能力清单

协议只列要求，不写实现。谁遵循它，谁就必须交齐清单上的每一项：

// 契约一：能展示为一行界面文案
protocol Summarizable {
    var oneLine: String { get }        // get：至少可读（实现方可以加 set）
}

// 契约二：能参与购票，且要求先满足契约一（协议可继承协议）
protocol Bookable: Summarizable {
    var seatsLeft: Int { get }
    mutating func reserve() -> Bool     // mutating：允许值类型实现时修改自身
}
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结构体和类都可以签约，这正是不受继承树约束的自由：

struct Session3: Bookable {
    let filmName: String
    var seatsLeft: Int

    var oneLine: String { "《\(filmName)》余 \(seatsLeft) 座" }

    mutating func reserve() -> Bool {
        guard seatsLeft > 0 else { return false }   // 2.1 节的 guard 继续上岗
        seatsLeft -= 1
        return true
    }
}

final class GiftCard: Bookable {
    let balance: Int
    var seatsLeft: Int { balance }      // 计算属性满足 get 要求

    var oneLine: String { "礼品卡余额 \(balance) 张" }
    func reserve() -> Bool { balance > 0 }   // 类是引用类型，实现 mutating 要求时不用写 mutating
}

var session = Session3(filmName: "雾中灯塔", seatsLeft: 2)
print(session.oneLine)          // 输出：《雾中灯塔》余 2 座
print(session.reserve())        // 输出：true
print(session.seatsLeft)        // 输出：1
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面向协议编程的回报与多态同款：结账通道只认 Bookable，不关心背后是结构体还是类：

func checkout(_ items: [Bookable]) {
    for item in items {
        print("待出票：\(item.oneLine)")
    }
}
checkout([session, GiftCard(balance: 3)])
// 输出：
// 待出票：《雾中灯塔》余 1 座
// 待出票：礼品卡余额 3 张
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契约的效力：谁能进通道由签约决定

扩展：给已有演员加戏不改剧本

扩展（extension）能在类型定义之外、甚至对系统类型追加功能。它最漂亮的用法是把协议实现按功能分块组织：

// 给上一节的 Session3 补充能力：按功能分块的扩展
extension Session3 {
    // 追加计算属性
    var urgency: String { seatsLeft <= 3 ? "仅剩少量" : "票源充足" }
}

// 给 String 扩展排片专用格式化——系统类型也能加戏
extension String {
    var withBrackets: String { "《\(self)》" }
}

print(session.urgency)             // 输出：仅剩少量
print("星际列车".withBrackets)      // 输出：《星际列车》
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SwiftUI 的 API 全按这个思路铺开：你写的一堆修饰方法，本质都是对视图类型的扩展链。扩展也能直接提供协议默认实现（协议扩展），这是"模板方法"在 Swift 里的形态，第7章前可以先把"扩展=分块加戏"用熟。

⚠️ 常见坑：扩展里能加计算属性与方法，但不能加存储属性（结构体的存储布局在定义时就已冻结）。想在扩展里存状态，只能封装到别处或用第6章的属性包装器。

访问控制：后台不是谁都能进

剧团大了要划后台边界。Swift 从宽到严四档：open（可跨模块继承，仅类）、public（跨模块可用）、internal（模块内可用，默认值）、fileprivate（仅本文件）、private（仅本类型与同文件扩展）。界面工程里最常用的是后三档：

struct BoardModel {
    private(set) var seatsLeft: Int    // 外部可读，写入仅限内部
    private var secretSalt = "xx"      // 完全私有：外界不可见

    init(seatsLeft: Int) { self.seatsLeft = seatsLeft }

    mutating func reserveOne() -> Bool {
        guard seatsLeft > 0 else { return false }
        seatsLeft -= 1
        return true
    }
}

var board = BoardModel(seatsLeft: 5)
print(board.seatsLeft)          // 输出：5（可读）
print(board.reserveOne())       // 输出：true
print(board.seatsLeft)          // 输出：4（只能经由内部方法变化）
// board.seatsLeft = 0          // 编译错误：setter 是私有的
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private(set) 是界面代码的常客：余票数对界面可读（渲染用），但只能通过 reserveOne 修改——状态变化的通道被收窄到一条，排查"票数怎么莫名变了"时只需要查一个方法。

完整案例：给排片行统一加"分享文案"能力

背景：产品要求所有能上排片界面的条目（场次、礼包、会员卡）都能生成分享文案，且文案格式统一。操作：定协议、三方签约、通道统一调用：

protocol Shareable {
    func shareText() -> String
}

extension Shareable {                       // 协议扩展：默认实现，签约即得
    func shareText() -> String { "来看这个：\(oneLineDefault)" }
    var oneLineDefault: String { "拾光影院好内容" }
}

extension Session3: Shareable {             // 各自覆写出个性文案
    func shareText() -> String { "《\(filmName)》就剩 \(seatsLeft) 座，手慢无" }
}
extension GiftCard: Shareable {}            // 不覆写，用默认实现

let shareables: [Shareable] = [session, GiftCard(balance: 3)]
for s in shareables { print(s.shareText()) }
// 输出：
// 《雾中灯塔》就剩 1 座，手慢无
// 来看这个：拾光影院好内容
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结果解读：协议扩展提供了默认台词，需要个性的覆写、不需要的白拿——新增第四种条目时，一行签约就接入分享功能。变式：把默认实现挪进协议声明（不行——协议声明里不能有实现体，这正是协议扩展存在的理由），或给 Shareable 加 where Self: Bookable 约束（第6章泛型处细讲）。

💡 关键直觉：协议是 Swift 的"接口政治"——它让结构体和类站在同一条通道前平起平坐。第7章你会看到 SwiftUI 的 View 协议、UIKit 的一堆委托协议，全是这套机制的工程化应用。

编制改革结案

• 协议列能力清单，结构体与类都能签，协议可继承协议；
• 面向协议编程：通道只验签约不问出身，新增类型零侵入接入；
• 扩展给任何类型分块加戏（含系统类型），但不能加存储属性；
• 协议扩展提供默认实现，覆写出个性；
• private(set) 收窄写通道，是界面状态管理的第一道闸；
• 默认 internal：同模块内自由可见，跨模块才需要 public。

剧团编制齐整了。下一幕转场到后台——那里有一本账，记着每个类对象被谁引用着；账本清零的瞬间，对象谢幕。第4章：ARC 内存管理。