Swift-进阶：反射Mirror & 错误处理

本文主要介绍Mirror的使用以及使用Mirror进行JSON解析的错误处理

反射Mirror

反射：是指可以动态获取类型、成员信息，在运行时可以调用方法、属性等行为的特性，

在上面的分析中，我们已经知道，对于一个纯swift类来说，并不支持直接像OC runtime那样的操作
但是swift标准库依旧提供了反射机制，用来访问成员信息，即Mirror

一般使用

class CJLTeacher: NSObject {
    var age: Int = 18
}
let mirror = Mirror(reflecting: CJLTeacher.self)
for pro in mirror.children{
    print("\(pro.label): \(pro.value)")
}

运行上面代码，发现没有任何打印，为什么？是因为Mirror中传入的参数不对，应该是传入实例对象，修改如下

class CJLTeacher: NSObject {
    var age: Int = 18
}
var t = CJLTeacher()
//传入t也可以
let mirror = Mirror(reflecting: t.self)
for pro in mirror.children{
    print("\(pro.label): \(pro.value)")
}

查看Mirror定义

进入Mirror初始化方法，发现传入的类型是Any，则可以直接传t

public init(reflecting subject: Any)

进入children

public let children: Mirror.Children

//进入Children，发现是一个AnyCollection，接收一个泛型
public typealias Children = AnyCollection

//进入Child，发现是一个元组类型，由可选的标签和值构成，
public typealias Child = (label: String?, value: Any)

这也是为什么能够通过label、value打印的原因。即可以在编译时期且不用知道任何类型信息情况下，在Child的值上用Mirror去遍历整个对象的层级视图

JSON解析

根据Mirror的这个特性，我们思考下，可以通过Mirror做什么？首先想到的是JSON解析，如下所示，我们定义了一个CJLTeacher类，然后通过一个test方法来解析t

class CJLTeacher {
    var age = 18
    var name = "CJL"
}


func test(_ obj: Any) -> Any{
    let mirror = Mirror(reflecting: obj)
    //判断条件 - 递归终止条件
    guard !mirror.children.isEmpty else {
        return obj
    }
    //字典
    var keyValue: [String: Any] = [:]
    //遍历
    for children in mirror.children {
        if let keyName = children.label {
            //递归调用
            keyValue[keyName] = test(children.value)
        }else{
            print("children.label 为空")
        }
    }
    return keyValue
}


var t = CJLTeacher()
print(test(t))

代码的打印结果如下，打印出了key-value

JSON解析封装
如果我们想大规模的使用上述的JSON解析，上面只是针对CJLTeacher的JSON解析，所以，为了方便其他类使用，可以将JSON解析抽取成一个协议，然后提供一个默认实现，让类遵守协议

//1、定义一个JSON解析协议
protocol CustomJSONMap {
    func jsonMap() -> Any
}
//2、提供一个默认实现
extension CustomJSONMap{
    func jsonMap() -> Any{
        let mirror = Mirror(reflecting: self)
        //递归终止条件
        guard !mirror.children.isEmpty else {
            return self
        }
        //字典，用于存储json数据
        var keyValue: [String: Any] = [:]
        //遍历
        for children in mirror.children {
            if let value = children.value as? CustomJSONMap {
                if let keyName = children.label {
                    //递归
                    keyValue[keyName] = value.jsonMap()
                }else{
                    print("key是nil")
                }
            }else{
                print("当前-\(children.value)-没有遵守协议")
            }
        }
        return keyValue
    }
}

//3、让类遵守协议（注意：类中属性的类型也需要遵守协议，否则无法解析）
class CJLTeacher: CustomJSONMap {
    var age = 18
    var name = "CJL"
}

//使用
var t = CJLTeacher()
print(t.jsonMap())

【问题】：运行代码发现，并不是我们想要的结果,原因是因为CJLTeacher中属性的类型也需要遵守CustomJSONMap协议

【修改】：所以在原有基础上增加以下代码

//Int、String遵守协议
extension Int: CustomJSONMap{}
extension String: CustomJSONMap{}

修改后的运行结果如下

错误处理

为了让我们自己封装的JSON解析更好用，除了对正常返回的处理，还需要对其中的错误进行处理，在上面的封装中，我们目前采用的是print打印的，这样并不规范，也不好维护及管理。那么如何在swift中正确的表达错误呢？

首先，Swift中，提供了Error协议来标识当前应用程序发生错误的情况，其中Error的定义如下

public protocol Error {
}

Error是一个空协议，其中没有任何实现，这也就意味着你可以遵守该协议，然后自定义错误类型。所以不管是我们的struct、Class、enum，我们都可以遵循这个Error来表示一个错误

所以接下来，对我们上面封装的JSON解析修改其中的错误处理

定义一个JSONMapError错误枚举，将默认实现的print替换成枚举类型

//定义错误类型
enum JSONMapError: Error{
    case emptyKey
    case notConformProtocol
}

//1、定义一个JSON解析协议
protocol CustomJSONMap {
    func jsonMap() -> Any
}
//2、提供一个默认实现
extension CustomJSONMap{
    func jsonMap() -> Any{
        let mirror = Mirror(reflecting: self)
        //递归终止条件
        guard !mirror.children.isEmpty else {
            return self
        }
        //字典，用于存储json数据
        var keyValue: [String: Any] = [:]
        //遍历
        for children in mirror.children {
            if let value = children.value as? CustomJSONMap {
                if let keyName = children.label {
                    //递归
                    keyValue[keyName] = value.jsonMap()
                }else{
                    return JSONMapError.emptyKey
                }
            }else{
                return JSONMapError.notConformProtocol
            }
        }
        return keyValue
    }
}

但是这里有一个问题，jsonMap方法的返回值是Any，我们无法区分返回的是错误还是json数据，那么该如何区分呢？即如何抛出错误呢？在这里可以通过throw关键字（即将Demo中原本return的错误，改成throw抛出）

//2、提供一个默认实现
extension CustomJSONMap{
    func jsonMap() -> Any{
        let mirror = Mirror(reflecting: self)
        //递归终止条件
        guard !mirror.children.isEmpty else {
            return self
        }
        //字典，用于存储json数据
        var keyValue: [String: Any] = [:]
        //遍历
        for children in mirror.children {
            if let value = children.value as? CustomJSONMap {
                if let keyName = children.label {
                    //递归
                    keyValue[keyName] = value.jsonMap()
                }else{
                    throw JSONMapError.emptyKey
                }
            }else{
                throw JSONMapError.notConformProtocol
            }
        }
        return keyValue
    }
}

发现改成throw抛出错误后，编译器提示有错，其原因是因为方法并没有声明成throws
所以还需要在方法的返回值箭头前增加throws（表示将方法中错误抛出），修改后的默认实现代码如下所示

//1、定义一个JSON解析协议
protocol CustomJSONMap {
    func jsonMap() throws-> Any
}
//2、提供一个默认实现
extension CustomJSONMap{
    func jsonMap() throws -> Any{
        let mirror = Mirror(reflecting: self)
        //递归终止条件
        guard !mirror.children.isEmpty else {
            return self
        }
        //字典，用于存储json数据
        var keyValue: [String: Any] = [:]
        //遍历
        for children in mirror.children {
            if let value = children.value as? CustomJSONMap {
                if let keyName = children.label {
                    //递归
                    keyValue[keyName] = value.jsonMap()
                }else{
                    throw JSONMapError.emptyKey
                }
            }else{
                throw JSONMapError.notConformProtocol
            }
        }
        return keyValue
    }
}

由于我们在jsonMap方法中递归调用了自己，所以还需要在递归调用前增加 try 关键字

//2、提供一个默认实现
extension CustomJSONMap{
    func jsonMap() throws -> Any{
        let mirror = Mirror(reflecting: self)
        //递归终止条件
        guard !mirror.children.isEmpty else {
            return self
        }
        //字典，用于存储json数据
        var keyValue: [String: Any] = [:]
        //遍历
        for children in mirror.children {
            if let value = children.value as? CustomJSONMap {
                if let keyName = children.label {
                    //递归
                    keyValue[keyName] = try value.jsonMap()
                }else{
                    throw JSONMapError.emptyKey
                }
            }else{
                throw JSONMapError.notConformProtocol
            }
        }
        return keyValue
    }
}


var t = CJLTeacher()
print(try t.jsonMap())

到此，一个完整的错误表达方式就完成了

swift中错误处理的方式

swift中错误处理的方式主要有以下两种：

【方式一】：使用try关键字，是最简便的，即甩锅，将这个抛出给别人(向上抛出，抛给上层函数)。但是在使用时，需要注意以下两点：
- try? 返回一个可选类型，只有两种结果：
  - 要么成功，返回具体的字典值
  - 要么错误，但并不关心是哪种错误，统一返回nil
- try! 表示你对这段代码有绝对的自信，这行代码绝对不会发生错误
【方式二】：使用do...catch

【方式一】try

通过try来处理JSON解析的错误

//CJLTeacher中定义一个height属性，并未遵守协议
class CJLTeacher: CustomJSONMap {
    var age = 18
    var name = "CJL"
    var height = 1.85
}

/*****1、try? 示例*****/
var t = CJLTeacher()
print(try? t.jsonMap())

/*****打印结果*****/
nil

/*****2、try! 示例*****/
var t = CJLTeacher()
print(try! t.jsonMap())

/*****打印结果*****/
Fatal error: 'try!' expression unexpectedly raised an error: _5_MirrorAndError.JSONMapError.notConformProtocol: file _5_MirrorAndError/main.swift, line 90
2020-12-20 18:27:28.305112+0800 05-MirrorAndError[18642:1408258] Fatal error: 'try!' expression unexpectedly raised an error: _5_MirrorAndError.JSONMapError.notConformProtocol: file _5_MirrorAndError/main.swift, line 90


var t = CJLTeacher()
try t.jsonMap()

/*****打印结果*****/
Fatal error: Error raised at top level: _5_MirrorAndError.JSONMapError.notConformProtocol: file Swift/ErrorType.swift, line 200
2020-12-20 18:31:24.837476+0800 05-MirrorAndError[18662:1410970] Fatal error: Error raised at top level: _5_MirrorAndError.JSONMapError.notConformProtocol: file Swift/ErrorType.swift, line 200

从上面可以知道，错误是向上抛出的，即抛给了上层函数，如果上层函数也不处理，则直接抛给main，main没有办法处理，则直接报错，例如下面的例子

//使用
var t = CJLTeacher()

func test() throws -> Any{
    try t.jsonMap()
}
try test()

其运行结果如下

方式二：do-catch

通过do-catch来处理JSON解析的错误

var t = CJLTeacher()
do{
    try t.jsonMap()
}catch{
    print(error)
}

运行结果如下

LocalError协议

如果只是用Error还不足以表达更详尽的错误信息，可以使用LocalizedError协议，其定义如下

public protocol LocalizedError : Error {

    /// A localized message describing what error occurred.错误描述
    var errorDescription: String? { get }

    /// A localized message describing the reason for the failure.失败原因
    var failureReason: String? { get }

    /// A localized message describing how one might recover from the failure.建议
    var recoverySuggestion: String? { get }

    /// A localized message providing "help" text if the user requests help.帮助
    var helpAnchor: String? { get }
}

继续修改上面的JSON解析，对JSONMapError枚举增加一个扩展，遵守LocalizedError协议，可以打印更详细的错误信息

//定义更详细的错误信息
extension JSONMapError: LocalizedError{
    var errorDescription: String?{
        switch self {
        case .emptyKey:
            return "key为空"
        case .notConformProtocol:
            return "没有遵守协议"
        }
    }
}


var t = CJLTeacher()
do{
    try t.jsonMap()
}catch{
    print(error.localizedDescription)
}

运行结果如下

CustomNSError协议

CustomNSError相当于OC中的NSError，其定义如下，有三个默认属性

public protocol CustomNSError : Error {

    /// The domain of the error.
    static var errorDomain: String { get }

    /// The error code within the given domain.
    var errorCode: Int { get }

    /// The user-info dictionary.
    var errorUserInfo: [String : Any] { get }
}

继续修改JSON解析中的JSONMapError，让其遵守CustomNSError协议，如下所示

//CustomNSError相当于NSError
extension JSONMapError: CustomNSError{
    var errorCode: Int{
        switch self {
        case .emptyKey:
            return 404
        case .notConformProtocol:
            return 504
        }
    }
}


var t = CJLTeacher()
do{
    try t.jsonMap()
}catch{
    print((error as? JSONMapError)?.errorCode)
}

运行结果如下

总结

Error是swift中错误类型的基本协议，其中LocalizedError、CustomNSError都遵守Error
如果在方法中，想要同时返回正常值和错误，需要通过throw返回错误，并且在方法返回值的箭头前面加throws关键字，再调用方法时，还需要加上try关键字，或者使用do-catch，使用try时，有以下两点需要注意：
- try? 返回的是一个可选类型，要么成功，返回正常值，要么失败，返回nil
- try! 表示你对自己的代码非常自信，绝对不会发生错误，一旦发生错误，就会崩溃
- 使用建议：建议使用try?，而不是try!

最后附上完整的自定义JSON解析代码

//定义错误类型
enum JSONMapError: Error{
    case emptyKey
    case notConformProtocol
}

//定义更详细的错误信息
extension JSONMapError: LocalizedError{
    var errorDescription: String?{
        switch self {
        case .emptyKey:
            return "key为空"
        case .notConformProtocol:
            return "没有遵守协议"
        }
    }
}

//CustomNSError相当于NSError
extension JSONMapError: CustomNSError{
    var errorCode: Int{
        switch self {
        case .emptyKey:
            return 404
        case .notConformProtocol:
            return 504
        }
    }
}

//1、定义一个JSON解析协议
protocol CustomJSONMap {
    func jsonMap() throws-> Any
}
//2、提供一个默认实现
extension CustomJSONMap{
    func jsonMap() throws -> Any{
        let mirror = Mirror(reflecting: self)
        //递归终止条件
        guard !mirror.children.isEmpty else {
            return self
        }
        //字典，用于存储json数据
        var keyValue: [String: Any] = [:]
        //遍历
        for children in mirror.children {
            if let value = children.value as? CustomJSONMap {
                if let keyName = children.label {
                    //递归
                    keyValue[keyName] = try value.jsonMap()
                }else{
                    throw JSONMapError.emptyKey
                }
            }else{
                throw JSONMapError.notConformProtocol
            }
        }
        return keyValue
    }
}

extension Int: CustomJSONMap{}
extension String: CustomJSONMap{}

//3、让类遵守协议（注意：类中属性的类型也需要遵守协议，否则无法解析）
class CJLTeacher: CustomJSONMap {
    var age = 18
    var name = "CJL"
    var height = 1.85
}

//使用
var t = CJLTeacher()

do{
    try t.jsonMap()
}catch{
    print((error as? JSONMapError)?.errorCode)
}

Swift-进阶：反射Mirror & 错误处理

反射Mirror

JSON解析

错误处理

swift中错误处理的方式

LocalError协议

CustomNSError协议

总结

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