• Extension cho phép chúng ta có thể add thêm functionality cho các type hay protocol có sẵn hay một số phần của thư viện Apple SDK có sẵn hoặc thậm chí là thành phần trong các third party package mà chúng ta sử dụng trong project.

• Tuy nhiên extension trong Swift có thể được sử dụng với nhiều cách linh hoạt và nâng cao hơn nhiều so với việc chỉ sử dụng để add thêm các property hay method cho các external object. Ở bài viết này chúng ta cùng nghiên cứu các cách sử dụng đó để có thể sử dụng trong các project sắp tới.

1/ Thêm các tính năng vào Type tồn tại sẵn:

• Bắt đầu từ đơn giản ta có cách sử dụng extension để thêm mới, tùy chỉnh các API cho các dạng type thành phần trong Apple system ví dụ như các Apple standard library. Ví dụ cụ thể như chúng ta cần làm việc trên một app mà logic xử lý yêu cầu chúng ta cần phải access vào các element trong các mảng khác nhau, để tránh việc luôn phải kiểm tra index của các element mà chúng ta access thì chúng ta có thể làm như sau:

extension Array {
    func element(at index: Int) -> Element? {
        guard index >= 0, index < count else {
            return nil
        }

        return self[index]
    }
}

• Rất đơn giản nhưng tiện lợi đúng không? Bây giờ chúng ta đã có thể sử dụng method trên ở bất kỳ Array nào trong project. Chưa dừng ở đó chúng ta còn có thể thực hiện những tùy chỉnh tốt hơn với việc sử dụng extension cho protocol RandomAccessCollection:

• RandomAccessCollection định nghĩa các yêu cầu mà collection cung cấp random access cho các element. Mở rộng protocol này chúng ta sẽ sử dụng method mới cho bất kì collection nào bao gồm cả Array:

extension RandomAccessCollection {
    func element(at index: Index) -> Element? {
        guard indices.contains(index) else {
            return nil
        }

        return self[index]
    }
}

• Chỉ với thay đổi trên, chúng ta bây giờ có thể sử dụng method mới cho các type như Array, ArraySlice, Range:

// Extracting an optional element from an Array
guard let fifthElement = array.element(at: 4) else {
    return
}

// Doing the same thing, but using an ArraySlice instead:
let slice = array[0..<3]

guard let secondElement = slice.element(at: 1) else {
    return
}

// We could also use our new method with types like Range:
guard let thirdValue = range.element(at: 2) else {
    return
}

• Việc sử dụng extension cho protocol mang lại cho chúng ta sự linh hoạt hơn trong việc sử dụng các method và property mà chúng ta thêm vào.

• Tuy nhiên không phải tất cả extension chúng ta thêm vào đều hướng tới mục đích chung trên. Trong một số trường hợp chúng ta cần thêm các constraints để các extension thêm cụ thể.

• Chúng ta cùng xem một ví dụ mà chúng thêm thêm extension để add method giúp chúng ta tính toán tổng giá tiền của các products với cách sử dụng same type constraints để đảm bảo method sẽ được chỉ được gọi khi Sequence conform type của Product value:

extension Sequence where Element == Product {
    func totalPrice() -> Int {
        reduce(0) { price, product in
            price + product.price
        }
    }
}

• Điều hữu dụng của constraints này là nó không chỉ tham chiếu và đảm bảo type cho protocol mà còn có thể sử dụng trong closure như sau:

extension Sequence where Element == () -> Void {
    func callAll() {
        forEach { closure in
            closure()
        }
    }
}

• Ở Swift 5.3, tính năng này còn được nâng cấp hơn cho phép chúng ta có thể sử dụng constraints này để cá nhân hóa cách khai báo method cho các type được sử dụng để bao đóng nó.

extension Sequence {
    func callAll<T>(with input: T) where Element == (T) -> Void {
        forEach { closure in
            closure(input)
        }
    }
}

• Method trên có thể trở nên hữu dụng khi chúng ta muốn truyền các same value cho các closure khác nhau như trong ví dụ các order sẽ notify cho tất cả observer thuộc Observable type có value thay đổi:

class Observable<Value> {
    var value: Value {
        didSet { observations.callAll(with: value) }
    }

    private var observations = [(Value) -> Void]()

    ...
}

2/ Tổ chức lại các API và cách tuân thủ Protocol:

• Extension thường được dùng trong việc tổ chức code trong project, đây là một tính năng mà chúng ta đã thực hiện nhiều trên Objective-C. Chúng ta sử dụng để nhóm các API có cùng chức năng mà nó cung cấp để dễ dàng cho việc tìm kiếm cũng như xếp tính năng.

• Trong Swift chúng ta sử dụng cùng một cách tiếp cận để xếp các API theo access level. Lấy ví dụ như Publish, chúng ta có một trình khởi tạo để build mỗi website mà trong đó Section dùng như type để các nhóm được gom vào phải tuân thủ theo như public, internal, private:

public struct Section<Site: Website>: Location {
    public let id: Site.SectionID
    public private(set) var items = [Item<Site>]()
    ...
}

public extension Section {
    func item(at path: Path) -> Item<Site>? {
        ...
    }
    
    func items(taggedWith tag: Tag) -> [Item<Site>] {
        ...
    }
    
    ...
}

internal extension Section {
    mutating func addItem(_ item: Item<Site>) {
        ...
    }
}

private extension Section {
    ...
    
    mutating func rebuildIndexes() {
        ...
    }
}

• Ngoài lợi ích trong việc tổ chức code, cách làm trên chúng ta còn không phải cấp cho method các access level mà mỗi API sẽ tự động được cung cấp các truy cập cần thiết.

• Cách triển khai trên hoàn toàn có thể áp dụng cho protocol, chúng ta có thể kèm theo điều kiện phù hợp cho từng extension chúng ta thêm, ví dụ như chúng ta tạo ListViewController conform UITableViewDelegate qua extension:

extension ListViewController: UITableViewDelegate {
    func tableView(_ tableView: UITableView,
                   didSelectRowAt indexPath: IndexPath) {
        let item = items[indexPath.item]
        showDetailViewController(for: item)
    }
    
    ...
}

• Ở đây chúng ta đơn giản tạo ra các điều kiện wrapper type để thỏa mãn conform cho protocol như Equatable và Hashable chỉ khi Wrapped cũng thỏa mãn type của các protocol:

// The compiler can still automatically generate the code required
// to conform to protocols like Equatable and Hashable even when
// adding those conformances through extensions:
extension NetworkResponse: Equatable where Wrapped: Equatable {}
extension NetworkResponse: Hashable where Wrapped: Hashable {}

// Most protocols will probably require us to write some form of
// bridging code ourselves, though. For example, here we make our
// network response use its wrapped type's description when it's
// being converted into a string, rather than defining its own:
extension NetworkResponse: CustomStringConvertible
    where Wrapped: CustomStringConvertible {

    var description: String {
        result.description
    }
}

3/ Chuyên môn hóa việc sử dụng generic:

• Ở điểm cuối cùng, chúng ta cùng xem cách extension có thể được sử dụng để chuyên môn hóa các type cũng như protocol chung cho từng trường hợp sử dụng thực thế:

• Như Sequence và RandomAccessCollection protocol mà chúng ta đã mở rộng để thuận tiện cho việc sử dụng như cách vài Apple Framework thường sử dụng generic để làm cho các API trờ nên an toàn và dễ mở rộng hơn. Trong Combine các publisher được implement để sử dụng Publisher protocol bao gồm các các generic type được định nghĩa để Output hay Failure được tạo ra khi các Publisher emit.

• Các generic type đó cho phép chúng ta triển khai hoàn chỉnh các Combine operator như việc sử dụng Result cho value được trả về từ publisher emit:

extension Publisher {
    func asResult() -> AnyPublisher<Result<Output, Failure>, Never> {
        self.map(Result.success)
            .catch { error in
                Just(.failure(error))
            }
            .eraseToAnyPublisher()
    }
}

• Extension trên cho phéo chúng ta triển khai Combine giống với AsyncValue với việc Output được assign trực tiếp cho Result:

class AsyncValue<Value: Decodable>: ObservableObject {
    @Published private(set) var result: Result<Value, Error>?
    private var cancellable: AnyCancellable?

    func load(from url: URL,
              using session: URLSession = .shared,
              decoder: JSONDecoder = .init()) {
        cancellable = session.dataTaskPublisher(for: url)
            .map(\.data)
            .decode(type: Value.self, decoder: decoder)
            .asResult()
            .sink { [weak self] result in
                self?.result = result
            }
    }
}

• Cách làm trên với các constraints cho chúng ta tận dụng khả năng suy luận type mạng mẽ của Swift cũng như cách mà SwiftUI sử dụng các API để built các view hiển thị.

• Lấy ví dụ như việc chúng ta làm việc trên IconView được render với icon đã được xác định trước. Để tiện cho việc tạo Button bao gồm icon chúng ta có thể thêm extension mà sử dụng type constraints là Label để định nghĩa content mà Button đó được render:

extension Button where Label == IconView {
    init(icon: Icon, action: @escaping () -> Void) {
        self.init(action: action, label: {
            IconView(icon: icon)
        })
    }
}

• Và giờ khi chúng ta sử cụng API trên để tạo instance Button thì complier sẽ tự động thêm thông báo cho chúng ta muốn sử dụng IconView như sau:

struct ProductView: View {
    @ObservedObject var viewModel: ProductViewModel

    var body: some View {
        VStack {
            ...
            Button(icon: .shoppingCart) {
                viewModel.performPurchase()
            }
        }
    }
}