🤴🏼 👨‍🚀 🦉 हुड के तहत स्विफ्ट: सामान्य कार्यान्वयन 👩‍💻 👨🏼‍🎓 🚵🏽

जेनेरिक कोड आपको लचीला, पुन: प्रयोज्य कार्यों और प्रकारों को लिखने में सक्षम बनाता है जो किसी भी प्रकार के साथ काम कर सकते हैं, जो आपके द्वारा परिभाषित आवश्यकताओं के अधीन हैं। आप ऐसा कोड लिख सकते हैं जो दोहराव से बचता है और अपने इरादे को स्पष्ट, अमूर्त तरीके से व्यक्त करता है। - स्विफ्ट डॉक्स

स्विफ्ट पर लिखने वाले सभी ने जेनेरिक का इस्तेमाल किया। Array , Dictionary , Set - मानक पुस्तकालय से जेनरिक का उपयोग करने के लिए सबसे बुनियादी विकल्प। कैसे वे अंदर का प्रतिनिधित्व कर रहे हैं? आइए देखें कि ऐप्पल इंजीनियरों द्वारा भाषा की इस मौलिक विशेषता को कैसे लागू किया जाता है।

जेनेरिक मापदंडों को या तो प्रोटोकॉल द्वारा सीमित किया जा सकता है या सीमित नहीं किया जा सकता है, हालांकि, मूल रूप से, जेनेरिक का उपयोग प्रोटोकॉल के साथ संयोजन में किया जाता है जो वर्णन करता है कि वास्तव में विधि मापदंडों या प्रकार के क्षेत्रों के साथ क्या किया जा सकता है।

जेनरिक को लागू करने के लिए, स्विफ्ट दो तरीकों का उपयोग करती है:

रनटाइम-वे - जेनेरिक कोड एक आवरण (बॉक्सिंग) है।
कंपाइलटाइम-वे - जेनेरिक कोड को अनुकूलन (स्पेशलाइजेशन) के लिए एक विशेष प्रकार के कोड में बदल दिया जाता है।

मुक्केबाज़ी

एक असीमित प्रोटोकॉल जेनेरिक पैरामीटर के साथ एक सरल विधि पर विचार करें:

 func test<T>(value: T) -> T { let copy = value print(copy) return copy }

स्विफ्ट कंपाइलर कोड का एक एकल ब्लॉक बनाता है जिसे किसी भी <T> साथ काम करने के लिए कहा जाएगा। यही है, भले ही हम test(value: 1) या test(value: "Hello") लिखते हैं, उसी कोड को कॉल किया जाएगा और इसके अलावा <T> प्रकार के बारे में सभी आवश्यक जानकारी टाइप करने के बाद विधि को स्थानांतरित कर दिया जाएगा। ।

ऐसे असीमित प्रोटोकॉल मापदंडों के साथ थोड़ा किया जा सकता है, लेकिन पहले से ही इस पद्धति को लागू करने के लिए, आपको यह जानना होगा कि पैरामीटर की प्रतिलिपि कैसे बनाई जाए, रनटाइम में इसके लिए मेमोरी आवंटित करने के लिए आपको इसके आकार को जानने की आवश्यकता है, आपको यह जानना होगा कि पैरामीटर को छोड़ते समय इसे कैसे नष्ट किया जाए दृश्यता। इस जानकारी को संग्रहीत करने के लिए Value Witness Table ( VWT ) का उपयोग किया जाता है। VWT सभी प्रकारों के लिए संकलन चरण में बनाया गया है और कंपाइलर गारंटी देता है कि रनटाइम में इस तरह का एक ऑब्जेक्ट लेआउट होगा। मैं आपको याद दिला दूं कि स्विफ्ट में संरचनाएं मूल्य और संदर्भों द्वारा कक्षाओं में पारित की जाती हैं, इसलिए T == MyStruct और T == MyStruct साथ let copy = value लिए अलग-अलग चीजें की T == MyStruct ।

यही है, वहाँ घोषित संरचना को पारित करने के साथ test विधि को कॉल करना अंततः इस तरह दिखाई देगा:

 //  ,  metadata   let myStruct = MyStruct() test(value: myStruct, metadata: MyStruct.metadata)

चीजें तब थोड़ी अधिक जटिल हो MyStruct जब MyStruct आप में एक सामान्य संरचना है और MyStruct<T> का रूप ले लेता है। MyStruct अंदर <T> आधार पर, मेटाडेटा और VWT MyStruct<Int> और MyStruct<Bool> प्रकारों के लिए अलग-अलग होंगे। रनटाइम में ये दो अलग-अलग प्रकार हैं। लेकिन MyStruct और T के हर संभव संयोजन के लिए मेटाडेटा बनाना बेहद अक्षम है, इसलिए स्विफ्ट दूसरे तरीके से जाती है, और ऐसे मामलों के लिए चलते-फिरते रनटाइम में मेटाडेटा का निर्माण होता है। कंपाइलर जेनेरिक संरचना के लिए एक मेटाडेटा पैटर्न बनाता है, जिसे एक विशिष्ट प्रकार के साथ जोड़ा जा सकता है और परिणामस्वरूप, सही VWT साथ रनटाइम में पूर्ण प्रकार की जानकारी प्राप्त VWT ।

 //   ,  metadata   func test<T>(value: MyStruct<T>, tMetadata: T.Type) { //       let myStructMetadata = get_generic_metadata(MyStruct.metadataPattern, tMetadata) ... } let myStruct = MyStruct<Int>() test(value: myStruct) //   test(value: myStruct, tMetadata: Int.metadata) //

जब हम सूचनाओं को जोड़ते हैं, तो हमें मेटाडेटा मिलता है कि हम (प्रतिलिपि, चाल, नष्ट) के साथ काम कर सकते हैं।

यह अभी भी थोड़ा अधिक जटिल है जब प्रोटोकॉल प्रतिबंधों को जेनरिक में जोड़ा जाता है। उदाहरण के लिए, हम <T> Equatable प्रोटोकॉल तक Equatable करते हैं। यह एक बहुत ही सरल तरीका है जो दो तर्कों की तुलना करता है। परिणाम तुलना विधि पर सिर्फ एक आवरण है।

 func isEquals<T: Equatable>(first: T, second: T) -> Bool { return first == second }

प्रोग्राम को सही ढंग से काम करने के लिए, आपके पास तुलना विधि के लिए एक सूचक होना चाहिए static func ==(lhs:T, rhs:T) । इसे कैसे प्राप्त करें? जाहिर है, VWT ट्रांसमिशन पर्याप्त नहीं है, इसमें यह जानकारी नहीं है। इस समस्या को हल करने के लिए, एक Protocol Witness Table या PWT । यह VWT समान है और प्रोटोकॉल के संकलन केंद्र में बनाया गया है और इन प्रोटोकॉल का वर्णन करता है।

 isEquals(first: 1, second: 2) //   //     isEquals(first: 1, // 1 second: 2, metadata: Int.metadata, // 2 intIsEquatable: Equatable.witnessTable) // 3

दो तर्क दिए
Int लिए मेटाडेटा पास करें ताकि आप वस्तुओं को कॉपी / स्थानांतरित / नष्ट कर सकें
हम जानकारी देते हैं कि Int Equatable ।

यदि प्रतिबंध के लिए किसी अन्य प्रोटोकॉल के कार्यान्वयन की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए, T: Equatable & MyProtocol , तो MyProtocol बारे में जानकारी निम्न पैरामीटर के साथ जोड़ी जाएगी:

 isEquals(..., intIsEquatable: Equatable.witnessTable, intIsMyProtocol: MyProtocol.witnessTable)

जेनरिक को लागू करने के लिए रैपर का उपयोग करने से आप लचीले ढंग से सभी आवश्यक सुविधाओं को लागू कर सकते हैं, लेकिन एक ओवरहेड है जिसे अनुकूलित किया जा सकता है।

सामान्य विशेषज्ञता

कार्यक्रम के निष्पादन के दौरान जानकारी प्राप्त करने की अनावश्यक आवश्यकता को समाप्त करने के लिए, तथाकथित जेनेरिक विशेषज्ञता दृष्टिकोण का उपयोग किया गया था। यह आपको एक विशिष्ट प्रकार के विशिष्ट कार्यान्वयन के साथ एक सामान्य आवरण को बदलने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, isEquals(first: 1, second: 2) लिए दो कॉल के लिए isEquals(first: 1, second: 2) और isEquals(first: "Hello", second: "world") , मुख्य "आवरण" कार्यान्वयन के अलावा, Int और के लिए विधि के दो अतिरिक्त पूरी तरह से अलग संस्करण। String ।

स्रोत कोड

सबसे पहले, एक जेनेरिक.विफ़्ट फ़ाइल बनाएं और एक छोटा जेनेरिक फ़ंक्शन लिखें, जिस पर हम विचार करेंगे।

 func isEquals<T: Equatable>(first: T, second: T) -> Bool { return first == second } isEquals(first: 10, second: 11)

अब आपको यह समझने की जरूरत है कि यह आखिरकार एक संकलक में क्या बदल जाता है।
यह स्विफ्ट इंटरमीडिएट भाषा या SIL में हमारी .swift फ़ाइल को संकलित करके स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है।

एसआईएल और संकलन प्रक्रिया के बारे में थोड़ा सा

SIL तेजी से संकलन के कई चरणों में से एक है।

स्रोत कोड .swift को Lexer में पारित किया जाता है, जो भाषा का एक सार वाक्यविन्यास ट्री ( AST ) बनाता है, जिसके आधार पर कोड की जाँच और अर्थ विश्लेषण किया जाता है। सिल्गेन AST को SIL परिवर्तित करता है, जिसे raw SIL कहा जाता है, जिसके आधार पर कोड को अनुकूलित किया जाता है और एक अनुकूलित canonical SIL प्राप्त किया जाता है, जिसे IR को रूपांतरण के लिए IRGen को पास किया IRGen - एक विशेष प्रारूप जिसे LLVM समझता है, जिसे , . ``। , . , . SIL` , . ।

और फिर से जेनरिक तक

हमारे सोर्स कोड से एक SIL फाइल बनाएं।

 swiftc generic.swift -O -emit-sil -o generic-sil.s

हमें एक्सटेंशन *.s साथ एक नई फ़ाइल मिलती है। अंदर देखने पर, हम मूल की तुलना में बहुत कम पठनीय कोड देखेंगे, लेकिन फिर भी अपेक्षाकृत स्पष्ट है।

टिप्पणी के साथ लाइन खोजें // isEquals<A>(first:second:) । यह हमारी विधि के वर्णन की शुरुआत है। यह एक टिप्पणी // end sil function '$s4main8isEquals5first6secondSbx_xtSQRzlF' साथ समाप्त होता है। आपका नाम थोड़ा अलग हो सकता है। आइए विधि वर्णन का थोड़ा विश्लेषण करें।

लाइन 21 पर %0 और %1 क्रमशः first और second पैरामीटर हैं
24 लाइन पर हम टाइप जानकारी प्राप्त करते हैं और इसे %4 पास करते हैं
लाइन 25 पर हमें टाइप जानकारी से तुलना विधि के लिए एक संकेतक मिलता है
26 लाइन पर हम पॉइंटर को विधि कहते हैं, यह दोनों मापदंडों और प्रकार की जानकारी को पारित करते हैं
27 लाइन पर हम परिणाम देते हैं।

नतीजतन, हम देखते हैं: जेनेरिक पद्धति के कार्यान्वयन में आवश्यक कार्रवाई करने के लिए, हमें प्रोग्राम निष्पादन के दौरान <T> प्रकार के विवरण से जानकारी प्राप्त करने की आवश्यकता है।

हम सीधे विशेषज्ञता के लिए आगे बढ़ते हैं।

संकलित SIL फ़ाइल में, सामान्य isEquals विधि की घोषणा के तुरंत बाद, Int प्रकार के लिए विशेष की घोषणा।

लाइन 39 पर, टाइप जानकारी से रनटाइम में विधि प्राप्त करने के बजाय, पूर्णांक "cmp_eq_Int64" तुलना करने का तरीका तुरंत कहा जाता है।

"विशेषज्ञ" की विधि के लिए, अनुकूलन सक्षम होना चाहिए । आपको यह भी जानना होगा

ऑप्टिमाइज़र केवल विशेषज्ञता का प्रदर्शन कर सकता है यदि सामान्य घोषणा की परिभाषा वर्तमान मॉड्यूल ( स्रोत ) में दिखाई देती है

अर्थात्, विभिन्न स्विफ्ट मॉड्यूल (उदाहरण के लिए, कोकोपोड्स लाइब्रेरी से सामान्य विधि) के बीच विधि को विशेष नहीं किया जा सकता है। एक अपवाद मानक स्विफ्ट पुस्तकालय है, जिसमें Array , Set और Dictionary जैसे बुनियादी प्रकार हैं। बेस लाइब्रेरी के सभी जेनरिक विशिष्ट प्रकार के विशेषज्ञ हैं।

नोट: स्विफ्ट 4.2 में, @inlinable और @usableFromInline विशेषताओं को लागू किया गया था, जो ऑप्टिमाइज़र को अन्य मॉड्यूल से विधियों के शव को देखने की अनुमति देता है और ऐसा लगता है कि उन्हें विशेषज्ञ बनाना संभव है, लेकिन मेरे साथ इस व्यवहार का परीक्षण नहीं किया गया ( स्रोत )

हुड के तहत स्विफ्ट: सामान्य कार्यान्वयन

मुक्केबाज़ी

सामान्य विशेषज्ञता

स्रोत कोड

एसआईएल और संकलन प्रक्रिया के बारे में थोड़ा सा

और फिर से जेनरिक तक

संदर्भ

More articles: