Swift中不同泛型AnyCollection可存同一数组？自定义实现遇阻求解

1. 标准库AnyCollection的隐式转换逻辑 #

系统AnyCollection能让AnyCollection<Int>/AnyCollection<String>自动转为AnyCollection<Any>，核心依赖两个设计：

• 协变泛型支持：Collection协议的Element被标记为协变（Swift 5.7+用+Element标识），协变意味着如果T是U的子类型，那么AnyCollection<T>可被视为AnyCollection<U>的子类型。由于Int、String都是Any的子类型，对应的AnyCollection实例能自动向上转换为AnyCollection<Any>。
• 泛化初始化器：标准库的AnyCollection提供了灵活的初始化逻辑，允许将任意Collection类型（包括不同Element的AnyCollection）包装为AnyCollection<Any>，底层会自动处理元素类型的向上转换。

2. 自定义实现的核心问题 #

你的AnyMyCollection和MyCollection协议缺少两个关键设计，导致无法实现类似行为：

• 协议协变标记缺失：自定义MyCollection协议的Element没有标记协变，使得AnyMyCollection<Int>和AnyMyCollection<Any>被视为完全无关的类型，无法自动向上转换。
• 类型转换初始化器缺失：当前AnyMyCollection的初始化器仅接受C.Element == Element的集合，没有提供将AnyMyCollection<T>（T是Any子类型）转换为AnyMyCollection<Any>的路径。

修改代码，添加协变标记并补充支持类型转换的初始化器：

// 1. 给MyCollection的Element添加协变标记（+Element）
protocol MyCollection<+Element> {
    associatedtype Element
    func allValues() -> [Element]
}

// MARK: - AnyMyCollection

struct AnyMyCollection<Element> {
    internal var _box: _AnyMyCollectionBase<Element>
    
    // 原初始化器：接受Element严格匹配的MyCollection
    init<C: MyCollection>(_ base: C) where C.Element == Element {
        self._box = _MyCollectionBox(base)
    }
    
    // 2. 添加支持向上转换的初始化器：接受Element为当前Element子类型的AnyMyCollection
    init<T>(_ other: AnyMyCollection<T>) where T: Element {
        // 通过包装数组的方式完成类型转换
        self.init(WrappedCollection(values: other.allValues()))
    }
}

// 辅助结构体：用于将[Element]包装为MyCollection实例
private struct WrappedCollection<Element>: MyCollection {
    let values: [Element]
    func allValues() -> [Element] { values }
}

extension AnyMyCollection: MyCollection {
    func allValues() -> [Element] {
        _box.allValues()
    }
}

final class _MyCollectionBox<Base: MyCollection>: _AnyMyCollectionBase<Base.Element> {
    init(_ base: Base) {
        _base = base
    }
    
    private var _base: Base
    override func allValues() -> [Base.Element] {
        _base.allValues()
    }
}

class _AnyMyCollectionBase<Element>: MyCollection {
    func allValues() -> [Element] {
        return []
    }
}

// MARK: - 各类MyCollection实现（保持不变）
struct Animals: MyCollection {
    typealias Element = String
    func allValues() -> [Element] {
        ["Monkey", "Tiger", "Lion"]
    }
}

struct Sports: MyCollection {
    typealias Element = String
    func allValues() -> [Element] {
        ["Basketball", "Football", "Baseball"]
    }
}

struct Digits: MyCollection {
    typealias Element = Int
    func allValues() -> [Element] {
        [1, 2, 3, 4, 5]
    }
}

使用时，只需显式指定数组类型为[AnyMyCollection<Any>]，Swift会自动应用协变转换：

let collections: [AnyMyCollection<Any>] = [
    AnyMyCollection(Sports()),
    AnyMyCollection(Animals()),
    AnyMyCollection(Digits())
]

• 协变标记+Element是Swift 5.7及以上版本的特性，它允许协议的关联类型支持向上转换。
• 补充的初始化器本质是将T类型元素向上转换为Any后重新包装，完成AnyMyCollection<T>到AnyMyCollection<Any>的转换。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者LiYanan2004