如何为所有Hashable类型添加UUID以实现元素唯一性？

问题场景 #

你有一个包含任意遵循Hashable协议类型的数组，比如字符串数组：

let people = ["Joe", "Tom", "Bob", "Joe"]

if people[3] == people[people.firstIndex(of: "Joe")!]  {
    print(true) // 始终返回true
}

Hashable的hashValue是基于值计算的，相同值的元素哈希值一致，导致无法通过哈希或相等性判断区分值相同但逻辑上独立的元素。你希望让所有遵循Hashable的类型都拥有唯一的id: UUID属性，实现实例级的唯一性。

直接扩展Hashable不可行的原因 #

直接给Hashable协议扩展添加UUID属性达不到目的，核心问题在于：

• Hashable协议同时支持值类型（如String、Int、结构体）和引用类型（如类）
• 对于值类型来说，实例在复制时会拷贝所有属性。比如给String扩展UUID后，创建第二个"Joe"时，它的UUID会和第一个"Joe"完全一致，无法实现唯一性。

可行解决方案：创建包装器类型 #

最通用的方案是自定义一个遵循Hashable的包装器，将原始类型和唯一UUID绑定，同时保留原始类型的Hashable特性：

struct UniqueWrapper<T: Hashable>: Hashable {
    let value: T
    let id = UUID()
    
    // 可选：如果需要保留原始类型的相等性判断（即value相同则实例相等），自定义如下实现
    static func == (lhs: UniqueWrapper<T>, rhs: UniqueWrapper<T>) -> Bool {
        return lhs.value == rhs.value
    }
    
    func hash(into hasher: inout Hasher) {
        hasher.combine(value)
    }
    
    // 如果不需要保留原始相等性，直接使用Swift自动合成的==和hash(into:)即可，此时id会参与哈希和相等判断
}

使用示例 #

// 创建包装后的数组
let wrappedPeople: [UniqueWrapper<String>] = [
    .init(value: "Joe"),
    .init(value: "Tom"),
    .init(value: "Bob"),
    .init(value: "Joe")
]

// 两个"Joe"的UUID完全不同
print(wrappedPeople[0].id == wrappedPeople[3].id) // 输出false

// 如果自定义了==基于value，那么实例相等性依然保留
print(wrappedPeople[0] == wrappedPeople[3]) // 输出true

针对引用类型的特殊处理 #

如果你的Hashable类型是引用类型（类），可以直接扩展Hashable添加UUID属性，因为引用类型的实例是唯一的，UUID只会在实例初始化时生成一次：

extension Hashable where Self: AnyObject {
    var id: UUID {
        if let existingId = objc_getAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.id) as? UUID {
            return existingId
        }
        let newId = UUID()
        objc_setAssociatedObject(self, &AssociatedKeys.id, newId, .OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
        return newId
    }
}

private enum AssociatedKeys {
    static var id = "id"
}

但这个方案只适用于类类型，无法覆盖所有Hashable类型，因此包装器方案仍是通用首选。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Joe Scotto