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属性 (Swift笔记)

2017.08.07

存储属性

一个存储属性就是存储在特定类或结构体实例里的一个常量或变量。存储属性可以是变量存储属性(用关键字 var 定义),也可以是常量存储属性(用关键字 let 定义)。

常量结构体的存储属性

如果创建了一个结构体的实例并将其赋值给一个常量,则无法修改该实例的任何属性,即使有属性被声明为变量也不行:

  • 当值类型的实例被声明为常量的时候,它的所有属性也就成了常量。
  • 属于引用类型的类(class)则不一样。把一个引用类型的实例赋给一个常量后,仍然可以修改该实例的变量属性。

延迟存储属性(懒加载)

延迟存储属性是指当第一次被调用的时候才会计算其初始值的属性。在属性声明前使用 lazy 来标示一个延迟存储属性。

注意

必须将延迟存储属性声明成变量(使用 var 关键字),因为属性的初始值可能在实例构造完成之后才会得到。而常量属性在构造过程完成之前必须要有初始值,因此无法声明成延迟属性。

延迟属性很有用,当属性的值依赖于在实例的构造过程结束后才会知道影响值的外部因素时,或者当获得属性的初始值需要复杂或大量计算时,可以只在需要的时候计算它。
例子:

class DataImporter {
    /*
    DataImporter 是一个负责将外部文件中的数据导入的类。
    这个类的初始化会消耗不少时间。
    */
    var fileName = "data.txt"
    // 这里会提供数据导入功能
}
 
class DataManager {
    lazy var importer = DataImporter()
    var data = [String]()
    // 这里会提供数据管理功能
}
 
let manager = DataManager()
manager.data.append("Some data")
manager.data.append("Some more data")
// DataImporter 实例的 importer 属性还没有被创建

注意

如果一个被标记为 lazy 的属性在没有初始化时就同时被多个线程访问,则无法保证该属性只会被初始化一次。

存储属性和实例变量

Swift 中的属性没有对应的实例变量,属性的后端存储也无法直接访问。这就避免了不同场景下访问方式的困扰,同时也将属性的定义简化成一个语句。属性的全部信息——包括命名、类型和内存管理特征——都在唯一一个地方(类型定义中)定义。


计算属性

除存储属性外,类、结构体和枚举可以定义计算属性。计算属性不直接存储值,而是提供一个 getter 和一个可选的 setter,来间接获取和设置其他属性或变量的值。
例子:

struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
}
struct Size {
    var width = 0.0, height = 0.0
}
struct Rect {
    var origin = Point()
    var size = Size()
    var center: Point {
        get {
            let centerX = origin.x + (size.width / 2)
            let centerY = origin.y + (size.height / 2)
            return Point(x: centerX, y: centerY)
        }
        set(newCenter) {
            origin.x = newCenter.x - (size.width / 2)
            origin.y = newCenter.y - (size.height / 2)
        }
    }
}
var square = Rect(origin: Point(x: 0.0, y: 0.0),
size: Size(width: 10.0, height: 10.0))
let initialSquareCenter = square.center
square.center = Point(x: 15.0, y: 15.0)
print("square.origin is now at (\(square.origin.x), \(square.origin.y))")
// 打印 "square.origin is now at (10.0, 10.0)“

这个例子定义了 3 个结构体来描述几何形状:

  • Point 封装了一个 (x, y) 的坐标
  • Size 封装了一个 width 和一个 height
  • Rect 表示一个有原点和尺寸的矩形

Rect也提供了一个名为center 的计算属性。一个矩形的中心点可以从原点(origin)和大小(size)算出,所以不需要将它以显式声明的 Point 来保存。Rect 的计算属性 center 提供了自定义的 getter 和 setter 来获取和设置矩形的中心点,就像它有一个存储属性一样。
上述例子中创建了一个名为 square 的 Rect 实例,初始值原点是 (0, 0),宽度高度都是 10。如下图中蓝色正方形所示。
square 的 center 属性可以通过点运算符(square.center)来访问,这会调用该属性的 getter 来获取它的值。跟直接返回已经存在的值不同,getter 实际上通过计算然后返回一个新的 Point 来表示 square 的中心点。如代码所示,它正确返回了中心点 (5, 5)。
center 属性之后被设置了一个新的值 (15, 15),表示向右上方移动正方形到如下图橙色正方形所示的位置。设置属性center的值会调用它的 setter 来修改属性 origin 的 x 和 y 的值,从而实现移动正方形到新的位置。

简化setter声明

如果计算属性的 setter 没有定义表示新值的参数名,则可以使用默认名称 newValue。
例子:

struct AlternativeRect {
    var origin = Point()
    var size = Size()
    var center: Point {
        get {
            let centerX = origin.x + (size.width / 2)
            let centerY = origin.y + (size.height / 2)
            return Point(x: centerX, y: centerY)
        }
        set {
            origin.x = newValue.x - (size.width / 2)
            origin.y = newValue.y - (size.height / 2)
        }
    }
}

只读计算属性

只有 getter 没有 setter 的计算属性就是只读计算属性。只读计算属性总是返回一个值,可以通过点运算符访问,但不能设置新的值。

注意

必须使用 var 关键字定义计算属性,包括只读计算属性,因为它们的值不是固定的。let 关键字只用来声明常量属性,表示初始化后再也无法修改的值。

只读计算属性的声明可以去掉 get 关键字和花括号:

struct Cuboid {
    var width = 0.0, height = 0.0, depth = 0.0
    var volume: Double {
        return width * height * depth
    }
}
let fourByFiveByTwo = Cuboid(width: 4.0, height: 5.0, depth: 2.0)
print("the volume of fourByFiveByTwo is \(fourByFiveByTwo.volume)")
// 打印 "the volume of fourByFiveByTwo is 40.0”

属性观察器

属性观察器监控和响应属性值的变化,每次属性被设置值的时候都会调用属性观察器,即使新值和当前值相同的时候也不例外。
添加观察器:

  • willSet 在新的值被设置之前调用
  • didSet 在新的值被设置之后立即调用

willSet 观察器会将新的属性值作为常量参数传入,在 willSet 的实现代码中可以为这个参数指定一个名称,如果不指定则参数仍然可用,这时使用默认名称 newValue 表示。
同样,didSet 观察器会将旧的属性值作为参数传入,可以为该参数命名或者使用默认参数名 oldValue。如果在 didSet 方法中再次对该属性赋值,那么新值会覆盖旧的值。

注意

父类的属性在子类的构造器中被赋值时,它在父类中的 willSet 和 didSet 观察器会被调用,随后才会调用子类的观察器。在父类初始化方法调用之前,子类给属性赋值时,观察器不会被调用。

全局变量和局部变量

计算属性和属性观察器所描述的功能也可以用于全局变量和局部变量。全局变量是在函数、方法、闭包或任何类型之外定义的变量。局部变量是在函数、方法或闭包内部定义的变量。

前面提到的全局或局部变量都属于存储型变量,跟存储属性类似,它为特定类型的值提供存储空间,并允许读取和写入。

另外,在全局或局部范围都可以定义计算型变量和为存储型变量定义观察器。计算型变量跟计算属性一样,返回一个计算结果而不是存储值,声明格式也完全一样。

注意

全局的常量或变量都是延迟计算的,跟延迟存储属性相似,不同的地方在于,全局的常量或变量不需要标记lazy修饰符。

局部范围的常量或变量从不延迟计算。

类型属性语法

在 C 或 Objective-C 中,与某个类型关联的静态常量和静态变量,是作为全局(global)静态变量定义的。但是在 Swift 中,类型属性是作为类型定义的一部分写在类型最外层的花括号内,因此它的作用范围也就在类型支持的范围内。

使用关键字 static 来定义类型属性。在为类定义计算型类型属性时,可以改用关键字 class 来支持子类对父类的实现进行重写。下面的例子演示了存储型和计算型类型属性的语法:

struct SomeStructure {
    static var storedTypeProperty = "Some value."
    static var computedTypeProperty: Int {
        return 1
    }
}
enum SomeEnumeration {
    static var storedTypeProperty = "Some value."
    static var computedTypeProperty: Int {
        return 6
    }
}
class SomeClass {
    static var storedTypeProperty = "Some value."
    static var computedTypeProperty: Int {
        return 27
    }
    class var overrideableComputedTypeProperty: Int {
        return 107
    }
}

获取和设置类型属性的值

跟实例属性一样,类型属性也是通过点运算符来访问。但是,类型属性是通过类型本身来访问,而不是通过实例。比如:

print(SomeStructure.storedTypeProperty)
// 打印 "Some value."
SomeStructure.storedTypeProperty = "Another value."
print(SomeStructure.storedTypeProperty)
// 打印 "Another value.”
print(SomeEnumeration.computedTypeProperty)
// 打印 "6"
print(SomeClass.computedTypeProperty)
// 打印 "27”
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