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iOS-Swift-属性

iOS-Swift-属性

作者: Imkata | 来源:发表于2020-01-08 15:09 被阅读0次

先看总结:
枚举、结构体、类都能定义⽅法、计算属性、下标(包括实例的、类的)
计算属性和下标的本质还是方法

枚举、结构体、类都可以定义存储类型属性
枚举不可以定义存储实例属性,结构体和类可以定义存储实例属性

为什么枚举不可以定义存储实例属性?
以前我们说过,枚举的内存里面就是存储关联值和成员值的,没有用来存放存储实例属性的位置,所以不能存放存储实例属性。

一. 属性简介

Swift中跟实例相关的属性可以分为两大类:
存储属性(Stored Property):
类似于成员变量这个概念
存储在实例的内存中
枚举不可以定义存储实例属性,结构体和类可以定义存储实例属性

计算属性(Computed Property):
本质就是方法(函数)
不占用实例的内存
枚举、结构体、类都可以定义计算属性

struct Circle {
    // 存储属性
    var radius: Double
    // 计算属性
    var diameter: Double {
        set {
            radius = newValue / 2
        }
        get {
            radius * 2
        }
    }
}

var circle = Circle(radius: 5)
print(circle.radius) // 5.0
print(circle.diameter) // 10.0

circle.diameter = 12
print(circle.radius) // 6.0
print(circle.diameter) // 12.0

print(MemoryLayout<Circle>.stride) // 8
//MemoryLayout<Double>.stride = 8
打印可知:上面结构体实际占用8字节,因为计算属性不占用实例的内存

如上,当一个属性会根据另一个属性的变化而变化时,就可以一个用存储属性一个用计算属性,计算属性可以根据存储属性的值计算出来。

二. 存储属性

关于存储属性,Swift有个明确的规定:
在创建结构体或类的实例时,必须为所有的存储属性设置一个合适的初始值:
① 在初始化器里为存储属性设置一个初始值
② 可以分配一个默认的属性值作为属性定义的一部分

三. 计算属性

set传入的新值默认叫做newValue,也可以自定义

struct Circle {
    var radius: Double
    var diameter: Double {
        set(newDiameter) {
            radius = newDiameter / 2
        }
        get {
            radius * 2
        }
    }
}

只读计算属性:只有get,没有set

struct Circle {
    var radius: Double
    var diameter: Double {
        get {
            radius * 2
        }
    }
}

//或者省略get
struct Circle {
    var radius: Double
    var diameter: Double { radius * 2 }
}

定义计算属性只能用var,不能用let,因为计算属性的值是可能发生变化的(即使是只读计算属性,也可以通过其他属性的值计算出来)

  • 枚举rawValue原理

枚举原始值rawValue的本质是:只读计算属性,可以通过查看汇编验证。

enum TestEnum : Int {
    case test1 = 1, test2 = 2, test3 = 3
    var rawValue: Int {
        switch self {
        case .test1:
            return 10
        case .test2:
            return 11
        case .test3:
            return 12
        }
    }
}

print(TestEnum.test3.rawValue) // 12

四. 延迟存储属性(Lazy Stored Property)

使用lazy可以定义一个延迟存储属性,在第一次用到属性的时候才会进行初始化

class Car {
    init() {
        print("Car init!") 
    }
    func run() {
        print("Car is running!") 
    }
}

class Person {
    lazy var car = Car() 
    init() {
        print("Person init!")
    }
    func goOut() {
        car.run()
    }
}
    
let p = Person()
print("--------")
p.goOut()
Person init! 
--------
Car init!
Car is running!

加了lazy之后,用到car的时候才会创建car。

有些东西初始化的时候比较复杂,而且以后有可能用不到,就可以使用lazy,如下:

class PhotoView {
    lazy var image: Image = {
        let url = "https://www.520it.com/xx.png"
        let data = Data(url: url)
        return Image(data: data)
    }()
}

注意:lazy var image: Image = {...}(),右边是闭包表达式调用,然后将调用的结果赋值给左边的image
  • lazy属性必须是var,不能是let
    (let必须在实例的初始化方法完成之前就拥有值,lazy的思想是这个属性初始化完成还没有值,直到真正使用这个属性的时候才去赋值,正好相反)
  • 如果多条线程同时第一次访问lazy属性,无法保证属性只被初始化1次
  • 当结构体包含一个延迟存储属性时,只有var才能访问延迟存储属性,因为延迟属性初始化时需要改变结构体的内存,如下:
结构体包含一个延迟存储属性.png

五. 属性观察器(Property Observer)

可以为非lazy的var存储属性设置属性观察器

struct Circle {
    var radius: Double {
        willSet {
            print("willSet", newValue)
        }
        didSet {
            print("didSet", oldValue, radius)
        }
    }
    init() {
        self.radius = 1.0
        print("Circle init!") }
}

// Circle init!
var circle = Circle()

// willSet 10.5
// didSet 1.0 10.5
circle.radius = 10.5

print(circle.radius) // 10.5

willSet会传递新值,默认叫newValue
didSet会传递旧值,默认叫oldValue
在初始化器中设置属性值不会触发willSet和didSet
在属性定义时设置初始值也不会触发willSet和didSet

五. 关于全局变量、局部变量

计算属性、属性观察器的功能,同样可以应用在全局变量、局部变量身上

全局变量:

var num: Int {
    get {
        return 10 }
    set {
        print("setNum", newValue) }
}
num = 11 // setNum 11
print(num) // 10

局部变量:

func test() {
    var age = 10 {
        willSet {
            print("willSet", newValue)
        }
        didSet {
            print("didSet", oldValue, age)
        }
    }
    age = 11
    // willSet 11
    // didSet 10 11
}
test()

六. inout的再次研究

struct Shape {
    var width: Int //存储属性
    var side: Int { //添加属性观察器的存储属性
        willSet {
            print("willSetSide", newValue)
        }
        didSet {
            print("didSetSide", oldValue, side)
        }
    }
    var girth: Int { //计算属性
        set {
            width = newValue / side
            print("setGirth", newValue)
        }
        get {
            print("getGirth")
            return width * side
        }
    }
    func show() {
        print("width=\(width), side=\(side), girth=\(girth)") }
}
func test(_ num: inout Int) {
    num = 20
}
var s = Shape(width: 10, side: 4)
test(&s.width) //传入存储属性地址值
s.show()
print("----------")
test(&s.side) //传入添加属性观察器的存储属性的地址值
s.show()
print("----------")
test(&s.girth) //传入计算属性地址值
s.show()
getGirth
width=20, side=4, girth=80
----------
willSetSide 20
didSetSide 4 20
getGirth
width=20, side=20, girth=400
----------
getGirth
setGirth 20
getGirth
width=1, side=20, girth=20

通过查看汇编,inout的本质总结如下:

  1. 如果实参有物理内存地址,且没有设置属性观察器
    直接将实参的内存地址传入函数(实参进行引用传递)

  2. 如果实参设置了属性观察器或者是计算属性
    采取了Copy In Copy Out的做法:
    调用该函数时,先复制实参的值,产生副本(会调用自己的get方法)
    将副本的内存地址传入函数(副本进行引用传递),在函数内部可以修改副本的值
    函数返回后,再将副本的值覆盖实参的值(会调用自己的set方法)

总结:inout的本质就是引用传递(地址传递)

思考一下:为什么添加了属性观察器的存储属性不是直接将地址值传进去?
如果将添加了属性观察器的存储属性的地址值传进去,那么上面test函数内部就是直接拿到地址对应的内存进行修改,就不会触发属性观察器了,所以要进行一次拷贝操作。

七. 类型属性(Type Property)

严格来说,属性可以分为:

  1. 实例属性(Instance Property):只能通过实例去访问
    存储实例属性(Stored Instance Property):存储在实例的内存中,每个实例都有1份
    计算实例属性(Computed Instance Property)

  2. 类型属性(Type Property):只能通过类型去访问
    存储类型属性(Stored Type Property):整个程序运行过程中,就只有1份内存(相当于全局变量)
    计算类型属性(Computed Type Property)

通过窥探汇编也能证明,类型属性就相当于全局变量,只不过类型属性这个全局变量只有当前类能访问(相当于给全局变量加了一层访问权限)

枚举、结构体、类都可以定义类型属性。枚举、结构体使⽤static定义类型属性,类使⽤static或者class(但是class只能修饰计算类型属性,不能修饰存储类型属性)。

struct Car {
    static var count: Int = 0
    init() {
        Car.count += 1
    }
}

let c1 = Car()
let c2 = Car()
let c3 = Car()
print(Car.count) // 3
  • 类型属性细节
  1. 不同于存储实例属性,你必须给存储类型属性设定初始值,因为类型没有像实例那样的init初始化器来初始化存储属性
  2. 存储类型属性默认就是lazy,会在第一次使用的时候才初始化
    就算被多个线程同时访问,保证只会初始化一次(通过窥探汇编可知,lazy内部就是调用dispatch_once来初始化的,dispatch_once是线程安全的)
  3. 存储类型属性可以是let(上面我们说过延迟实例储存属性必须是var不能是let,存储类型属性默认就是lazy,但是可以使用let)
  • 类型属性的经典应用:单例模式
//单利:存储类型属性
public class FileManager {
    public static let shared = FileManager()
    private init() { }
}
    
//单利:类型计算属性
public class FileManager {
    public static let shared = {
        // ....
        // ....
        return FileManager()
    }()
    private init() { }
}

private修饰:初始化方法是私有的
public修饰:shared留给外界使用
static修饰:shared是类型属性,所以shared是线程安全的、默认延迟加载、程序中只有一份内存
let修饰:shared不能修改

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