属性 (Properties)
自从苹果2014年发布Swift,到现在已经两年多了,而Swift也来到了3.1版本。去年利用工作之余,共花了两个多月的时间把官方的Swift编程指南看完。现在整理一下笔记,回顾一下以前的知识。有需要的同学可以去看官方文档>>。
存储属性作为实例的一部分,存在常量和变量的值,而计算属性是计算一个值,而不是存储一个值。计算属性由类、结构和枚举提供;而存储属性只能由类和结构提供。
存储和计算属性通常有关联着一个实例。然而,属性可以关联类型。
另外,可以定义属性观察者来监测属性值的变化。属性观察者可以添加到自己定义的存储属性中,也可以添加到从父类继承的属性中。
存储属性 (Stored Properties)
struct FixedLengthRange {
var firstValue: Int
let length: Int
}
var rangeOfThreeItems = FixedLengthRange(firstValue: 0, length: 3)
// the range represents integer values 0, 1, and 2
rangeOfThreeItems.firstValue = 6
// the range now represents integer values 6, 7, and 8
firstValue
是变量存储属性,length
是常量存储属性。
常量结构实例的存储属性 (Stored Properties of Constant Structure Instances)
如果创建一个结构实例,并赋给一个常量,那么就不能修改实例的属性,即使这个属性是一个变量属性:
let rangeOfFourItems = FixedLengthRange(firstValue: 0, length: 4)
// this range represents integer values 0, 1, 2, and 3
rangeOfFourItems.firstValue = 6
// this will report an error, even though firstValue is a variable property
因为rangeOfFourItems
被声明为常量,所以不能修改firstValue
属性,即使firstValue
是变量属性。
出现这种现象,其实是因为结构是值类型。只要实例是常量,那么它的属性也都是常量。
而对于引用类型的类而言,把一个引用类型的实例赋值给一个常量,我们任然可以修改实例的变量属性。
懒惰存储属性 (Lazy Stored Properties)
一个属性在第一次使用之前,他的初始值没有被计算,那么这个属性称为懒惰存储属性。
注意:懒惰存储属性必须声明为一个变量,因为实例初始化完成后,懒惰属性可能还没被获取。常量属性在实例初始化完成之前必须有一个值,所有不能声明为懒惰属性。
当一个属性的初始值依赖于外部因素,而外部因素的值需要在实例初始化完成之后才能确定,那么把这个属性声明为懒惰属性非常有用。当一个属性的初始值需要很复杂的计算时,懒惰属性也非常有用。
下面这个例子使用懒惰属性来避免不必要的一个复杂类的初始化。
class DataImporter {
/*
DataImporter is a class to import data from an external file.
The class is assumed to take a non-trivial amount of time to initialize.
*/
var fileName = "data.txt"
// the DataImporter class would provide data importing functionality here
}
class DataManager {
lazy var importer = DataImporter()
var data = [String]()
// the DataManager class would provide data management functionality here
}
let manager = DataManager()
manager.data.append("Some data")
manager.data.append("Some more data")
// the DataImporter instance for the importer property has not yet been created
DataManager
定义了一个DataImporter
实例,这里假设初始化DataImporter
实例需要很长时间。DataManager
实例可以自己管理数据,而不必使用DataImporter
实例来打开文件,所以当创建DataManger
实例时,无需把DataImporter
实例同时创建,而是在第一次使用的时候才创建。
print(manager.importer.fileName)
// the DataImporter instance for the importer property has now been created
// Prints "data.txt"
注意:如果一个懒惰属性被多个线程同时访问,而且这个属性还没有被初始化时,不能保证这个属性只被初始化一次。
计算属性 (Computed Properties)
计算属性提供了一个getter和一个可选的setter方法来间接地获取和设置其他属性和其他值。
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))")
// Prints "square.origin is now at (10.0, 10.0)"
这个例子定义了三个结构:
-
Point
封装了一个点的x和y坐标 -
Size
封装了宽和高 -
Rect
使用原点和尺寸定义了一个矩形
Rect
还定义了一个计算属性center
。矩形的中心可以同原点和尺寸计算出来,所以不必用存储属性来定义矩形的中心。Rect
为计算属性定义了一个自定义的getter和setter。
上面这个例子中创建了一个正方形square
,如下图中的蓝色矩形。然后square
的center
属性通过点语法被访问,会使center
的getter方法被调用,用来获取属性的当前值,getter会返回一个新的Point
代表正方形的中心(当前是(5, 5)
)。
接着center
被设置为(15, 15)
,把正方形往右上角移动,如下图的橙色正方形。设置center
属性会调用setter方法,修改x
和y
的值,把正方形移到一个新的位置。
简写Setter的定义 (Shorthand Setter Declaration)
如果setter方法没有给新的值定义名字,我们可以使用一个默认名字newValue
。
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 (Read-Only Computed Properties)
一个计算属性只有getter没有setter,那么这个计算属性就是只读计算属性。只读计算属性智能返回一个值,通过点语法访问,但是不能设置新的值。
注意:必须用var
把计算属性(包括只读计算属性)定义为可变属性,因为他们的值是不固定的。
定义只读属性时,我们可以把get
关键字和大括号省略:
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)")
// Prints "the volume of fourByFiveByTwo is 40.0"
属性观察者 (Property Observers)
属性观察者观察属性值得变化,并作出响应。只要属性的值被设置,属性观察者就会被调用,即使新的值和属性的当前值一样。
我们可以把属性观察者添加到自己定义的任何存储属性中,除了懒惰存储属性。也可以通过重写父类的属性来添加到父类的属性中。不必为没有重写的计算属性定义属性观察者,因为我们可以在计算属性的setter方法观察他的值的变化,并作出响应。
两种观察属性值变化的方法:
-
willSet
:新的值被存储之前调用 -
didSet
:新的值被存储之后马上调用
如果实现一个willSet
观察者,会把新的值作为一个常量参数。可以为这个新的值指定一个名字,如果没有指定,那么默认是newValue
。
如果实现了一个didSet
观察者,会把旧的值作为一个常量参数。可以为这个旧的值指定一个名字,如果没有指定,那么默认是oldValue
。如果在didSet
观察者里面给属性赋一个新值,那么这个新值会替换掉刚刚设置的那个值。
注意:当父类的属性在子类的初始化器被设置,那么父类属性的willSet
和didSet
会在父类的初始化器调用之后被调用。在设置父类自己的属性时,父类的willSet
和didSet
在父类的初始化器调用之前不会被调用。
class StepCounter {
var totalSteps: Int = 0 {
willSet(newTotalSteps) {
print("About to set totalSteps to \(newTotalSteps)")
}
didSet {
if totalSteps > oldValue {
print("Added \(totalSteps - oldValue) steps")
}
}
}
}
let stepCounter = StepCounter()
stepCounter.totalSteps = 200
// About to set totalSteps to 200
// Added 200 steps
stepCounter.totalSteps = 360
// About to set totalSteps to 360
// Added 160 steps
stepCounter.totalSteps = 896
// About to set totalSteps to 896
// Added 536 steps
注意:如果把含有观察者的属性作为一个in-out参数传入一个方法,那么willSet
和didSet
总是会被调用,这是因为in-out参数的"copy-in copy-out"内存模式:在方法结束时,这个值会被返回被属性。
全局和本地变量 (Global and Local Variables)
全局变量是在任何方法、闭包和类型上下文之外定义的。而局部变量是在方法、闭包和类型上下文之内定义的。
注意:全局常量和变量都是懒惰地计算,类似懒惰存储属性。但是全局常量和变量不需要使用lazy
标记。本地常量和变量从来都不是懒惰的计算。
类型属性 (Type Properties)
实例属性是属于一个特定类型的实例。我们可以定义属于类型的属性。
注意:不同于实例属性,我们必须给类型属性一个默认值。因为类型没有初始化器来给类型属性赋值。类型存储属性只要在第一次被访问的时候才会初始化,并且保证只会初始化一次,即使是在多线程中同时被访问,不需要使用lazy
关键字标记。
类型属性语法 (Type Property Syntax)
使用static
关键字来定义类型属性,对于class类型的计算类型属性,可以使用class
来定义,可以让子类重新父类的实现。
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
}
}
查询和设置类型属性 (Querying and Setting Type Properties)
就像实例属性一样,类型属性也是通过点语法来查询和设置的:
print(SomeStructure.storedTypeProperty)
// Prints "Some value."
SomeStructure.storedTypeProperty = "Another value."
print(SomeStructure.storedTypeProperty)
// Prints "Another value."
print(SomeEnumeration.computedTypeProperty)
// Prints "6"
print(SomeClass.computedTypeProperty)
// Prints "27"
第十部分完。下个部分:【Swift 3.1】11 - 方法 (Functions)
如果有错误的地方,欢迎指正!谢谢!
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