Swift语法 Swift5 【12 - 初始化器init】

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• 作者: Liwx
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iOS Swift 语法 底层原理 与 内存管理分析 专题：【iOS Swift5语法】

00 - 汇编
01 - 基础语法
02 - 流程控制
03 - 函数
04 - 枚举
05 - 可选项
06 - 结构体和类
07 - 闭包
08 - 属性
09 - 方法
10 - 下标
11 - 继承
12 - 初始化器init
13 - 可选项

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目录

• 01-初始化器
• 02-初始化器的相互调用
• 03-两段式初始化
• 04-安全检查
• 05-重写
• 06-自动继承
• 07-required
• 08-属性观察器
• 09-可失败初始化器
• 10-反初始化器(deinit)

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01-初始化器

• 类、结构体、枚举都可以定义初始化器
• 类有2种初始化器: 指定初始化器(designated initializer)、便捷初始化器(convenience initializer)
  • 如果有自定义初始化器, 编译器 不会为类自动生成无参初始化器(默认初始化器)
  • 每个类至少有一个指定初始化器,指定初始化器是类的主要初始化器
  • 默认初始化器总是类的指定初始化器
  • 类偏向于少量指定初始化器, 一个类通常只有一个指定初始化器

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• 初始化器的相互调用规则
  • 指定初始化器必须从它的直系父类调用指定初始化器
  • 便捷初始化器必须从相同的类里调用另一个初始化器
  • 便捷初始化器最终必须调用一个指定初始化器

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• 便捷初始化器声明: 用convenience关键字修饰便捷初始化器

// 指定初始化器
init(parameters) {
    statements
}

// 便捷初始化器
convenience init(parameters) {
    statements
}

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• 如果没有自定义初始化器, 编译器会为类自动生成无参初始化器(默认初始化器)

class Size {
    var width: Int = 0
    var height: Int = 0
//    init() {    // 编译器生成这种无参初始化器
//
//    }
}
var size = Size()

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• 如果有自定义初始化器, 编译器 不会为类自动生成无参初始化器(默认初始化器)

class Size {
    var width: Int = 0
    var height: Int = 0
    init(width: Int, height: Int) {    // 编译器生成这种无参初始化器
        self.width = width
        self.height = height
    }
}
//var size = Size()   // error: missing arguments for parameters 'width', 'height' in call
var size = Size(width: 10, height: 20)

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• 便捷初始化器声明: 用convenience关键字修饰便捷初始化器
  • 便捷初始化器必须从相同的类里调用另一个初始化器
  • 便捷初始化器最终必须调用一个指定初始化器

class Size {
    var width: Int = 0
    var height: Int = 0
    
    init() {
        
    }
    
    convenience init(width: Int, height: Int) {
        // 便捷最终必须调用一个指定初始化器
        self.init()         // 如果没调用self.init(), error: 'self' used before 'self.init' call or assignment to 'self'
        self.width = width
        self.height = height
    }
}
var s1 = Size()
var s2 = Size(width: 10, height: 10)

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• 指定初始化器

class Size {
    var width: Int = 0
    var height: Int = 0
    
    // 指定初始化器(主要初始化器)
    init(width: Int, height: Int) {
        self.width = width
        self.height = height
    }
    
    convenience init(width: Int) {
        self.init(width: width, height: 0) // 如果没调用指定初始化器 error: 'self' used before 'self.init' call or assignment to 'self'
        self.width = width
    }
    
    convenience init(height: Int) {
        self.init(width: 0, height: height)
        self.height = height
    }
    
    convenience init() {
        self.init(width: 0, height: 0)
    }
}
var s1 = Size()
var s2 = Size(width: 10, height: 10)
var s3 = Size(width: 10)
var s4 = Size(height: 20)

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• 指定初始化器必须从它的直系父类调用指定初始化器
  • 子类的指定初始化器只能调用直系父类的初始化器
  • 子类指定初始化器不能直接调用本身`的指定初始化器

class Person {
    var age: Int = 0
    init(age: Int) {
        self.age = age
    }
    
    convenience init() {
        self.init(age: 0)
    }
}

class Student : Person {    // 类继承冒号左右最好空一格
    var score: Int
    init(age: Int, score: Int) {
        
        // 指定初始化器必须从它的直系父类调用指定初始化器
        self.score = score // 注意: 不能写到super.init(age: age)之后, 否则报错 error: property 'self.score' not initialized at super.init call
        super.init(age: age)
        
        // error: 'super.init' isn't called on all paths before returning from initializer
//        self.age = age
//        self.score = score
    }
    
    
    init() {
        
        // 子类的指定初始化器不能直接调用本身的指定初始化器
//        self.init(age: 0, score: 0) // error: designated initializer for 'Student' cannot delegate (with 'self.init'); did you mean this to be a convenience initializer?
        
        self.score = 0
        super.init(age: 0)
    }
}

//var stu1 = Student(age: 10) // 如果子类自定义初始化器,不会自动继承直系父类的初始化器,因为这样会导致父类的存储属性为能初始化 error: missing argument for parameter 'score' in call
var stu2 = Student(age: 10, score: 20)

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02-初始化器的相互调用

• 初始化器的相互调用规则
  • 指定初始化器必须从它的直系父类调用指定初始化器
  • 便捷初始化器必须从相同的类里调用另一个初始化器
• 便捷初始化器最终必须调用一个指定初始化器

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• 这套规则保证了 使用任意初始化器,都可以完整地初始化实例
  • 总结: 指定构造器纵向调用,便捷初始化器横向调用

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QQ20200510-191425@2x.png

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03-两段式初始化

• Swift在编码安全方面是煞费苦心,为了保证初始化过程的安全,设定了两段式初始化、安全检查
• 两段式初始化
  • 第1阶段:初始化所有存储属性(向上调用)
    1.外层调用指定\便捷初始化器
    2.分配内存给实例,但未初始化
    3.指定初始化器确保当前类定义的存储属性都初始化
    4.指定初始化器调用父类的指定初始化器，不断向上调用,形成初始化器链
  • 第2阶段:设置新的存储属性值(向下调用)
    1.从顶部初始化器往下,链中的每一个指定初始化器都有机会进一步定制实例
    2.初始化器现在能够使用self (访问、修改它的属性,调用它的实例方法等等)
    3.最终,链中任何便捷初始化器都有机会定制实例以及使用self

class Person {
    var age: Int = 0
    init(age: Int) {
        self.age = age
        // 此次可以个性化定制
    }
    
    convenience init() {
        self.init(age: 0)
        // 此次可以个性化定制
    }
}

class Student : Person {
    var score: Int
    init(age: Int, score: Int) {
        
        // 存储属性未完成初始化指针,不能用self
//        print(self) // error: 'self' used before 'super.init' call
//        self.age = 10   // error: 'self' used in property access 'age' before 'super.init' call
//        self.test() // error: 'self' used in method call 'test' before 'super.init' call
//        var fn = {  // error'self' captured by a closure before all members were initialized
//            self.age = 20
//        }
//        fn()
        
        self.score = score
        super.init(age: age)
        // 此次可以个性化定制
    }
    
    init() {
        self.score = 0
        super.init(age: 0)
        // 此次可以个性化定制
        self.test()
    }
    
    func test() {
        print("age: \(age), score: \(score)")
    }
}

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04-安全检查

• 指定初始化器必须保证在调用父类初始化器之前,其所在类定义的所有存储属性都要初始化完成
• 指定初始化器必须先调用父类指定初始化器,然后才能为继承的属性设置新值
• 便捷初始化器必须先调用同类中的其它初始化器,然后再为任意属性设置新值
• 初始化器在第1阶段初始化完成之前,不能调用任何实例方法、不能读取任何实例属性的值,也不能引用self
• 直到第1阶段结束,实例才算完全合法

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QQ20200510-201532@2x.png

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class Person {
    var age: Int = 0
    init(age: Int) {
        self.age = age
        // 此次可以个性化定制
    }
    
    convenience init() {
        self.init(age: 0)
        // 此次可以个性化定制
    }
}

class Student : Person {
    var score: Int
    init(age: Int, score: Int) {
        self.score = score
        super.init(age: age)
    }
    
    init() {
        self.score = 0
//        self.age = 20   // 初始化器在`第1阶段初始化完成之前`,`不能调用任何实例方法`、`不能读取任何实例属性的值`,也`不能引用self`
        super.init(age: 0)
        // `指定初始化器`必须`先调用父类指定初始化器`,然后才能为`继承的属性设置新值`
        self.age = 10   // age是从父类继承的属性
        self.test()
    }
    
    convenience init(score: Int) {
        self.init(age: 0, score: score)
        // `便捷初始化器`必须先调用`同类中的其它初始化器`,然后再为`任意属性设置新值`
        self.age = 10
        self.score = 20
    }
    
    func test() {
        print("test")
    }
}

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05-重写

• 当重写父类的指定初始化器时,必须加上override (即使子类的实现是便捷初始化器)
  • 如果子类写了一个匹配父类便捷初始化器的初始化器,不用加上override
  • 因为父类的便捷初始化器永远不会通过子类直接调用,因此,严格来说,子类无法重写父类的便捷初始化器

class Person {
    var age: Int = 0
    init(age: Int) {
        self.age = age
    }
    
    // 因为父类的便捷初始化器永远不会通过子类直接调用,因此,严格来说,子类无法重写父类的便捷初始化器
    convenience init() {
        self.init(age: 0)
    }
}

class Student : Person {
    var score: Int
    
    init(age: Int, score: Int) {
        self.score = score
        super.init(age: age)
    }
    
    // 当`重写父类的指定初始化器`时,必须加上`override` (`即使子类的实现是便捷初始化器`)
    // 重写为指定初始化器
//    override init(age: Int) {
//        self.score = 0
//        super.init(age: age)
//    }
    
    // 重写为便捷初始化器
//    override convenience init(age: Int) {
//        self.init(age: age, score: 0)
//
//    }
    
    // 如果`子类`写了一个`匹配父类便捷初始化器`的初始化器,`不用加上override`
    // 子类写了匹配父类的便捷初始化器的指定初始化器(不算重写, 重写表示调用super.init())
//    init() {
//        self.score = 0
//        super.init(age: 0)
//    }
    
    // 子类写了匹配父类的便捷初始化器的便捷初始化器(不算重写, 重写表示调用super.init())
    convenience init() {
        self.init(age: 0, score: 0)
    }
    
}

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06-自动继承

• 1.如果子类没有自定义任何指定初始化器,它会自动继承 父类所有的指定初始化器
• 2.如果子类提供了父类所有指定初始化器的实现(要么通过方式1继承，要么重写)
  • 子类自动继承所有的父类便捷初始化器
• 3.就算子类添加了更多的便捷初始化器,这些规则仍然适用
• 4.子类以便捷初始化器的形式重写父类的指定初始化器,也可以作为满足规则2的一部分

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• 1.如果子类没有自定义任何指定初始化器,它会自动继承父类所有的指定初始化器

class Person {
    var age: Int = 0
    var name: String
    
    init(age: Int, name: String) {
        self.age = age
        self.name = name
    }
    
    init(age: Int) {
        self.age = age
        self.name = ""
    }
    
    init() {
        self.age = 0
        self.name = ""
    }
}

class Student : Person {
    
}

var stu1 = Student(age: 10)
var stu2 = Student(age: 10, name: "Liwx")

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• 如果子类重写了父类的指定初始化器,不会在自动继承父类的初始化器

class Person {
    var age: Int = 0
    var name: String
    
    init(age: Int, name: String) {
        self.age = age
        self.name = name
    }
    
    init(age: Int) {
        self.age = age
        self.name = ""
    }
    
    init() {
        self.age = 0
        self.name = ""
    }
}

class Student : Person {
    override init() {
        super.init()
    }
}
var stu1 = Student()
//var stu2 = Student(age: 10) // 如果子类重写了初始化器,不会在自动继承父类的初始化器 error: argument passed to call that takes no arguments

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• 子类新增自定义便捷初始化器,如果子类没有重写父类初始化器,子类可以调用自动继承父类的初始化器

class Person {
    var age: Int = 0
    var name: String
    
    init(age: Int, name: String) {
        self.age = age
        self.name = name
    }
    
    init(age: Int) {
        self.age = age
        self.name = ""
    }
    
    init() {
        self.age = 0
        self.name = ""
    }
}

class Student : Person {
    
    var no: Int = 0 // 参数必须初始化值,才能保证父类继承下来的初始化器能保证所有存储属性都设置了初始值
    convenience init(no: Int) {
        
//        self.no = no    // no存储属性未完成初始化, 不能调用self error: 'self' used before 'self.init' call or assignment to 'self'
        self.init(age: 0, name: "")
        // 所有存储已经初始化完成,可以个性化定制参数
        self.no = no
    }
}

var stu1 = Student()
var stu2 = Student(age: 10)
var stu3 = Student(age: 10, name: "Liwx")
var stu4 = Student(no: 20)

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• 2.如果子类提供了父类所有指定初始化器的实现(要么通过方式1继承，要么重写)
  • 子类自动继承所有的父类便捷初始化器

class Person {
    var age: Int = 0
    var name: String
    
    init(age: Int, name: String) {
        self.age = age
        self.name = name
    }
    
    init() {
        self.age = 0
        self.name = ""
    }
    
    convenience init(age: Int) {
        self.init(age: age, name: "")
    }
    
    convenience init(name: String) {
        self.init(age: 0, name: name)
    }
}

class Student : Person {
    
    // 2.如果子类提供了父类所有指定初始化器的实现(要么通过方式1继承，要么重写)
    // `子类自动继承所有`的`父类便捷初始化器`
    
    // 子类重写父类所有指定初始化器
    override init(age: Int, name: String) {
        super.init(age: age, name: name)
    }
    
    override init() {
        super.init()
    }
}

var stu1 = Student(age: 10, name: "Liwx")   // 子类提供了父类所有指定初始化器的实现,`子类自动继承所有`的`父类便捷初始化器`
var stu2 = Student()
var stu3 = Student(age: 10)
var stu4 = Student(name: "Liwx")

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• 3.就算子类添加了更多的便捷初始化器,这些规则仍然适用

class Person {
    var age: Int = 0
    var name: String
    
    init(age: Int, name: String) {
        self.age = age
        self.name = name
    }
    
    init() {
        self.age = 0
        self.name = ""
    }
    
    convenience init(age: Int) {
        self.init(age: age, name: "")
    }
    
    convenience init(name: String) {
        self.init(age: 0, name: name)
    }
}

class Student : Person {
    convenience init(age: Int, name: String, no: Int) {
        self.init(age: age, name: name)
    }
}

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• 4.子类以便捷初始化器的形式重写 父类的所有指定初始化器, 会自动继承父类的所有便捷初始化器

class Person {
    var age: Int = 0
    var name: String
    
    init(age: Int, name: String) {
        self.age = age
        self.name = name
    }
    
    init() {
        self.age = 0
        self.name = ""
    }
    
    convenience init(age: Int) {
        self.init(age: age, name: "")
    }
    
    convenience init(name: String) {
        self.init(age: 0, name: name)
    }
}

class Student : Person {
    
    init(age: Int, name: String, no: Int) {
        super.init(age: age, name: name)
    }
    
    // 子类以便捷初始化器的形式重写父类的所有指定初始化器, 会自动继承父类的所有便捷初始化器
    convenience override init(age: Int, name: String) {
        self.init(age: age, name: name)
    }
    
    convenience override init() {
        self.init(age: 0, name: "")
    }
}

var stu1 = Student()
var stu2 = Student(age: 10)
var stu3 = Student(age: 10, name: "Liwx")
var stu4 = Student(age: 10, name: "Liwx", no: 20)
var stu5 = Student(name: "Liwx")

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07-required

• 用required修饰初始化器,表明其所有子类都必须实现该初始化器(通过继承或者重写实现)
• 如果子类重写了required初始化器,也必须加上required ,不用加override

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• 通过自动继承方式, 会自动继承required修饰的指定初始化器

class Person {
    required init() { }
    init(age: Int) { }
}

class Student : Person {
    
}

var stu1 = Student()
var stu2 = Student(age: 10)

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• 子类新增指定初始化器,必须实现required修饰的指定初始化器

class Person {
    required init() { }
    init(age: Int) { }
}

class Student : Person {
    init(no: Int) {
        super.init()
    }
    required init() {
        super.init()
    }
}

var stu1 = Student()
var stu2 = Student(no: 20)
//var stu3 = Student(age: 10) // 子类重写了父类指定初始化器init()方法,没有重写父类的指定初始化器init(age:), 所以该初始化器不能使用  error: incorrect argument label in call (have 'age:', expected 'no:')

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• required 修饰便捷初始化器

class Person {
    required convenience init() {
        self.init(age: 0)
    }
    init(age: Int) { }
}

class Student : Person {
    
    init(no: Int) {
        super.init(age: 0)
    }
    
    override init(age: Int) {
        super.init(age: age)
    }
    
    required convenience init() {
        self.init(age: 0)
    }
}

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08-属性观察器

• 父类的属性在它自己的初始化器中赋值不会触发属性观察器,但在子类的初始化器中赋值会触发属性观察器
• 父类的属性在它自己的初始化器中赋值`不会触发属性观察器

class Person {
    
    var age: Int {
        willSet {
            print("Person willSet", newValue)
        }
        didSet {
            print("Person didSet", oldValue)
        }
    }
    init() {
        self.age = 0    // 此处不会调用自己的属性观察器
    }
}
var p1 = Person()   // 此次没有打印任何信息

---

• 在子类的初始化器中赋值会触发属性观察器`

class Person {
    
    var age: Int {
        willSet {
            print("Person willSet", newValue)
        }
        didSet {
            print("Person didSet", oldValue)
        }
    }
    init() {
        self.age = 0    // 此处不会调用自己的属性观察器
    }
}

class Student : Person {
    override init() {
        super.init()
        self.age = 1    // 此处会调用父类的属性观察器
    }
}
// Person willSet 1
// Person didSet 0
var stu1 = Student()

---

• 子类和父类都实现父类存储属性的属性观察器, 则子类初始化器中对父类存储属性赋值时,子类和父类的属性观察器都会调用

class Person {
    
    var age: Int {
        willSet {
            print("Person willSet", newValue)
        }
        didSet {
            print("Person didSet", oldValue)
        }
    }
    init() {
        self.age = 0    // 此处不会调用自己的属性观察器
    }
}

class Student : Person {
    
    override var age: Int {
        willSet {
            print("Student willSet", newValue)
        }
        didSet {
            print("Student didSet", oldValue)
        }
    }
    
    override init() {
        super.init()
        self.age = 1    // 此处会调用父类的属性观察器
    }
}
//Student willSet 1
//Person willSet 1
//Person didSet 0
//Student didSet 0
var stu1 = Student()

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09-可失败初始化器

• 类、结构体、枚举都可以使用init?定义可失败初始化器
• 不允许同时定义参数标签、参数个数、参数类型相同的可失败初始化器和非可失败初始化器
• 可以用init!定义隐式解包的可失败初始化器
• 可失败初始化器可以调用非可失败初始化器,非可失败初始化器调用可失败初始化器需要进行解包
• 如果初始化器调用一个可失败初始化器导致初始化失败,那么整个初始化过程都失败,并且之后的代码都停止执行
• 可以用一个非可失败初始化器重写一个可失败初始化器,但反过来是不行的

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class Person {
    var name: String
    init?(name: String) {   // 可选项初始化器 在init后面加上?
        if name.isEmpty {
            return nil
        }
        self.name = name
    }
}

var p1 = Person(name: "")
print(p1)   // nil

var p2 = Person(name: "Liwx")
print(p2)   // Optional(__lldb_expr_2.Person)

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• Int可失败初始化器使用

// Int可失败初始化器定义
// public Init?(_ description: String)
var num1 = Int("123")
print(num1) // Optional(123)
var num2 = Int("abc")
print(num2) // nil

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• 枚举可失败初始化器使用

enum Answer : Int {
    case wrong, right
}

var answer1 = Answer(rawValue: 1)
print(answer1)  // Optional(__lldb_expr_13.Answer.right)
var answer2 = Answer(rawValue: 100)
print(answer2)  // nil

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• 不允许同时定义参数标签、参数个数、参数类型相同的可失败初始化器和非可失败初始化器

class Person {
    var name: String
    init?(name: String) {   // 可选项初始化器 在init后面加上?
        if name.isEmpty {
            return nil
        }
        self.name = name
    }
    // 不允许同时定义参数标签、参数个数、参数类型相同的可失败初始化器和非可失败初始化器
//    init(name: String) {    // error: invalid redeclaration of 'init(name:)'
//        self.name = name
//    }
}

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• 可以用init!定义隐式解包的可失败初始化器

class Person {
    var name: String
    init!(name: String) {   // 可选项初始化器 在init后面加上?
        if name.isEmpty {
            return nil
        }
        self.name = name
    }
}

var p1 = Person(name: "")
print(p1)   // nil

var p2 = Person(name: "Liwx")
print(p2)   // Optional(__lldb_expr_16.Person)

---

• 可失败初始化器可以调用非可失败初始化器

class Person {
    var name: String
    convenience init?(name: String) {
        // 可失败初始化器可以调用非可失败初始化器
        self.init()
        
        if name.isEmpty {
            return nil
        }
    }
    
    init() {
        self.name = ""
    }
}

var p1 = Person(name: "")
print(p1)   // nil
var p2 = Person(name: "Liwx")
print(p2)   // Optional(__lldb_expr_19.Person)

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• 非可失败初始化器调用可失败初始化器需要进行解包(慎用)
• 这种情况调用,如果可失败初始化器返回nil, 强制解包运行时会崩溃

class Person {
    var name: String
    
    init?(name: String) {
        if name.isEmpty {
            return nil
        }
        self.name = name
    }

    convenience init() {
        // 非可失败初始化器调用可失败初始化器需要进行解包
        self.init(name: "")!
    }
    
    // 这样也可以
//    init!(name: String) {
//        if name.isEmpty {
//            return nil
//        }
//        self.name = name
//    }
//
//    convenience init() {
//        // 非可失败初始化器调用可失败初始化器需要进行解包
//        self.init(name: "")
//    }
}
var p1 = Person()
print(p1)   // error: Unexpectedly found nil while unwrapping an Optional value

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• 如果初始化器调用一个可失败初始化器导致初始化失败,那么整个初始化过程都失败,并且之后的代码都停止执行

class Person {
    var name: String
    
    init?(name: String) {
        if name.isEmpty {
            return nil
        }
        self.name = name
    }

    convenience init?() {
        // 非可失败初始化器调用可失败初始化器需要进行解包
        self.init(name: "")
        // 可失败初始化器如果初始化失败,以下代码不执行
        self.name = "Liwx"
        print("test")   // 不会打印test
    }
}
var p1 = Person()
print(p1)   // nil

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• 可以用一个非可失败初始化器 重写一个可失败初始化器,但反过来是不行的

class Person {
    var name: String
    
    init?(name: String) {
        if name.isEmpty {
            return nil
        }
        self.name = name
    }
}

class Student : Person {
    // 可以用一个`非可失败初始化器` `重写`一个`可失败初始化器`
    override init(name: String) {
        // 因为没有调用super,所以报错 error: 'super.init' isn't called on all paths before returning from initializer
    }
}

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• 不可以用一个可失败初始化器 重写一个非可失败初始化器

class Person {
    var name: String
    
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
}

class Student : Person {
    // 不可以用一个`可失败初始化器` `重写`一个`非可失败初始化器`
    // error: failable initializer 'init(name:)' cannot override a non-failable initializer
    override init?(name: String) {
        super.init(name: name)
    }
}

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10-反初始化器(deinit)

• deinit叫做反初始化器,类似于C++的析构函数、OC中的dealloc方法
• 当类的实例对象被释放内存时,就会调用实例对象的deinit方法
• 结构体和枚举是不能使用deinit

class Person {
    deinit {
        print("Person deinit")  // 实例对象被释放会调用deinit
    }
}
func test() {
    var p1 = Person()
}
print("1")  // 1
test()      // Person deinit
print("2")  // 2

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• deinit不接受任何参数,不能写小括号,不能自行调用
• 父类的deinit能被子类继承
• 子类的deinit实现执行完毕后会调用父类的deinit

class Person {
    deinit {
        print("Person deinit")
    }
}

class Student : Person {
    deinit {
        print("Student deinit")
    }
}
func test() {
    var stu1 = Student()
}

// 1
// Student deinit
// Person deinit
// 2
print("1")
test()
print("2")

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iOS Swift 语法 底层原理 与 内存管理分析 专题：【iOS Swift5语法】

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