1. 存儲屬性
- 一個存儲屬性就是存儲在特定類或結構體執行個體裡的一個常量或變量。
- 可以是變量存儲屬性(用關鍵字 var 定義)。
- 也可以是常量存儲屬性(用關鍵字 let 定義)。
struct FixedLengthRange {
var firstValue: Int
let length: Int
}
var rangeOfThreeItems = FixedLengthRange(firstValue: 0, length: 3) // 該區間表示整數 0,1,2
rangeOfThreeItems.firstValue = 6 // 該區間現在表示整數 6,7,8
FixedLengthRange 的執行個體包含一個名為 firstValue 的變量存儲屬性和一個名為 length 的常量存儲屬性。
length 在建立執行個體的時候被初始化,且之後無法修改它的值,因為它是一個常量存儲屬性。
1.1 常量結構體執行個體的存儲屬性
- 如果建立了一個結構體執行個體并将其指派給一個常量,則無法修改該執行個體的任何屬性。
- 即使被聲明為可變屬性也不行。
let rangeOfFourItems = FixedLengthRange(firstValue: 0, length: 4) // 該區間表示整數 0,1,2,3
rangeOfFourItems.firstValue = 6 // 盡管 firstValue 是個可變屬性,但這裡還是會報錯
因為 rangeOfFourItems 被聲明成了常量(用 let 關鍵字),是以即使 firstValue 是一個可變屬性,也無法再修改它了。
1.2 延時加載存儲屬性
- 指當第一次被調用的時候才會計算其初始值的屬性。
- 在屬性聲明前使用 lazy 來标示一個延時加載存儲屬性。
- 必須将延時加載屬性聲明成變量(使用 var 關鍵字)。(因為屬性的初始值可能在執行個體構造完成之後才會得到。而常量屬性在構造過程完成之前必須要有初始值,是以無法聲明成延時加載。)
class DataImporter {
/*
DataImporter 是一個負責将外部檔案中的資料導入的類。
這個類的初始化會消耗不少時間。
*/
var fileName = "data.txt"
// 這裡會提供資料導入功能
}
class DataManager {
lazy var importer = DataImporter()
var data = [String]()
// 這裡會提供資料管理功能
}
let manager = DataManager()
manager.data.append("Some data")
manager.data.append("Some more data")
// DataImporter 執行個體的 importer 屬性還沒有被建立
print(manager.importer.fileName)
// DataImporter 執行個體的 importer 屬性現在被建立了
// 輸出“data.txt”
注意:
如果一個被标記為 lazy 的屬性在沒有初始化時就同時被多個線程通路,則無法保證該屬性隻會被初始化一次。
1.3 存儲屬性和執行個體變量
- 如果您有過 Objective-C 經驗,應該知道 Objective-C 為類執行個體存儲值和引用提供兩種方法。除了屬性之外,還可以使用執行個體變量作為一個備份存儲将變量值指派給屬性。
- Swift 程式設計語言中把這些理論統一用屬性來實作。Swift 中的屬性沒有對應的執行個體變量,屬性的備份存儲也無法直接通路。這就避免了不同場景下通路方式的困擾,同時也将屬性的定義簡化成一個語句。屬性的全部資訊——包括命名、類型和記憶體管理特征——作為類型定義的一部分,都定義在一個地方。
2. 計算屬性
- 除存儲屬性外,類、結構體和枚舉可以定義計算屬性。
- 計算屬性不直接存儲值,而是提供一個 getter 和一個可選的 setter,來間接擷取和設定其他屬性或變量的值。
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))")
// 列印“square.origin is now at (10.0, 10.0)”
這個例子定義了 3 個結構體來描述幾何形狀:Point 封裝了一個 (x, y) 的坐标
Size 封裝了一個 width 和一個 height
Rect 表示一個有原點和尺寸的矩形
2.1 簡化 Setter 聲明
- 計算屬性的 setter 沒有定義表示新值的參數名,則可以使用預設名稱 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)
}
}
}
2.2 簡化 Getter 聲明
- 如果整個 getter 是單一表達式,getter 會隐式地傳回這個表達式結果。
struct CompactRect {
var origin = Point()
var size = Size()
var center: Point {
get {
Point(x: origin.x + (size.width / 2),
y: origin.y + (size.height / 2))
}
set {
origin.x = newValue.x - (size.width / 2)
origin.y = newValue.y - (size.height / 2)
}
}
}
在 getter 中忽略 return 與在函數中忽略 return 的規則相同。
2.3 隻讀計算屬性
- 隻有 getter 沒有 setter 的計算屬性叫隻讀計算屬性。
- 隻讀計算屬性總是傳回一個值,可以通過點運算符通路,但不能設定新的值。
注意: 必須使用 var 關鍵字定義計算屬性,包括隻讀計算屬性,因為它們的值不是固定的。let 關鍵字隻用來聲明常量屬性,表示初始化後再也無法修改的值。
- 隻讀計算屬性的聲明可以去掉 get 關鍵字和花括号:
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)")
// 列印“the volume of fourByFiveByTwo is 40.0”
定義了一個名為 Cuboid 的結構體,表示三維空間的立方體,包含 width、height 和 depth 屬性。
結構體還有一個名為 volume 的隻讀計算屬性用來傳回立方體的體積。
為 volume 提供 setter 毫無意義,因為無法确定如何修改 width、height 和 depth 三者的值來比對新的 volume。然而,Cuboid 提供一個隻讀計算屬性來讓外部使用者直接擷取體積是很有用的。
3. 屬性觀察器
- 屬性觀察器監控和響應屬性值的變化,每次屬性被設定值的時候都會調用屬性觀察器,即使新值和目前值相同的時候也不例外。
- 可以為屬性添加其中一個或兩個觀察器:
- willSet 在新的值被設定之前調用:
- willSet 觀察器會将新的屬性值作為常量參數傳入,在 willSet 的實作代碼中可以為這個參數指定一個名稱,如果不指定則參數仍然可用,這時使用預設名稱 newValue 表示。
- didSet 在新的值被設定之後調用
- didSet 觀察器會将舊的屬性值作為參數傳入,可以為該參數指定一個名稱或者使用預設參數名 oldValue。如果在 didSet 方法中再次對該屬性指派,那麼新值會覆寫舊的值。
- willSet 在新的值被設定之前調用:
class StepCounter {
var totalSteps: Int = 0 {
willSet(newTotalSteps) {
print("将 totalSteps 的值設定為 \(newTotalSteps)")
}
didSet {
if totalSteps > oldValue {
print("增加了 \(totalSteps - oldValue) 步")
}
}
}
}
let stepCounter = StepCounter()
stepCounter.totalSteps = 200
// 将 totalSteps 的值設定為 200
// 增加了 200 步
stepCounter.totalSteps = 360
// 将 totalSteps 的值設定為 360
// 增加了 160 步
stepCounter.totalSteps = 896
// 将 totalSteps 的值設定為 896
// 增加了 536 步
注意:
1. 在父類初始化方法調用之後,在子類構造器中給父類的屬性指派時,會調用父類屬性的 willSet 和 didSet 觀察器。
2. 而在父類初始化方法調用之前,給子類的屬性指派時不會調用子類屬性的觀察器。
StepCounter 類定義了一個叫 totalSteps 的 Int 類型的屬性。它是一個存儲屬性,包含 willSet 和 didSet 觀察器。
當 totalSteps 被設定新值的時候,它的 willSet 和 didSet 觀察器都會被調用,即使新值和目前值完全相同時也會被調用。
例子中的 willSet 觀察器将表示新值的參數自定義為 newTotalSteps,這個觀察器隻是簡單的将新的值輸出。
didSet 觀察器在 totalSteps 的值改變後被調用,它把新值和舊值進行對比,如果總步數增加了,就輸出一個消息表示增加了多少步。didSet 沒有為舊值提供自定義名稱,是以預設值 oldValue 表示舊值的參數名。
注意:
1. 如果将帶有觀察器的屬性通過 in-out 方式傳入函數,willSet 和 didSet 也會調用。
2. 這是因為 in-out 參數采用了拷入拷出記憶體模式:即在函數内部使用的是參數的 copy,函數結束後,又對參數重新指派。
4. 全局變量和局部變量
- 全局變量是在函數、方法、閉包或任何類型之外定義的變量。
- 局部變量是在函數、方法或閉包内部定義的變量。
- 計算屬性和觀察屬性所描述的功能也可以用于全局變量和局部變量。
注意: 全局的常量或變量都是延遲計算的,跟 延時加載存儲屬性 相似。 不同的地方在于,全局的常量或變量不需要标記 lazy 修飾符。 局部範圍的常量和變量從不延遲計算。
5. 類型屬性
- 執行個體屬性屬于一個特定類型的執行個體,每建立一個執行個體,執行個體都擁有屬于自己的一套屬性值,執行個體之間的屬性互相獨立。
- 你也可以為類型本身定義屬性,無論建立了多少個該類型的執行個體,這些屬性都隻有唯一一份。這種屬性就是類型屬性。
注意: 1. 跟執行個體的存儲型屬性不同,必須給存儲型類型屬性指定預設值,因為類型本身沒有構造器,也就無法在初始化過程中使用構造器給類型屬性指派。 2. 存儲型類型屬性是延遲初始化的,它們隻有在第一次被通路的時候才會被初始化。即使它們被多個線程同時通路,系統也保證隻會對其進行一次初始化,并且不需要對其使用 lazy 修飾符。
5.1 類型屬性文法
- 在 Swift 中,類型屬性是作為類型定義的一部分寫在類型最外層的花括号内,是以它的作用範圍也就在類型支援的範圍内。
- 使用關鍵字 static 來定義類型屬性。在為類定義計算型類型屬性時,可以改用關鍵字 class 來支援子類對父類的實作進行重寫。
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
}
}
注意
例子中的計算型類型屬性是隻讀的,但也可以定義可讀可寫的計算型類型屬性,跟計算型執行個體屬性的文法相同。
5.2 擷取和設定類型屬性的值
- 跟執行個體屬性一樣,類型屬性也是通過點運算符來通路。
- 但是,類型屬性是通過類型本身來通路,而不是通過執行個體。
print(SomeStructure.storedTypeProperty)
// 列印“Some value.”
SomeStructure.storedTypeProperty = "Another value."
print(SomeStructure.storedTypeProperty)
// 列印“Another value.”
print(SomeEnumeration.computedTypeProperty)
// 列印“6”
print(SomeClass.computedTypeProperty)
// 列印“27”
struct AudioChannel {
static let thresholdLevel = 10 // 音量的最大上限門檻值
static var maxInputLevelForAllChannels = 0 // 表示所有 AudioChannel 執行個體的最大輸入音量
var currentLevel: Int = 0 { // 表示目前聲道現在的音量
didSet { // 屬性觀察器來檢查每次設定後的屬性值
if currentLevel > AudioChannel.thresholdLevel {
// 将目前音量限制在門檻值之内
currentLevel = AudioChannel.thresholdLevel
}
if currentLevel > AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels {
// 存儲目前音量作為新的最大輸入音量
AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels = currentLevel
}
}
}
}
// 兩個聲道
var leftChannel = AudioChannel()
var rightChannel = AudioChannel()
leftChannel.currentLevel = 7
print(leftChannel.currentLevel) // 輸出“7”
print(AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels) // 輸出“7”
rightChannel.currentLevel = 11
print(rightChannel.currentLevel) // 輸出“10”
print(AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels) // 輸出“10”