属性、方法、下标 - 符琼林的个人博客

属性

Swift中跟实例相关的属性可以分为2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
- 结构体、类可以定义存储属性 ü 枚举不可以定义存储属性
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

存储属性

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

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
        }
    }
}

定义计算属性只能用var，不能用let
- let代表常量:值是一成不变的
- 计算属性的值是可能发生变化的(即使是只读计算属性)
只读计算属性:只有get，没有set

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

枚举rawValue原理

枚举原始值rawValue的本质是：只读计算属性

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

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()

//打印结果
Person init!
--------
Car init!
Car is running!

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
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

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

延迟存储属性注意点

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

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
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

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
// 10.5
print(circle.radius)

全局变量、局部变量

属性观察器、计算属性的功能，同样可以应用在全局变量、局部变量身上

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

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

inout的再次研究

struct Shape {
    var width: Int
    var side: Int {
        willSet {
            print("willSetSide", newValue)
        }
        didSet {
            print("didSetSide", oldValue, side)
        }
    }
    var girth: Int {
        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)
s.show()
print("----------")
test(&s.side)
s.show()
print("----------")
test(&s.girth)
s.show()
 

//打印结果
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

inout的本质总结

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)
如果实参是计算属性或者设置了属性观察器
- 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【get】
  - 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【set】
总结:inout的本质就是引用传递(地址传递)

类型属性(Type Property)

严格来说，属性可以分为
- 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)
- 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(类似于全局变量)
  - 计算类型属性(Computed Type Property)
可以通过static定义类型属性
- 如果是类，也可以用关键字class

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

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
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
存储类型属性可以是let
枚举类型也可以定义类型属性(存储类型属性、计算类型属性)

单例模式

public class FileManager {
    public static let shared = FileManager()
    private init() { }
}

public class FileManager {
    public static let shared = {
        // ....
        // ....
        return FileManager()
    }()
    private init() { }
}

方法(Method)

枚举、结构体、类都可以定义实例方法、类型方法
- 实例方法(Instance Method)：通过实例对象调用
- 类型方法(Type Method)：通过类型调用，用static或者class关键字定义
self
- 在实例方法中代表实例对象
- 在类型方法中代表类型
在类型方法static func getCount中
- cout等价于self.cout、Car.self.cout、Car.cout

class Car {
    static var cout = 0
    init() {
        Car.cout += 1 }
    static func getCount() -> Int { cout }
}

let c0 = Car()
let c1 = Car()
let c2 = Car()
print(Car.getCount()) // 3

mutating

结构体和枚举是值类型，默认情况下，值类型的属性不能被自身的实例方法修改
- 在func关键字前加mutating可以允许这种修改行为

struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
    mutating func moveBy(deltaX: Double, deltaY: Double) {
        x += deltaX
        y += deltaY
        // self = Point(x: x + deltaX, y: y + deltaY)
    }
}

enum StateSwitch {
    case low, middle, high
    mutating func next() {
        switch self {
        case .low:
            self = .middle
        case .middle:
            self = .high
        case .high:
            self = .low
        }
    }
}

@discardableResult

在func前面加个@discardableResult，可以消除：函数调用后返回值未被使用的警告⚠️

struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
    @discardableResult mutating
    func moveX(deltaX: Double) -> Double {
        x += deltaX
        return x
    }
}
var p = Point()
p.moveX(deltaX: 10)

@discardableResult
func get() -> Int {
    return 10
}
get()

下标(subscript)

使用subscript可以给任意类型(枚举、结构体、类)增加下标功能，有些地方也翻译为：下标脚本
- subscript的语法类似于实例方法、计算属性，本质就是方法(函数)
subscript中定义的返回值类型决定了
- get方法的返回值类型
- set方法中newValue的类型
subscript可以接受多个参数，并且类型任意

class Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
    subscript(index: Int) -> Double {
        set {
            if index == 0 {
                x = newValue
            } else if index == 1 {
                y = newValue
            }
        }
        get {
            if index == 0 {
                return x
            } else if index == 1 {
                return y
            }
            return 0
        }
    }
}

var p = Point()
p[0] = 11.1
p[1] = 22.2
print(p.x) // 11.1
print(p.y) // 22.2
print(p[0]) // 11.1
print(p[1]) // 22.2

下标的细节

subscript可以没有set方法，但必须要有get方法
如果只有get方法，可以省略get

class Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
    subscript(index: Int) -> Double {
        get {
            if index == 0 {
                return x
            } else if index == 1 {
                return y
            }
            return 0
        }
    }
}


class Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
    subscript(index: Int) -> Double {
        if index == 0 {
            return x
        } else if index == 1 {
            return y
        }
        return 0
    }
}

可以设置参数标签

class Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
    subscript(index i: Int) -> Double {
        if i == 0 {
            return x
        } else if i == 1 {
            return y
        }
        return 0
    }
}

var p = Point()
p.y = 22.2
print(p[index: 1]) // 22.2

下标可以是类型方法

class Sum {
static subscript(v1: Int, v2: Int) -> Int {
        return v1 + v2
    }
}
print(Sum[10, 20]) // 30

结构体、类作为返回值对比

class Point {
    var x = 0, y = 0
}
class PointManager {
    var point = Point()
    subscript(index: Int) -> Point {
        get { point }
    }
}


struct Point {
    var x = 0, y = 0
}
class PointManager {
    var point = Point()
    subscript(index: Int) -> Point {
        set { point = newValue }
        get { point } }
}

var pm = PointManager()
pm[0].x = 11
pm[0].y = 22
// Point(x: 11, y: 22)
print(pm[0])
// Point(x: 11, y: 22)
print(pm.point)

接收多个参数的下标

class Grid {
    var data = [
        [0, 1, 2],
        [3, 4, 5],
        [6, 7, 8]
    ]
    subscript(row: Int, column: Int) -> Int {
        set {
            guard row >= 0 && row < 3 && column >= 0 && column < 3 else {
                return
            }
            data[row][column] = newValue
        }
        get {
            guard row >= 0 && row < 3 && column >= 0 && column < 3 else {
                return 0
            }
            return data[row][column] }
    }
}

var grid = Grid()
grid[0, 1] = 77
grid[1, 2] = 88
grid[2, 0] = 99
print(grid.data)