Swift5.0 - day4-闭包、属性、方法、下标

一、闭包

  • 1.1、闭包表达式(Closure Expression)
    在 Swift 里面可以通过函数 func 定义一个函数,也可以通过闭包表达式定义一个函数

    func sum(_ v1:Int,_ v2:Int) -> Int{
    
       return v1+v2
    }
    sum(1,2) // 3
    

    闭包的格式

    {    参数列表  -> 返回值类型 in
           具体的代码
    }
    

    闭包的具体举例

    var fn = {
    
        (_ v1:Int,_ v2:Int) -> Int in
    
        return v1+v2
    }
    
    fn(2,3)    // 5
    

    提示:上面仅仅是给闭包定义了一个变量,如果不写变量和下面的意思一样

    { 
       (_ v1:Int,_ v2:Int) -> Int in
    
        return v1+v2
    }(2,3)
    
  • 1.2、闭包表达式的简写
    基础的闭包

    var fn = {
    
      (v1:Int,v2:Int) -> Int in
    
         return v1+v2
    }
    

    简写的代码

    func exec(v1:Int,v2:Int,fn:(Int,Int)->Int){
      
       print(fn(v1,v2))
    }
    

    提示:传进去一个闭包

    调用 exec 函数方式如下:等效,结果都是 20
    方式一

    exec(1, 2, fn: fn)
    

    方式二

    exec(v1: 10, v2: 10) { (v3, v4) -> Int in
         return v3 + v4
    }
    

    方式三

    exec(v1: 10, v2: 10, fn: {
           v3,v4 in return v3+v4
    })
    

    方式四

    exec(v1: 10, v2: 10, fn: {
           v3,v4 in v3+v4
    })
    

    方式五

    exec(v1: 10, v2: 10, fn: {$0 + $1})
    

    方式六

    exec(v1: 10, v2: 10, fn: +)
    
  • 1.3、尾随闭包

    • 如果将一个很长的闭包表达式作为函数的最后一个实参,使用尾随闭包可以增强函数的可读性

    • 尾随闭包是一个被书写在函数调用括号外面(后面)的闭包表达式

      func exec(v1:Int,v2:Int,fn:(Int,Int)->Int){
      
           print(fn(v1,v2))
      }
      
      exec(v1: 6, v2: 7, fn: {$0 + $1})
      

      结果:13,让两个参数相加,我们还可以:-* 等等

    • 如果闭包表达式是函数的唯一实参,而且使用了尾随闭包的写法,那就不需要再函数名后面写圆括号

      func exec(fn:(Int,Int)->Int){
      
             print(fn(2,5))
      }
      

      调用方式如下,结果为 7

      exec(fn: {$0 + $1})   
      exec(){$0 + $1}
      exec{$0 + $1}
      
  • 1.4、数组的排序

    func cmp(i1:Int,i2:Int) -> Bool {
         // 大的排到前面
         return i1 > i2
    }
    // 返回 false: i1 排在 i2 后面,也就是 i1 的值小于 i2
    // 返回 true: i1 排在 i2 前面,也就是 i1 的值大于 i2
    
  • 1.5、忽略参数

    func exec(fn:(Int,Int)->Int){
         print(fn(1,5))
    }
    exec{_,_ in 11}  // 11
    
  • 1.6、闭包(Closure):的实质是一段有具体功能的代码块。

    • 闭包:一个函数和他捕获的变量/常量环境组合起来,称为闭包。闭包的核心是在其使用的局部变量/常量 会被额外的复制或者引用,使这些变量脱离其作用域后依然有效。
      • 一般指定义在函数内部的函数

      • 一般它捕获的是外层函数的局部变量/常量

        // 返回的 plus 与 num 形成了闭包
        func getFn() -> Fn{
        
             var num = 0
             func plus(_ i:Int) -> Int{
        
                 num += I
                 return num
             }
        
             return plus
        }
        
        var fn1 = getFn()
        var fn2 = getFn()
        
        fn1(1)
        fn2(2)
        
    • 可以把闭包想象成一个类的实例对象
      • 存储在堆空间

      • 捕获的局部变量/常量就是对象的成员(存储属性)

      • 组成闭包的函数就是类内部定义的方法

        class Closure{
        
            var num = 2
            func plus(_ i:Int) -> Int {
                 num += I
                 return num
            } 
        }
        
        var cs1 = Closure()
        var cs2 = Closure()
        
        cs1.plus(2)   // 4
        cs2.plus(2)   // 4
        
        cs1.plus(3)   // 7
        cs2.plus(3)   // 7
        
  • 1.7、自动闭包
    自动闭包的条件:自动闭包参数使用有严格的条件是首先此闭包不能有参数,其次在调用函数传参的时,此闭包的实现只能由一句表达式组成,闭包的返回值即为此表达式的值,自动闭包由 @autoclosure 来声明,如下 例三

    • 例一:如果第1个数大于0,返回第一个数。否则返回第2个数

      func getFirstPositive(_ v1: Int, _ v2: Int) -> Int
      {
         return v1 > 0 ? v1 : v2 
      }
      getFirstPositive(10, 20)
      
    • 例二:改成函数类型的参数,可以让v2延迟加载

      func getFirstPositive(_ v1: Int, _ v2: () -> Int) -> Int?
      {
           return v1 > 0 ? v1 : v2()
      }
      getFirstPositive(-4) { 20 }
      
    • 例三:为了避免与期望冲突,使用了@autoclosure的地方最好明确注释清楚:这个值会被推迟执行

      func getFirstPositive(_ v1: Int, _ v2: @autoclosure () -> Int) -> Int? {
           return v1 > 0 ? v1 : v2()
      }
      
      getFirstPositive(-4, 20)
      
    • 结论

      • @autoclosure 会自动将 20 封装成闭包 { 20 }
      • @autoclosure 只支持 () -> T 格式的参数 @autoclosure并非只支持最后1个参数
      • 空合并运算符 ?? 使用了@autoclosure 技术
      • @autoclosure、无@autoclosure,构成了 函数重载
  • 1.8、逃逸闭包和非逃逸闭包

    • 逃逸闭包:是指函数内的闭包在函数执行结束后在函数外依然可以使用
    • 非逃逸闭包:是指在函数的声明周期结束后,闭包也将会被销毁。换句话说,非逃逸闭包只能在函数内部使用,在函数外部不能使用。默认情况下函数中的闭包都为非逃逸闭包,这样做的优点是可以提高代码的性能,节省内存消耗,开发者可以根据实际需求将闭包参数声明为逃逸闭包。

      提示:

      • 非逃逸闭包也不可以作为返回值返回,如果这么做,编译器会抛出一个错误。

      • 将闭包声明为非逃逸型,需要使用 @noescape 修饰。需要注意的是,在最新的Xcode版本里面已经不需要再使用,参数默认都是非逃逸的,如下代码

        只有一个闭包的函数,将此闭包声明为非逃逸的,此闭包既不可最为返回值也不可赋值给外部变量
        在xcode10.1中会有警告,这个关键字可以忽略
        
        @noescape 默认的,不需要单独再写
      • 逃逸类型的闭包通常用于异步操作中,例如一个请求完成后要执行闭包回调,需要使用逃逸类型。

二、属性

  • 2.1、Swift 里面跟实例相关的属性可以分为2大类

    • 存储属性(Sored Property)
      • 类似于成员变量这个概念
      • 存储在实例的内存中
      • 结构体和类可以定义存储属性
      • 枚举不可以定义存储属性

      提示:

      • 关于存储属性,在Swift里面有个明确的规定,在创建类和结构体的时候,必须为所有的存储属性设置一个合适的初始值。

        struct Circle {
             /// 存储属性
             var radius:Double
        }
        var circle = Circle(radius: 2)
        
      • 可以在初始化器里面为存储属性设置一个初始值

        struct Circle {
             /// 存储属性
             var radius:Double
             init () {
                 radius = 2
             }
        }
        var circle = Circle()
        
      • 可以分配一个默认的属性值作为属性定义的一部分。如在定义属性的时候直接给一个 值,var radius:Int = 2

        struct Circle {
             /// 存储属性
             var radius:Double = 2.0
        }
        var circle = Circle()
        
    • 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

      提示:

      • set传入的新值默认叫做 newValue,也可以自定义
      • 定义计算属性只能用 var ,不能用 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)
      • set方法的话必须有get方法,有get方法可以没有set方法
  • 2.2、以结构体举例

    struct Circle {
           /// 存储属性
           var radius:Double
           /// 计算属性
           var diameter:Double {
                set {
                    radius = newValue / 2.0
                }
                get {
                    radius * 2.0
                }
            }
    }
    
    var circle = Circle(radius: 2)
    circle.diameter = 20;
    //结果是 8 个字节
    print("占用的内存大小=\(MemoryLayout.stride(ofValue: circle))") 
    

    提示:计算属性是不占内存的,原因是它的set 和 get 类似于两个函数,如下代码,由此可以看出是不占用内存的

    func setDiameter (newValue:Double) {
         radius = newValue / 2.0
    }
    func getDiameter (newValue:Double) -> Double {
         radius * 2.0
    }
    
  • 2.3、枚举原始值 rawvalue 原理

    enum TestEnum : Int {
          case test1 = 1, test2 = 2, test3 = 3
          var rawValue: Int {
              switch self {
              case .test1:
                   return 8
              case .test2:
                   return 8
              case .test3:
                   return 10 
              }
          } 
    }
    print(TestEnum.test3.rawValue) // 结果 10
    

    枚举原始值 rawValue 的本质是:只读计算属性,查看汇编里面只有 get 方法

  • 2.4、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()
          }
      }
      // 使用
      let person = Person()
      print("------")
      person.goOut()
      

      打印结果如下:我们可以看到在 let person = Person()执行的时候 lazy var car = Car()没有立马执行,而是在用到 car 的时候才被调用的,由此可以看出在存储属性前面加上 lazy 是不会立马执行的,在用到的时候才会被执行

      Person init
      ------
      Car init
      Car is running!
      

      提示

      • 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,是无法保证属性只被初始化1次,这个是线程不安全的
      lazy var image:UIImage = {
         //图片url
         let imgUrl = "http://www.uw3c.com/images/index/logo_monkey.png"/
         let url : NSURL = NSURL(string:imgUrl)!// 转换网络URL
         let data : NSData = NSData(contentsOf:url as URL)!
         return UIImage(data: data as Data)!
      }()
      
  • 2.5、延迟属性的注意点

    • 当一个结构体包含一个延迟属性的时候,只有 var 才能访问延迟属性,因为延迟属性初始化时需要改变结构体的内存

      解释:如果实例定义为 let,那么节结构体的内存就固定了,不能被修改,那么延迟属性的本质是修改结构体的内存,编译器就会直接报错

      struct Point1 {
         var x = 1
         var y = 2
         lazy var z = 3
      }
      // 使用
      let point = Point1()
      point.z
      
  • 2.6、属性观察器

    struct Circle {
       /// 存储属性
       var radius:Double {
           willSet {
               print("willSet",newValue)
           }
      
           didSet {
               print("didSet",oldValue,radius)
           }
        }
        init() {
            self.radius = 1.0
            print("Circle init")
        }    
    }
    
    var circle = Circle()
    circle.radius = 10 
    print(circle.radius)
    打印结果如下
    Circle init
    willSet 10.0
    didSet 1.0 10.0
    10.0
    

    提示:

    • willSet 会传递新值,默认值叫 newValue
    • didSet 会传递旧值,默认值叫 oldValue
    • 在初始化器中设置属性值不会触发 willSetdidSet
    • 在属性定义时设置初始值也不会触发 willSetdidSet
  • 2.7、全局变量 和 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

    • 全局变量

      var num:Int {
           get {
               return 10
           }
           set {
               print("setNum",newValue)
           }
      }
      num = 12  // setNum 12
      print(num) // 10
      
    • 局部变量

      fun test() {
           var age:Int = 10 {
              willSet {
                  print("willSet",newValue)
              }
              didSet {
                  print("didSet",oldValue,radius)
              }
           }
           age = 11
           // 打印:willSet 11
           // didSet 10 11
      }
      // 调用方法
      test()
      
  • 2.8、inout 本质的探究

    struct Shape {
          var width:Int
          var side:Int {
              willSet {
                 print("willSet - side",newValue)
              }
              didSet {
                 print("willSet - side",oldValue,side)
              }
           }
           var girth:Int {
               set {
                  width = newValue / side
                  print("setGirth",newValue)
               }
               get {
                  print("getGirth")
                  return width * side
               }
            }
    
            func show() -> Void {
                print("width = \(width), side = \(side), girth = \(girth)")
            }
    }
    
    func test(_ num: inout Int) -> Void {
        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()
    打印结果是
    
    getGirth
    width = 20,side = 4,width = 80
    ----------
    willSet - side 20
    willSet - side 4 20
    getGirth
    width = 20,side = 20,width = 400
    ----------
    getGirth
    setGirth 20
    getGirth
    width = 1,side = 20,width = 20
    
    • 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),在函数的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 的本质是引用传递 (地址传递)
  • 2.9、类型属性(Type Property)
    严格来说属性可以分为:实例属性 和 类型属性

    • 实例属性(Instance Property):只能通过实例去访问

      • 存储实例属性(Stored Instance Property):存储在实例内存中,每个实例都有一份内存
      • 计算实例属性(Computed Instance Property)
    • 类型属性(Type Property):只能通过类去访问

      • 存储类属性(Stored Instance Property):整个程序运行中,就只有一份内存(类似于全局变量)

      • 计算类属性(Computed Instance Property)

      • 可以通过 static 定义类型属性,如果是类可以使用关键字 class

        struct Car {
             static var count = 0
             init() {
                Car.count += 1
             }
        }
        let c1 = car()
        let c2 = car()
        let c3 = car()
        print(Car.count) // 结果是 3
        
    • 总结:类属性细节

      • 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

      提示: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)

    • 类存储属性的使用-- 单利

      class Person {
         public static let share = Person() // 类存储属性,在这个程序中只有一份内存
         private init() {}
      }
      

三、方法

  • 3.1、类、枚举、结构体 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 class/static关键字定义

      struct Car {
          static var count = 0
          init() {
              Car.count += 1
          }
          // 在函数(方法) 前面加上 class/static关键字 就可以变成类方法,用类名来调用
          static func getCount() -> Int { count }
      }
      let c1 = car()
      let c2 = car()
      let c3 = car()
      print(Car.getCount()) // 结果是 3
      

      提示:self

      • 在实例方法里面代表实例对象
      • 在类方法里面代表类型
        上代码代码 static func getCount() 里面的 count 等价于 self.countCar.self.countCar.count
  • 3.2、mutating 的使用

    • 结构体和枚举都是值类型,默认情况下,值类型的属性不能被自身的实例方法修改

    • 解决办法:在 func 前面加上 mutaing 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
             // 等效于上面的代码
             //self = Point2(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
             }
         }
      }
      
  • 3.3、@discardableResult 消除方法返回值没使用的警告,如下

    struct Point {
         var x = 0.0,y =  0.0
         @discardableResult mutating func moveBy(deltaX:Double,deltaY:Double) -> Double  {
               x += deltaX
               y += deltaY
               return x + y
          }   
    }
    var point = Point()
    point.moveBy(deltaX: 2.0, deltaY: 2.0)
    

    提示:如果 函数moveBy不加 @discardableResult ,point.moveBy(deltaX: 2.0, deltaY: 2.0) 会提提示 Result of call to 'moveBy(deltaX:deltaY:)' is unused

四、下标(subscrip)

  • 4.1、使用 subscrip 可以给任意类型(枚举、结构体、类)增加下标功能,有些地方翻译为:下标脚本

  • 4.2、subscrip的语法类似于实例方法、计算属性,本质就是方法 (函数)

    struct 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 = Point5()
    p[0] = 1.1
    p[1] = 2.2
    print(p.x)  // 1.1
    print(p.y)  //  2.2
    print(p[0]) // 1.1
    print(p[1]) // 2.2
    

    提示:

    • subscript 中定义的返回值类型决定了:get 方法的返回值 和 set 方法中 newValue 的类型
    • subscript 可以接受多个参数,并且类型任意
  • 4.3、subscript 下标细节

    • 细节一:subscript 下标可以没有 set 方法,但必须有 get 方法,如果只有get方法可以把 get 关键字去掉,如下

      struct 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
         }
      }
      
    • 细节二:可以设置参数标签

      struct 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 = Point6()
      p.y = 22.0
      // 访问的时候必须加上参数标签
      print(p[index: 1])
      
    • 细节三: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])  // 打印结果是 30
      
  • 4.4、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  // 第1行第2列
    grid[1, 2] = 88  // 第2行第3列
    grid[2, 0] = 99  // 第3行第1列
    print(grid.data)
    

    打印结果如下:

    [[0, 77, 2],
    [3, 4, 88],
    [99, 7, 8]]
    
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