Swift入门基础4——构造器

前言

Swift构造器这块文档上有很多东西,开始看的时候感觉好绕好复杂。花了几天时间终于把这块理解的差不多了,整理一下。


构造器

构造器也就是初始化方法,在Swift和OC中两者还是有比较大的不同。比如,OC中初始化方法一定要有返回值,返回该类的实例,而Swift无需返回值,它的主要任务是保证新实例在第一次使用前完成正确的初始化;又比如,OC中初始化是可以自己命名的,但是Swift中却不是,它的所有构造方法名都是init,你只能以参数列表里的参数名和参数类型来分区不同的初始化方法。也因此,初始化方法的参数标签就显得比较重要了,可以使你在调用和使用时更清晰地了解方法的信息。

在哪赋属性的初值?

属性的初值既可以在申明属性时为其设置默认值,也可以在初始化方法内为其设置默认值。两者的效果是一样的,但是还是前者较好,在申明属性时为其赋值,这样申明属性和给其赋初值连在一起,且此时就能由系统推断出该属性的类型。不但如此,而且对构造器来说也能使其更简洁清晰。

注意:
1、当你为属性设置默认值,或在构造器中赋初值时,它们的值都是被直接设置的,不会触发任何属性观察者。
2、以上说的属性均指存储型属性,计算型属性不需要赋初值,因为它内部是由这些存储型属性计算而来的。

构造器的参数标签

上面我们已经说了,因为Swift的初始化方法名均为init,所以为了让其信息更清晰明了,构造器的参数标签就显得尤为重要了。

比如,下面我们写了一个叫MyColor的类,它不继承于任何一个其他类,也就是说它本身就是个基类。(这和OC中有所不同,OC中所有类都是继承于NSObject的,而Swift却不是必须的,而且把这种本身没继承任何类的类叫做基类)
我们在MyColor中定义一个3个属性redgreenblue,即三原色,三种颜色不同组合,便可以配出千千万万种颜色来。

我们定义了3个初始化方法。

class MyColor {
    let red, green, blue: Double
    
    init(white: Double) {
        self.red = white
        self.green = white
        self.blue = white
    }
    
    init(red: Double, green: Double, blue: Double) {
        self.red = red
        self.green = green
        self.blue = blue
    }
    
    init(_ red: Double, _ green: Double, _ blue: Double) {
        self.red = red
        self.green = green
        self.blue = blue
    }
}

第一个是只有一个参数white的,传入white将其赋给三个属性,此时三个属性值均是white的值;第二个是分别对应三个属性的初始化方法,我们并没有写参数标签,但是系统会自动为我们补上参数标签,而且默认是和参数名同名的redgreenblue;而有时在实践中其实没必要给出参数标签的,比如RGB颜色,其实不写参数标签,我们也完全明白其意义。这就是第三个初始化方法,我们主动不要参数标签。调用时是这个样子的:

        let color2 = MyColor(23, 24, 25)
        print(color2.red, color2.green, color2.blue)

在构造器中修改常量:

默认构造器:

这点也和OC不同,在OC中无论你是否自定义了初始化方法,只要是类都有个叫init的初始化方法,但是在Swift中有所不同。在Swift中,需要所有的属性都有默认值,并且你还没有自定义的构造器,才会有个叫init()的构造器。一旦你自定义了一个构造器后,系统便不会给你提供这个init()方法了。

MyColor类中申明了属性(必须要赋初值),但没有任何自定义构造器时,系统会提供默认的构造器:

class MyColor {
    let red = 0.0
    let green = 0.0
    let blue = 0.0
    
}
屏幕快照 2016-12-20 20.36.00.png
        let color1 = MyColor()
        print(color1.red, color1.green, color1.blue)
        // 0.0 0.0 0.0

而当你自定义了一个构造器后,该系统提供的默认构造器便不见了:

class MyColor {
    let red, green, blue: Double
    init(red: Double, green: Double, blue: Double) {
        self.red = red
        self.green = green
        self.blue = blue
    }
    
}

注意:此时不能在申明属性时赋初值了,不然编译会报错❌,说属性只能被初始化一次:

屏幕快照 2016-12-20 20.43.28.png

结构体的默认构造器和类有所不同。如果结构体没有提供自定义的构造器,它们将自动获得一个逐一成员构造器,即使结构体的存储型属性没有默认值。所谓逐一成员构造器即以所有成员为参数的构造器,通过该构造器便可为所有成员赋值。和类同样的,一旦你自定义了构造器,系统提供的逐一成员构造器也会不见了。

struct MyColor {
    let red, green, blue: Double
    
}
        let color = MyColor(red: 0.3, green: 0.4, blue: 0.5)
        print(color.red, color.green, color.blue)
屏幕快照 2016-12-20 20.57.07.png

构造器代理:

乍一听这名字,我还以为什么叫“构造器代理”。其实很简单,写OC时经常写,只不过好像也没有这么个专门的名字罢了。其实就是在构造器中调用其他构造器,你可以调用本类中的其他构造器,也可以调用父类super的构造器。不过需要注意的是结构体这样的值类型不可以“继承”,没有类的层级结构。 那它就只能横向地调用本类中的构造器了。

指定构造器和便利构造器:

所谓指定构造器,就是核心构造器。负责初始化类中提供的所有属性,并根据父类链往上调用父类的构造器来实现父类的初始化。指定构造器必须调用其直接父类的的指定构造器。 这样的话,在继承链中的每个类都会一层层调用父类的指定构造器,直到继承链的顶端;
每一个类都必须拥有至少一个指定构造器。在某些情况下,许多类通过继承了父类中的指定构造器而满足了这个条件。

便利构造器,顾名思义,就是为了便利而提供的辅助型的构造器。便利构造器必须调用同类中定义的其他构造器。 请注意这里的“本类”和“其他构造器”两个词:指定构造器是“纵向代理”,它调用的是父类的指定构造器;而便利构造器则是“横向代理”,它只能调用本类中的构造器,包括指定构造器和其他的便利构造器。

便利构造器必须最终导致一个指定构造器被调用,因为指定构造器是完成初始化的核心。

指定构造器和普通构造器的写法一致,而便利构造器需要在init前加上convenience关键字来申明其为便利构造器。

initializerDelegation01_2x.png

两段式构造过程

所谓“两段式构造过程”,简单来说,第一阶段就是指构造器沿着继承链逐层由下往上调用直到继承链的顶端后所有的属性均会被初始化一次。紧接着,第二阶段开始,由继承链的顶端由上而下地定制某些属性的值,完成属性的再次赋值。

一个对象的内存只有在其所有存储型属性确定之后才能完全初始化。那对于指定构造器来说,必须保证本类所有新添的属性都必须先初始化完成,之后才可以将其它构造任务向上代理给父类中的构造器。所以在Swift的构造器中,要先初始化本类的属性,然后调用父类的构造器。这和OC是相反的,OC的初始化方法里,我们首先是调用父类的初始化方法,然后再为本类进行初始化。

在构造器中,如果要为继承而来的属性再次赋新值,那必须要放在第一阶段后,即调用父类构造器为所有的属性进行过一次初始化后。这个次序不能颠倒,倒过来的话定制的属性值就被代理的构造器初始化时覆盖了。
同理,便利构造器必须先代理调用同一类中的其它构造器,然后再为任意属性赋新值。如果没这么做,便利构造器赋予的新值将被同一类中其它指定构造器所覆盖。

构造器的继承和重写

和OC不同, Swift中的子类默认情况下不会继承父类的构造器。这可以避免我们在使用子类时误使用父类简单的构造器来创建实例,而达不到效果。比如,我们在OC中经常自定义视图控件,有时我们会为控件提供定制的初始化方法,但在OC中我们父类的初始化方法均会被子类继承,比如initWithFrame:方法,子类是可以调用的,但是系统只是默认继承了,你自定义的控件并没有重写initWithFrame:初始化方法来支持其创建控件实例,因此,创建出的实例是无效的。

若在Swift的子类中想拥有和父类中一致的构造器,则需要显式地重写它们,即要加override关键字。

class Vehicle {
    var numberOfWheels = 0
    var description: String {
        return "\(numberOfWheels) wheels"
    }
    
}
class Bicycle: Vehicle {
    override init() {
        super.init()
        numberOfWheels = 2
    }
}

但是几个特殊情况下,子类会默认继承父类的构造器。

  • 如果子类没有定义任何指定构造器,它将自动继承所有父类的指定构造器。
class Vehicle {
    var numberOfWheels = 0
    var description: String {
        return "\(numberOfWheels) wheels"
    }
    
    init(wheels: Int) {
        numberOfWheels = wheels
    }
    
}
class Bicycle: Vehicle {
    
}
屏幕快照 2016-12-21 上午10.12.13.png
  • ** 如果子类提供了所有父类指定构造器的实现——无论是通过规则 1 继承过来的,还是提供了自定义实现——它将自动继承所有父类的便利构造器。**
class Vehicle {
    var numberOfWheels: Int
    var price: Double
    var description: String {
        return "\(numberOfWheels) wheels"
    }
    
    // 指定构造器
    init(wheels:Int, price: Double) {
        self.numberOfWheels = wheels
        self.price = price
    }
    // 便利构造器1
    convenience init(wheels: Int) {
        self.init(wheels:wheels, price:0.0)
    }
    // 便利构造器2
    convenience init() {
        self.init(wheels:0, price:0.0)
    }
    
}
class Bicycle: Vehicle {
    var removable: Bool // 新添的属性
    
    // 重写了父类的指定构造器,提供了自定义的实现
    override init(wheels: Int, price: Double) {
        removable = false
        super.init(wheels: wheels, price: price)
    }
}
屏幕快照 2016-12-21 上午10.34.42.png

可失败构造器

所谓“可失败构造器”,写OC时每天都写,就是当传入的参数不符合条件时,有时给返回nil表示创建实例失败了。Swift中需要在init后面加上问号?来显式地指明。

class Vehicle {
    var numberOfWheels: Int
    var price: Double
    var description: String {
        return "\(numberOfWheels) wheels"
    }
    
    // 可失败构造器
    init?(wheels:Int, price: Double) {
        
        if wheels==0 {
            return nil
        }
        self.numberOfWheels = wheels
        self.price = price
    }
}

上面代码中的可失败构造器,我们表示传入的表示车轮数的参数wheels必须大于0。若为0,则创建实例失败,return nil。请注意:这里的return nil仅仅指代其是可失败构造器构造实例失败了,并不指返回nil了,前面说过Swift的构造器不return东西的。

        let vehicle = Vehicle(wheels: 0, price: 1250)
        if let tempVehicle = vehicle {
            print(tempVehicle.numberOfWheels)
        }else{
            print("创建vehicle实例失败")
        }
        // log: 创建vehicle实例失败

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