Swift进阶(三)--- 属性

Swift的属性

在swift中,属性主要分为以下几种:

  • 存储属性
  • 计算属性
  • 延迟存储属性
  • 类型属性

一:存储属性

存储属性分为两种
1、用let修饰的 --- 常量存储属性
2、用var修饰的 --- 变量存储属性
定义如下:

class SuperMan{
    var age: Int = 18
    var name: String = "Aaron"
}
let t = SuperMan()

代码中agename都是变量存储属性,我们通过SIL来观察一下(对查看SIL文件有疑问的同学可以参考Swift进阶(一)--- 源码编译):

class SuperMan {
//_hasStorage 表示的是存储属性
  @_hasStorage @_hasInitialValue var age: Int { get set }
  @_hasStorage @_hasInitialValue var name: String { get set }
  @objc deinit
  init()
}

\color{red}{**存储属性的特征:会占用分配实力对象的内存空间**}
下面我们断点调试一下:

image11.png

  • 最明显的可以看到age = 18存储在实例对象的内存空间里面
  • 如果对此处x/8g打印出的其他值不明白,可以查看 Swift进阶(二)--- 类,对象,这里就不做过多赘述。

二:计算属性

计算属性:指不占用内存空间,本质是set/get方法的属性

  • 定义计算属性只能用var,不能用 let
  • 计算属性的值是可能发生变化的(即使是只读计算属性)
    下面我们来验证一下:
class SuperMan{
    var age: Double = 18
    var nominalAge: Double {
        get {
            return age + 1
        }
        set {
            age = sqrt(newValue) - 1
        }
    }
}
print(class_getInstanceSize(SuperMan.self))
/************* 输出结果 **************/
24

从上面的结果,可以看出来:SuperMan的内存大小是24。正好是 metadata + refCounts + age == 24。因此说明nominalAge属性没有占用内存空间

接着我们验证:为什么本质是set/get方法

  • 下面我们通过SIL文件来观察一下:
class SuperMan {
  @_hasStorage @_hasInitialValue var age: Double { get set }
  var nominalAge: Double { get set }
  @objc deinit
  init()
}

可以看到,nominalAge没有我们上面提到的_hasStorage标识符。

计算属性中,可以给set定义参数名,表示新值

var age:Int {
        get {
            10
        }
        set (newAge) {
        }
    }

只读计算属性:只有get,没有set

var age:Int {
        get {
            10
        }
    }

三:属性观察器(Property Observer)

  • willSet: 新值存储之前调用newValue
  • didSet: 新值存储之后调用oldValue
    同样的我们来验证一下:
class SuperMan {
    var name: String = "Aaron" {
        //新值存储之前调用
        willSet {
            print("willSet newValue: \(newValue)")
        }
        //新值存储之后调用
        didSet {
            print("didSet oldValue: \(oldValue)")
        }
    }
}

var man = SuperMan()
man.name = "Jarvis"
/*********** 打印结果 ************/
willSet newValue: Jarvis
didSet oldValue: Aaron
  • 在这里需要注意一点:init函数不会触发属性观察器。如下文代码,在init函数里面去修改name,并没有触发属性观察器
    注意:init中主要是初始化当前变量,除了默认的前16个字节,其他属性会调用memset清理内存空间(因为有可能存在脏数据,内存地址被别人用过),然后才会赋值。
class SuperMan {
    var name: String = "Aaron" {
        //新值存储之前调用
        willSet {
            print("willSet newValue: \(newValue)")
        }
        //新值存储之后调用
        didSet {
            print("didSet oldValue: \(oldValue)")
        }
    }
    
    init() {
        name = "Jarvis"
    }
}

var man = SuperMan()
print(man.name)
/*********  输出结果 *********/
Jarvis

结论:
1:在初始化器init方法中设置属性,不会触发属性观察器。
另外,
2:在属性定义的时候设置初始值也不会触发属性观察器,有兴趣的同学可以自己尝试一下。
3:可以给非lazyvar存储属性设置属性观察器。如果给lazy修饰的属性添加属性观察器,则会在初始化的时候直接触发属性观察器。
4:计算属性不能添加属性观察器

  • 属性观察器可以在那些地方使用呢?
    1、父类中定义的存储属性
    2、子类继承的存储属性
    3、子类继承的计算属性
    4、可以用在全局变量身上 或者 局部变量身上
    • 讲到这里,就有一个问题,既然子类继承的存储属性,可以添加属性观察器,那么,如果父类里面已经添加了属性观察器,此时属性观察器的调用顺序是什么?
      下面我们用代码来观察一下:
class SuperMan {
    
    var name: String = "Aaron" {
        //新值存储之前调用
        willSet {
            print("SuperMan willSet newValue: \(newValue)")
        }
        //新值存储之后调用
        didSet {
            print("SuperMan didSet oldValue: \(oldValue)")
        }
    }
}

class SuperChild: SuperMan {
    override var name: String {
        willSet {
            print("SuperChild willSet newValue: \(newValue)")
        }
        didSet {
            print("SuperChild didSet oldValue: \(oldValue)")
        }
    }
    
}

var child = SuperChild()
child.name = "Jarvis"
/*****************  输出结果 ***************/
SuperChild willSet newValue: Jarvis
SuperMan willSet newValue: Jarvis
SuperMan didSet oldValue: Aaron
SuperChild didSet oldValue: Aaron

结论:当父类子类同时对一个存储属性添加属性观察器的时候,则调用顺序是:子类(willSet) --> 父类(willSet) --> 父类(didSet) --> 子类(didSet)

  • 子类调用父类的init方法,会不会触发属性观察器
class SuperMan {
    
    var name: String = "Aaron" {
        //新值存储之前调用
        willSet {
            print("SuperMan willSet newValue: \(newValue)")
        }
        //新值存储之后调用
        didSet {
            print("SuperMan didSet oldValue: \(oldValue)")
        }
    }
}

class SuperChild: SuperMan {
    override var name: String {
        willSet {
            print("SuperChild willSet newValue: \(newValue)")
        }
        didSet {
            print("SuperChild didSet oldValue: \(oldValue)")
        }
    }
    override init() {
        super.init()
        self.name = "Jarvis"
    }
}

var child = SuperChild()
/*****************  输出结果 ***************/
SuperChild willSet newValue: Jarvis
SuperMan willSet newValue: Jarvis
SuperMan didSet oldValue: Aaron
SuperChild didSet oldValue: Aaron

结论:可以看到,子类调用父类init方法后,再在初始化方法中给属性赋值,是可以触发属性观察器的。
因为子类调用父类init方法后,就已经做了初始化,而初始化流程保证了所有的属性都要值,所以可以观察属性了。(注意:这里触发的观察的属性是父类里面的属性,子类自有的属性,并不会被观察)

四:延迟存储属性(Lazy Stored Property)

  • lazy属性必须是var,不能是let

    image0.png

  • 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一次

  • 延迟存储属性必须有一个默认的初始值,否则就会报错。如下所示:


    image.png
  • 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

    image1.png

    可以看到,在p.age = 30赋值之前,p.age == 0
    下面我们通过SIL文件来查看一下第一次调用延时属性,程序究竟做了什么?

class Person {
  lazy var age: Int { get set }
  @_hasStorage @_hasInitialValue final var $__lazy_storage_$_age: Int? { get set }
  @objc deinit
  init()
}
image2.png

结论:lazy修饰的属性,底层默认是optional,在没有被访问的时候,默认是nil,在内存中表现为0x0。当第一次访问的时候,调用属性的getter方法,其内部通过enum分支,进行一个赋值操作,赋的是初始值。

  • 我们来打印一下可选型的内存大小会发现一个问题,其实际分配的大小跟非可选型不一样。
    • size: 实际大小
    • stride: 分配大小(会进行内存对齐)
print("非可选型")
print(MemoryLayout<Int>.stride)
print(MemoryLayout<Int>.size)
print("可选型")
print(MemoryLayout<Optional<Int>>.stride)
print(MemoryLayout<Optional<Int>>.size)
/********** 打印结果 **********/
非可选型
8
8
可选型
16
9

可以看出,可选型的实际大小比非可选型多了一个字节。多的这一个字节,存储的是case值。

  • 延迟存储属性对实例对象大小的影响
    1、使用lazy修饰
    image3.png

    2、不使用lazy修饰
    image4.png

可以看出,lazy对实例对象的内存大小是有影响的,主要还是上面讲的,可选类型的属性多存储了一个case,内存对齐之后,内存大小就变化了。

  • 当 结构体 中含有一个延迟存储属性时,只能用var才能访问延迟存储属性
    因为延迟存储属性初始化的时候,修改了结构体的内存
    image5.png

五:类型属性(Type Property): 只能通过类型去访问

1、使用关键字static修饰,且是一个全局变量,整个程序运行过程中只有一份内存。
2、如果是class,也可以使用class关键字修饰。
3、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。
4、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。
5、就算被多个线程同时访问,也能保证只会初始化一次。
6、存储类型属性可以是let
7、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)

六:单例模式

/****** 样式1 *****/
public class FileManager {
    //1、使用 static + let 创建声明一个实例对象
    public static let sharedInstance = FileManager()
    //2、给当前init添加private访问权限
    private init(){}
}
/****** 样式2 *****/
public class FileManager {
    //1、使用 static + let 创建声明一个实例对象
    public static let sharedInstance = {
        ///可以添加一些必要的代码
        //....
        //....
        return FileManager()
    }
    //2、给当前init添加private访问权限
    private init(){}
}
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