Swift(十八)继承

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一个类可以继承(inherit)另一个类的方法(methods),属性(property)和其它特性。当一个类继承其它类时,继承类叫子类(subclass),被继承类叫超类(或父类,superclass)。在 Swift 中,继承是区分「类」与其它类型的一个基本特征。

在 Swift 中,类可以调用和访问超类的方法,属性和附属脚本(subscripts),并且可以重写(override)这些方法,属性和附属脚本来优化或修改它们的行为。Swift 会检查你的重写定义在超类中是否有匹配的定义,以此确保你的重写行为是正确的。

可以为类中继承来的属性添加属性观察器(property observer),这样一来,当属性值改变时,类就会被通知到。可以为任何属性添加属性观察器,无论它原本被定义为存储型属性(stored property)还是计算型属性(computed property)。

注意:Swift 中的类并不是从一个通用的基类继承而来。如果你不为你定义的类指定一个超类的话,这个类就自动成为基类。
与OC不同的是,OC的都都是继承自NSObject

定义一个Vehicle类, 声明两个属性, 并用构造器初始化属性。

class Vehicle { 
    var numberOfWheels: Int 
    var maxPassengers: Int 
    func description() -> String { 
        return "\(numberOfWheels) wheels; up to \(maxPassengers) passengers" 
    } 
    init() { 
        numberOfWheels = 0 
        maxPassengers = 1 
    } 
} 

构造器用于创建某个类型的一个新实例。尽管构造器并不是方法,但在语法上,两者很相似。构造器的工作是准备新实例以供使用,并确保实例中的所有属性都拥有有效的初始化值。

构造器的最简单形式就像一个没有参数的实例方法,使用init关键字:

init() { 
    // 执行构造过程 
} 

如果要创建一个Vehicle类的新实例,使用构造器语法调用上面的初始化器,即类名后面跟一个空的小括号:

let someVehicle = Vehicle() 

这个Vehicle类的构造器为任意的一辆车设置一些初始化属性值(numberOfWheels = 0和maxPassengers = 1)。

Vehicle类定义了车辆的共同特性,但这个类本身并没太大用处。为了使它更为实用,你需要进一步细化它来描述更具体的车辆。

子类(Subclassing)

继承写法

//class 子类: 父类
class SomeClass: SomeSuperclass { 
    // 类的定义 
} 

“定义一个新的类叫Bicycle,它继承了Vehicle的特性”;

class Bicycle: Vehicle {
//此处要有override关键字, init方法在父类中已有实现, 这与OC不同,在OC中,重写方法不需要声明任何关键字,只是重写就可以了,
//编译器会自己检查该方法是否为父类所有, 如果有,则会自动覆盖父类的方法,而使用子类重写的方法
    override init() {
        super.init()
        numberOfWheels = 2
    }
}

Bicycle是Vehicle的子类,Vehicle是Bicycle的超类。新的Bicycle类自动获得Vehicle类的特性,比如 maxPassengers和numberOfWheels属性。你可以在子类中定制这些特性,或添加新的特性来更好地描述Bicycle类。

Bicycle类定义了一个构造器来设置它定制的特性(自行车只有2个轮子)。Bicycle的构造器调用了它父类Vehicle的构造器 super.init(),以此确保在Bicycle类试图修改那些继承来的属性前Vehicle类已经初始化过它们了。
子类不仅仅可以继承属性,还可以继承方法

let bicycle = Bicycle() 
print("Bicycle: \(bicycle.description())") 
// Bicycle: 2 wheels; up to 1 passengers 

子类还可以继续被其它类继承:

class Tandem: Bicycle {
    override init() {
        super.init()
//修改继承来的属性
        maxPassengers = 4
    }
}

let tandem = Tandem()
print("Tandem: \(tandem.description())")
// Tandem: 2 wheels; up to 4 passengers

重写(Overriding)

子类可以为继承来的实例方法(instance method),类方法(class method),实例属性(instance property),或附属脚本(subscript)提供自己定制的实现(implementation)。我们把这种行为叫重写(overriding)。

如果要重写某个特性,你需要在重写定义的前面加上override关键字。这么做,你就表明了你是想提供一个重写版本,而非错误地提供了一个相同的定义。意外的重写行为可能会导致不可预知的错误,任何缺少override关键字的重写都会在编译时被诊断为错误。

override关键字会提醒 Swift 编译器去检查该类的超类(或其中一个父类)是否有匹配重写版本的声明。这个检查可以确保你的重写定义是正确的。

在合适的地方,你可以通过使用super前缀来访问超类版本的方法,属性或附属脚本:
在方法someMethod的重写实现中,可以通过super.someMethod()来调用超类版本的someMethod方法。
在属性someProperty的 getter 或 setter 的重写实现中,可以通过super.someProperty来访问超类版本的someProperty属性。
在附属脚本的重写实现中,可以通过super[someIndex]来访问超类版本中的相同附属脚本。

重写方法

class Car: Vehicle {
    var speed: Double = 0.0
    override init() {
        super.init()
        maxPassengers = 5
        numberOfWheels = 4
    }
    override func description() -> String {
        return super.description() + "; "
            + "traveling at \(speed) mph"
    }
}

let car = Car()
print("Car: \(car.description())")
// Car: 4 wheels; up to 5 passengers; traveling at 0.0 mph

Car声明了一个新的存储型属性speed,它是Double类型的,默认值是0.0,表示“时速是0英里”。Car有自己的初始化器,它将乘客的最大数量设为5,轮子数量设为4。

Car重写了继承来的description方法,它的声明与Vehicle中的description方法一致,声明前面加上了override关键字。

Car中的description方法并非完全自定义,而是通过super.description使用了超类Vehicle中的description方法,然后再追加一些额外的信息,比如汽车的当前速度。

重写属性

你可以重写继承来的实例属性或类属性,提供自己定制的getter和setter,或添加属性观察器使重写的属性观察属性值什么时候发生改变。

重写属性的Getters和Setters
你可以提供定制的 getter(或 setter)来重写任意继承来的属性,无论继承来的属性是存储型的还是计算型的属性。子类并不知道继承来的属性是存储型的还是计算型的,它只知道继承来的属性会有一个名字和类型。你在重写一个属性时,必需将它的名字和类型都写出来。这样才能使编译器去检查你重写的属性是与超类中同名同类型的属性相匹配的。

你可以将一个继承来的只读属性重写为一个读写属性,只需要你在重写版本的属性里提供 getter 和 setter 即可。但是,你不可以将一个继承来的读写属性重写为一个只读属性。

注意:如果你在重写属性中提供了 setter,那么你也一定要提供 getter。如果你不想在重写版本中的 getter 里修改继承来的属性值,你可以直接返回super.someProperty来返回继承来的值。正如下面的SpeedLimitedCar的例子所示。
重写继承来的speed属性来实现这个速度限制

class SpeedLimitedCar: Car {
    override var speed: Double  {
        get {
            return super.speed
        }
        set {
//当调用setter方法时,回去出父类和子类中速度最小的一个
            super.speed = min(newValue, 40.0)
        } 
    } 
}

如果你尝试将SpeedLimitedCar实例的speed属性设置为一个大于40mph的数,然后打印description函数的输出,你会发现速度被限制在40mph:

let limitedCar = SpeedLimitedCar()
limitedCar.speed = 60.0
print("SpeedLimitedCar: \(limitedCar.description())")

重写属性观察器(Property Observer)

你可以在属性重写中为一个继承来的属性添加属性观察器。这样一来,当继承来的属性值发生改变时,你就会被通知到,无论那个属性原本是如何实现的。关于属性观察器的更多内容,请看属性观察器。

注意:你不可以为继承来的常量存储型属性或继承来的只读计算型属性添加属性观察器。这些属性的值是不可以被设置的,所以,为它们提供willSet或didSet实现是不恰当。此外还要注意,你不可以同时提供重写的 setter 和重写的属性观察器。如果你想观察属性值的变化,并且你已经为那个属性提供了定制的 setter,那么你在 setter 中就可以观察到任何值变化了。

下面的例子定义了一个新类叫AutomaticCar,它是Car的子类。AutomaticCar表示自动挡汽车,它可以根据当前的速度自动选择合适的挡位。AutomaticCar也提供了定制的description方法,可以输出当前挡位。

class AutomaticCar: Car {
    var gear = 1
    override var speed: Double {
        didSet {
            gear = Int(speed / 10.0) + 1
        }
    }
    override func description() -> String {
        return super.description() + " in gear \(gear)"
    } 
}

let automatic = AutomaticCar()
automatic.speed = 35.0
print("AutomaticCar: \(automatic.description())")

防止重写

你可以通过把方法,属性或附属脚本标记为final来防止它们被重写,只需要在声明关键字前加上@final特性即可。(例如:@final var, @final func, @final class func, 以及 @final subscript)

如果你重写了final方法,属性或附属脚本,在编译时会报错。在扩展中,你添加到类里的方法,属性或附属脚本也可以在扩展的定义里标记为 final。

你可以通过在关键字class前添加@final特性(@final class)来将整个类标记为 final 的,这样的类是不可被继承的,否则会报编译错误。

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