Swift中属性(Property)的分类

在Swift的学习过程中,我发现理解属性,对后续学习类(Class)、枚举(Enumeration)和协议(Protocol)很有帮助,现在总结一下Swift中属性的分类,主要分为四大类:

  1. 存储实例属性(Stored Instance Property):存储在实例的内存中的属性,只有一份

  2. 计算实例属性(Computed Instance Property):不占用系统内存,调用的时候才计算得出的实例属性,类似实例的方法

  3. 存储类型属性(Stored Type Property):整个程序运行过程中就只有一份内存,类似全局变量或常量

  4. 计算类型属性(Computed Type Property):不占用系统内存,调用的时候才计算得出的属性,类似全局函数

下面分别详细的总结一下:

存储实例属性:

  • 类(class)和结构体(struct)都可以定义存储属性,可以是变量var或者常数let,而枚举(enum)内不能定义存储实例属性:
enum Animal {
    case dog
    var cat = "Cat"  // Enums must not contain stored properties
}
  • 创建类或者结构体时,所有存储实例属性必须初始化(设置初始值或者在init中赋值),否则编译不过:
class WrongAnimal {
    let legs: Int
    let eyes: Int
}  // Class 'WrongAnimal' has no initializers

// 所有存储实例属性必须初始化:
class Animal {
    let legs: Int = 4
    let eyes: Int
    init(eyes: Int ) {
        self.eyes = eyes
    }
}
var animal = Animal(eyes: 2)
  • extension中不能定义存储实例属性:
extension Animal {
    var ears: Int = 4  // Extensions must not contain stored properties
}

计算实例属性:

  • 类、结构体、枚举都可以定义计算实例属性
  • 计算属性不存储值,不用初始化,但至少需要提供一个getter(get)取值,setter(set)赋值是可选的,比如:
struct Point {
    var x: Double
    var y: Double
    var distanceToOrigin: Double {
        get {
            return sqrt(x * x + y * y)
        }
    }
}
let point = Point(x: 3, y: 4)
point.distanceToOrigin  // 5
  • 定义计算属性只能使用var, 不能使用let
  • 如果get中只有一条return语句,则可以省掉returnget关键字,比如:
struct Point {
    var x: Double
    var y: Double
    var distanceToOrigin: Double {
        sqrt(x * x + y * y)
    }
}
  • entension可以定义计算属性:
extension Point {
    var z: Double { 1.0 }
}
  • 可以在协议(protocol)的extension中定义计算实例属性,这样相当于实现了协议中的一个成员,比如:
protocol Game {
    var win: Int { get set }
    var lose: Int { get set }
}

extension Game {
    var winRate: Double {
        Double(win) / (Double(win) + Double(lose))
    }
}

struct FootballGame: Game {
    var win: Int
    var lose: Int
}
let footballGame = FootballGame(win: 8, lose: 2)
footballGame.winRate  // 0.8
  • 枚举的rawValue的本质就是实例计算属性, 而且是只读的计算属性:
enum Color: Int {
    case red = 1
    case blue = 2
    case yellow = 3
}
Color.blue.rawValue  // 2
Color.yellow.rawValue = 4  // Cannot assign to property: 'rawValue' is immutable
  • 我们可以在enum重新定义rawValue计算属性:
enum Color: Int {
    case red = 1
    case blue = 2
    case yellow = 3
    
    var rawValue: Int {
        switch self {
        case .red:
            return 10
        case .blue:
            return 20
        case .yellow:
            return 30
        }
    }
}
Color.blue.rawValue  // 20

存储类型类型属性:

  • 类、结构体、枚举中使用static定义
struct Storage {
    static let books = 10
    static var money = 20
}
Store.books  // 10
Store.money = 30
  • 存储类型类型属性必须有初始值,不用使用init初始化
  • 存储类型类型只会在第一次使用的时候初始化
  • 存储类型属性不能在子类中被重写
class Storage {
    static let books = 10
    static var money = 20
}
class LargeStorage: Storage {
    static let books = 20  // Cannot override with a stored property 'books'
}
  • extension中可以定义储存类型属性,我们可以用这种方法,扩展UIKit里常用的类,比如UIColor、UIFont等:
extension UIColor {
    static let myColor = UIColor.init(red: 0.5, green: 0.5, blue: 0.5, alpha: 0.5)
}
UIColor.myColor

计算类型类型属性:

  • 类、结构体、枚举中使用static定义计算类型属性,类中还可以使用class关键字定义
    class Storage {
    static let books = 10
    class var money: Double {
        20
    }
}
  • 同计算实例属性一样,定义计算属性只能使用var, 不能使用let
  • 使用class关键字时,计算类型属性可以在子类中被重写:
class LargeStorage: Storage {
    override class var money: Double {
        30
    }
}
  • extension中可以定义计算类型属性

总结

Swift中的属性主要可以分为四大类:存储实例属性,计算实例属性,存储类型属性,计算类型属性。

进一步总结,如果按内存存储方式分类,可以分为两大类:存储属性(存储在系统内存中变量或者常量)和计算属性(不占用内存,类似函数),如果按属性是属于实例还是类,可以分为:实例属性(属于实例的属性)和类型属性(属于类的属性,用static或者class修饰)。

理解的属性的分类,我们可以大概推出某类属性的适用场景和规则,比如存储实例属性,因为要存储在实例的内存中,所以实例初始化的时候必须初始化全部的存储属性(optional类型除外),这也解释了为什么extension中为什么不能添加存储实例属性,因为如果这样做了,那么这个属性就必须存在于实例的内存中,那之前所有已经初始化的实例就必须全部修改,几乎不可能实现,所以extension中只能添加计算属性或者存储类型属性。

理解分类后,以后看到一个属性,大概知道这是什么类型的属性,从而理解这个属性设计者的意图,加快理解代码。

其实属性还有很多内容,比如属性观察器(property observers),对应关键字willSetdidSet,还有延迟属性(lazy properties),理解属性分类后再去学习这些内容会容易很多。

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