Swift语法 Swift5 【08 - 属性】

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iOS Swift 语法 底层原理 与 内存管理分析 专题：【iOS Swift5语法】

00 - 汇编
01 - 基础语法
02 - 流程控制
03 - 函数
04 - 枚举
05 - 可选项
06 - 结构体和类
07 - 闭包
08 - 属性
09 - 方法
10 - 下标
11 - 继承
12 - 初始化器init
13 - 可选项

目录

  • 01-属性
  • 02-存储属性
  • 03-计算属性
  • 04-枚举rawValue原理
  • 05-延迟存储属性(Lazy Stored Property)
  • 06-延迟存储属性注意点
  • 07-属性观察器(Property Observer)
  • 08-全局变量、局部变量
  • 09-inout的再次研究
  • 10-inout的本质总结
  • 11-类型属性(Type Property)
  • 12-类型属性细节
  • 13-单例模式

01-属性

  • Swift中跟实例相关的属性可以分为2大类型: 存储属性(Stored Property), 计算属性(Computed Property)
  • 存储属性
    • 类似于成员变量这个概念
    • 存储在实例的内存中
    • 结构体、类可以定义存储属性
    • 枚举不可以定义存储属性
  • 计算属性
    • 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 
struct Circle {
    // 存储属性 占用内存
    var radius: Double
    // 计算属性 不占用内存
    var diameter: Double {
        set {
            radius = newValue / 2
        }
        get {
            radius * 2   // 如果只有单一表达式,可以省略return
        }
        /*
         也可以这样写
         set(newDiameter) {
         radius = newDiameter / 2
        }
         */
    }
}

var circle = Circle(radius: 5)
print(circle.radius)        // 5.0
print(circle.diameter)      // 10.0

circle.diameter = 12
print(circle.radius)        // 6.0
print(circle.diameter)      // 12.0

print(MemoryLayout<Circle>.stride)  // 8

02-存储属性

  • 关于存储属性, Swift有个明确的规定
  • 在创建类或者结构体的实例时,必须为所有的存储属性设置一个合适的初始值
    • 可以在初始化器里为存储属性设置初始值
    • 可以分配一个默认的属性值作为属性定义的一部分
  • 在初始化器里为存储属性设置一个初始值
struct Point {
    var x: Int
    var y: Int
    init() {
        x = 11
        y = 22
    }
}
  • 分配一个默认的属性值作为属性定义的一部分
struct Point {
    var x: Int = 11
    var y: Int = 22
}
var p = Point()

03-计算属性

  • set传入的新增默认叫做newValue,也可以自定义
struct Circle {
    var radius: Double
    var diameter: Double {
//        set(newDiameter) {    // 自定义
//            radius = newDiameter / 2
//        }
        set {
            radius = newValue / 2
        }
        get {
            radius * 2
        }
    }
}
  • 定义计算属性只能用var, 不能用let
    • 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)
  • 只读计算属性: 只有get, 没有set 
struct Circle {
    var radius: Double
    var diameter: Double {
        get {
            radius * 2
        }
    }
}
  • 只读计算属性, 只有get方法,可以省略get 
struct Circle {
    var radius: Double
    var diameter: Double { radius * 2 }
}
  • 注意: 不能只有set方法, 没有get方法

04-枚举rawValue原理

  • 枚举原始值rawValue的本质是: 只读计算属性 
enum TestEnum : Int {
    case test1 = 1, test2 = 2, test3 = 3
    var rawValue: Int {
        switch self {
        case .test1:
            return 10
        case .test2:
            return 11
        case .test3:
            return 12
        }
    }
}

print(TestEnum.test3.rawValue)  // 12

05-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
  • 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
    • 无法保证属性只被初始化1次 (不是线程安全)
class Car {
    init() {
        print("Car init!")
    }
    func run() {
        print("Car is running!")
    }
}

class Person {
    lazy var car = Car()
//    lazy let car1 = Car()   // 延迟存储属性必须用var,  error: 'lazy' cannot be used on a let
    init() {
        print("Person init!")
    }
    func goOut() {
        car.run()
    }
}

let p = Person()    // 还没用到car延迟属性,因此此次不会创建car属性
//Person init!
print("------")
p.goOut()    // 用到car延迟属性，此时才创建Car实例对象，调用Car init 方法
//Car init!
//Car is running
  • 应用场景
class PhotoView {
    lazy var image: Image = {
       let url = "https://upload-images.jianshu.io/upload_images/1253159-f30fb4cd197ff37d.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240"
        let data = Data(url: url)
        return Image(data: data)
    }()
}

06-延迟存储属性注意点

  • 当结构体包含一个延迟存储属性时, 只有var才能访问延迟存储属性
    • 因为延迟存储属性初始化时需要改变结构体的内存 
struct Point {
    var x = 0
    var y = 0
    lazy var z = 0
}

/*
let p = Point() // 此处用let,不能访问延迟存储属性p.z
print(p.z)  // error: cannot use mutating getter on immutable value: 'p' is a 'let' constant
 */

var p = Point() // 此处需用var, 才能正常访问p.z
print(p.z)

07-属性观察器(Property Observer)

  • willSet会传递新值,默认叫newValue
  • didSet会传递旧值, 默认叫oldValue
  • 在初始化器中设置属性值不会触发willSet和didSet
  • 在属性定义时设置初始值也不会触发willSet和didSet
  • 可以为非lazy的var 存储属性设置属性观察器 
struct Circle {
    var radius: Double {
        willSet {
            print("willSet", newValue)
        }
        didSet {
            print("didSet", oldValue, radius)
        }
    }
    init() {
        self.radius = 1.0
        print("Circle init!")
    }
}

// Circle init!
var circle = Circle()

// willSet 10.5
// didSet 1.0 10.5
circle.radius = 10.5

// 10.5
print(circle.radius)

08-全局变量、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 计算属性

// 全局变量 计算属性 属性观察器应用
var num: Int {
    get {
        return 10
    }
    set {
        print("setNum", newValue)
    }
}

num = 11    // setNum 11
print(num)  // 10
  • 局部变量 存储属性 属性观察器应用
// 局部变量 存储属性 属性观察器应用
func test() {
    
    var age = 10 {
        willSet {
            print("willSet", newValue)
        }
        didSet {
            print("didSet", oldValue, age)
        }
    }
    
    age = 11
    // willSet 11
    // didSet 10 11
}
test()

09-inout的再次研究

struct Shape {
    var width: Int
    var side: Int {
        willSet {
            print("willSetSide", newValue)
        }
        didSet {
            print("didSetSide", oldValue, side)
        }
    }
    var girth: Int {
        set {
            width = newValue / side
            print("setGirth", newValue)
        }
        get {
            print("getGirth")
            return width * side
        }
    }
    func show() {
        print("width=\(width), side=\(side), girth=\(girth)")
    }
}

func test(_ num: inout Int) {
    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()

// 运行结果：
getGirth
width=20, side=4, girth=80
---------
willSetSide 20
didSetSide 4 20
getGirth
width=20, side=20, girth=400
---------
getGirth
setGirth 20
getGirth
width=1, side=20, girth=20
image.png

10-inout的本质总结

  • 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
      • 调用该函数是,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的本质就是引用传递(地址传递)

11-类型属性(Type Property)

  • 严格来说, 属性可以分为
    • 实例属性(Instance Property): 只能通过实例去访问
      • 存储实例属性(Stored Instance Property): 存储在实例的内存中,每个实例都有1份
      • 计算实例属性(Computed Instance Property)
    • 类型属性(Type Property): 只能通过类型去访问
      • 存储类型属性(Stored Type Property): 整个程序运行过程中,就只有1份内存(类似于全局变量)
      • 计算类型属性(Computed Type Property)
    • 可以通过static定义类型属性
      • 如果是类,也可以用关键字class 
struct Car {
    static var count: Int = 0
    init() {
        Car.count += 1
        // 构造器,类似实例方法,实例方法不能调用使用 count 或者self.count 调用类型属性
//        count += 1  // Static member 'count' cannot be used on instance of type 'Car'
    }
}

let c1 = Car()
let c2 = Car()
let c3 = Car()
print(Car.count) // 3

12-类型属性细节

  • 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(线程安全)
    • 存储类型属性可以是let
  • 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)
enum TestEnum : Int {
    static var count: Int = 0   // 存储类型属性、计算类
    case test1 = 1, test2 = 2
    func plus() {
        TestEnum.count += 1
    }
    static func getCount() -> Int { // 计算类型属性
        return count
    }
}

var t1 = TestEnum.test1
t1.plus()
print(TestEnum.count)
t1.plus()
print(TestEnum.count)
t1.plus()
print(TestEnum.count)
print(TestEnum.getCount())

13-单例模式

public class FileManager {
    public static let shared = FileManager()    // 默认是lazy 就算被多个线程同时访问,保证`只会初始化一次`(线程安全)
    private init() {  }
}

public class FileManager {
    public static let shared = { // 默认是lazy 就算被多个线程同时访问,保证`只会初始化一次`(线程安全)
        // do something
        return FileManager()
    }()
    private init() {  }
}

let manager = FileManager.shared

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