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Swift系列九 - 屬性

2021-06-09 20:18:36 移動端開發

任何一門語言都有屬性的概念,Swift中的屬性是怎么的呢?

一、屬性

Swift中跟實體相關的屬性可以分為2大類:存盤屬性和計算屬性,

1.1. 存盤屬性(Stored Property

特點:

  • 類似于成員變數的概念;
  • 存盤在實體的記憶體中;
  • 結構體、類可以定義存盤屬性;
  • 列舉不可以定義存盤屬性,

示例代碼:

struct Circle {
    var radius: Double
}

class classCircle {
    var radius: Double
}

關于存盤屬性,Swift有個明確的規定:
在創建類或結構體的實體時,必須為所有的存盤屬性設定一個合適的初始值,

  • 可以在初始化器里為存盤屬性設定一個初始值;
  • 可以分配一個默認的屬性值作為屬性定義的一部分,

1.2. 計算屬性(Computed Property

特點:

  • 本質就是方法(函式);
  • 不占用實體的記憶體;
  • 列舉、結構體、類都可以定義計算屬性,

示例代碼:

struct Circle {
    // 存盤屬性
    var radius: Double
    // 計算屬性
    var diameter: Double {
        set {
            print("set")
            radius = newValue / 2
        }
        get {
            print("get")
            return radius * 2
        }
    }
}
var c = Circle(radius: 10)
c.radius = 11

print("--1--")
c.diameter = 40
print("--2--")
print(c.diameter)
/*
 輸出:
 set
 get
 20.0
 */

輸出分析: 上面代碼如果執行c.diameter = 40radius的值就會變為20,因為這樣會執行diameterset方法(40作為引數),上面的案例看到變數newValue,但是代碼中沒有定義這個變數,其實newValueset方法提供的形參,只不過省略沒有寫而已,完整的set方法代碼應該是set(newValue) {...}newValue是默認值,可以按照自己的規范修改(建議使用默認的形參命名),c.diameter呼叫的是diameterget方法,

記憶體分析:
上面示例代碼中結構體Circle占用多少記憶體呢?

print(MemoryLayout<circle>.stride)
// 輸出:8

結果顯示占用8個位元組,因為計算屬性的本質是方法,

補充說明:

  1. set傳入的新值默認叫做newValue,也可以自定義,

    struct Circle {
        var radius: Double
        var diameter: Double {
            set(newDiameter) {
                radius = newDiameter / 2
            }
            get {
                return radius * 2
            }
        }
    }
    
  2. 只讀計算屬性:只有get,沒有set

    如果是只讀屬性,get可以省略不寫:

    struct Circle {
        var radius: Double
        var diameter: Double { radius * 2 }
    }
    
  3. 定義計算屬性只能用var,不能用let

  4. set就必須有get

擴展: 列舉rawValue的本質就是只讀的計算屬性,

1.3. 屬性觀察器(Property Observer)

通過名字就可以聯想到OC中的KVO,是的,兩者確實有相似之處,在Swift中可以為非lazyvar存盤屬性 設定屬性觀察器,

示例代碼:

struct Circle {
    var radius: Double {
        willSet {
            print("willSet", newValue)
        }
        didSet {
            print("didSet", oldValue, radius)
        }
    }
    init() {
        self.radius = 2.0
        print("Circle Init")
    }
}
var c = Circle()
// 輸出:Circle Init
c.radius = 3.0
/*
 輸出:
 willSet 3.0
 didSet 2.0 3.0
 */

分析:

  • willSet會傳遞新值,默認叫做newValue
  • didSet會傳遞舊值,默認叫做oldValue
  • 在初始化器中設定屬性值不會觸發willSetdidSet,同樣在屬性定義時設定初始值也不會觸發,

二、延遲存盤屬性(Lazy Stored Property)

使用lazy可以定義一個延遲存盤屬性,在第一次用到屬性的時候才會進行初始化,

特點:

  • lazy屬性必須是var,不能是let(let必須在實體的初始化方法完成之前就擁有值);
  • 如果多條執行緒同時第一次訪問lazy屬性,無法保證屬性只被初始化1次(非執行緒安全),

示例代碼:

class Car {
    init() {
        print("Car init")
    }
    func run() {
        print("car run")
    }
}

class Person {
    lazy var car = Car()
    init() {
        print("Person init")
    }
    func goOut() {
        print("Person goOut")
        car.run()
    }
}
var p = Person()
// 輸出:Person init
p.goOut()
/*
 輸出:
 Person goOut
 Car init
 car run
 */

分析: 如果Person中的存盤屬性car沒有lazy修飾,在創建Person物件p的時候就會呼叫存盤屬性car的初始化方法,添加lazy修飾后,只會在第一次使用car屬性(物件)時進行初始化,

注意點: 當結構體包含一個延遲存盤屬性時,只有var才能訪問延遲存盤屬性,因為延遲屬性初始化時需要改變結構體的記憶體,而結構體如果使用let修飾后就不能修改所在記憶體,

三、型別屬性(Type Property)

嚴格來說,屬性可以分為:

  • 實體屬性(Instance Property):只能通過實體去訪問

    • 存盤實體屬性(Stored Instance Property):存盤在實體的記憶體中,每個實體都有1份;
    • 計算實體屬性(Computed Instance Property)
  • 型別屬性(Type Property):只能通過型別去訪問

    • 存盤型別屬性(Stored Type Property):整個程式運行程序中,就只有1份記憶體(類似于全域變數)
    • 計算實體屬性(Computed Type Property)

可以通過static定義型別屬性,如果是類,也可以用關鍵字class

示例代碼:

struct Shape {
    var width: Int
    static var count: Int = 30
}
var s = Shape(width: 10)
s.width = 20
print("before count:\(Shape.count)") // 輸出:before count:30
Shape.count = 40
print("after count:\(Shape.count)") // 輸出:after count:40

3.1. 型別屬性細節

  1. 不同于存盤實體屬性,存盤型別屬性必須進行初始化,否則報錯(因為型別沒有像實體那樣的init初始化器來初始化存盤屬性):

  2. 存盤型別屬性默認就是lazy,會在第一次使用的時候才初始化,就算被多個執行緒同時訪問,保證只會初始化一次(執行緒安全),

  3. 存盤型別屬性可以是let

  4. 列舉型別也可以定義型別屬性(存盤型別屬性,計算型別屬性),

3.2. 單例模式

使用型別屬性可以創建單例模式,
示例代碼:

class FileManager {
    public static let shared = FileHandle()
    private init() {}
}
var f1 = FileManager.shared;

把初始化器設為private,這樣就無法讓外界使用init創建實體,把型別屬性設為public,在其他檔案中也可以訪問,存盤型別屬性再用let修飾,這樣就能保證實體只能指向一塊固定記憶體,

3.2. 型別存盤屬性的本質

第一步:示例代碼

第二步:查看全域變數記憶體地址

分析:
num1記憶體地址:0x1000013f1 + 0x5df7 = 0x1000071E8
num2記憶體地址:0x1000013fc + 0x5df4 = 0x1000071F0
num3記憶體地址:0x100001407 + 0x5df1 = 0x1000071F8

結論:
num1,num2,num3三個變數的記憶體地址是連續的,

第三步:查看型別存盤屬性地址

分析:
num1記憶體地址:0x100001013 + 0x631d = 0x100007330
Car.count記憶體地址:0x100007338
num3記憶體地址:0x10000105c + 0x62e4 = 0x100007340

結論:
num1,Car.count,num3三個變數的記憶體地址是連續的,

從內寸角度看,型別存盤屬性寫在外面和里面沒有什么區別,寫在類里面只是代表該屬性有一定訪問權限,

型別存盤屬性默認是lazy,所以在第一次訪問的時候做了很多操作,而且只被初始化一次,

通過匯編查看型別存盤屬性初始化:

發現,型別屬性初始化最終呼叫的是GCD中的dispatch_once,這樣就保證了屬性只被初始化一次,

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