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前言
这篇文章分享一下Swift中的属性
Swift中跟实例相关的属性可以分为2大类
存储属性（Stored Property）
- 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
- 关于枚举不可以定义存储属性，根据之前的Swift枚举一文可知， 枚举中存储关联值或者keys，不存储属性的。
关于存储属性，Swift有个明确的规定
- 在创建类 或 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一个初始值
- 可以分配一个默认的属性值作为属性定义的一部分
关于这个规定，我们在Swift之结构体 一文中已经说过了，这里稍微提一下，比如下面代码，x和y都是存储属性，当初始化的时候，如果没值，编译器会直接报错。
struct Point{
var x: Int
var y: Int
}
var p1 = Point(x: 10, y: 20)
var p2 = Point(y: 20) //报错 Missing argument for parameter 'x' in call
var p3 = Point(x: 10) //报错 Missing argument for parameter 'y' in call
var p4 = Point() //报错 Missing argument for parameter 'x' in call
计算属性（Computed Property）
- 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
- set传入的新值默认叫做newValue，也可以自定义
如下面结构体Circle包括了存储属性radius和计算属性diameter
truct Circle {
// 存储属性
var radius: Double
// 计算属性
var diameter: Double {
set {
radius = newValue / 2
}
get {
return radius * 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
- 只读计算属性：只有get，没有set 如下
struct Circle {
var radius: Double
var diameter: Double {
get {
radius * 2
}
}
}
只读计算属性可以简写，例如上面的代码可以如下表示
struct Circle {
var radius: Double
var diameter: Double { radius * 2 }
}
计算属性不占用实例的内存
关于不占用实例的内存，可以如下代码证明
struct Circle {
// 存储属性
var radius: Double
// 计算属性
var diameter: Double {
set {
radius = newValue / 2
}
get {
return radius * 2
}
}
}
print("Double占用字节", MemoryLayout<Double>.stride)
print("Circle占用字节",MemoryLayout<Circle>.stride) // 8
输出为
Double占用字节 8
Circle占用字节 8
也就是说Circle占用的仅仅是其存储属性radius所占用的内存。和计算属性无关的，读者也可以多写几个计算属性，自行验证。
汇编分析存储属性和计算属性的区别
代码如下
struct Circle {
// 存储属性
var radius: Int
// 计算属性
var diameter: Int {
set {
radius = newValue / 2
}
get {
return radius * 2
}
}
}
var circle = Circle(radius: 9)
circle.radius = 5
circle.diameter = 8 //这里打断点
-
5存储到了全局变量
0x3e96(%rip),全局变量只有circle，所以也就是说存储属性的值，被直接放在了结构体的内存中。 -
8赋值给寄存器
%r8d，又给寄存器%edi，作为参数调用函数0x100001ae0的时候传入，而函数0x100001ae0就是testSwift.Circle.diameter.setter这就是存储属性和计算属性的区别
枚举rawValue的原理
在Swift枚举一文中，我们说过枚举原始值是不占用内存的。
enum Season: Int{
case test1 = 1, test2, test3, test4
}
var s = Season.test2
print(s.rawValue) //输出2
上面代码输出为2。 这些原始值 test1 = 1, test2, test3, test4，系统内部完全可以写成只读计算属性
enum Season: Int{
case test1 = 1, test2, test3, test4
var rawValue : Int {
switch self {
case .test1:
return 11
case .test2:
return 12
case .test3:
return 13
case .test4:
return 14
}
}
}
var s = Season.test2
print(s.rawValue) //输出12
上面代码输出为12，这样就完成了获取枚举的原始值的时候，直接获取的是只读计算属性。光看结果是不够令人信服的，那就看汇编
enum Season: Int{
case test1 = 1, test2, test3, test4
}
var s = Season.test2
print(s.rawValue) //这里打断点
上述代码在最后一行打断点
可以看到，确实调用了rawValue.getter。
所以汇编才是看出本质的神器。
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
eg:有类 Car和类Person ，car作为Person的延迟存储属性，那么当使用car的是，才会调用car的初始化方法。
class Car {
init() {
print("Car init!")
}
func run() {
print("Car is running!")
}
}
class Person {
lazy var car = Car()
init() {
print("Person init!")
}
func goOut() {
car.run()
}
}
let p = Person()
print("--------")
p.goOut()
输出为
Person init!
--------
Car init!
Car is running!
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
- 因为延迟属性初始化时需要改变结构体的内存
属性观察器
- 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!")
}
}
var circle = Circle()// 输出 Circle init!
circle.radius = 10.5
// 输出 willSet 10.5
// didSet 1.0 10.5
print(circle.radius) //输出 10.5
注意点
- 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
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
eg:
var num: Int {
get {
return 10
}
set {
print("setNum", newValue)
}
}
num = 11 // setNum 11
print(num) // 10
func test() {
var age = 10 {
willSet {
print("willSet", newValue)
}
didSet {
print("didSet", oldValue, age)
}
}
age = 11
// willSet 11
// didSet 10 11
}
test()
类型属性（Type Property）
类型属性分类
- 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
eg:
struct Car {
static var count: Int = 0
init() {
Car.count += 1
}
}
let c1 = Car()
let c2 = Car()
let c3 = Car()
print(Car.count) // 输出3
类型属性细节
- 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
- 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
- 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）
单例模式
关于单例模式，可以参考我的另一篇文章你真的懂单例模式么
不同语言的单例模式，都是类似的，这里给出Swift版本单例的实现。
import Foundation
public class FileManager {
//单例模式
public static let shared = FileManager()
private init() { }
}
// 如果单例里面代码过多，可以写成如下
public class FileManager {
public static let shared = {
// ....
// ....
return FileManager()
}()
private init() { }
}
汇编分析 static
下面的代码
import Foundation
public class YZPerson {
static var count = 3 //这里打断点
}
YZPerson.count = 6
如下图所示，可以看出，会调用 swift_once函数，来到这个调用位置，si汇编调试指令，一直跟进去
最终会来到这里，调用dispatch_once_f
也就是说static内部封装了dispatch_once_ 而dispatch_once_能保证线程安全的，只能被初始化一次，所以单例的时候可以用static 关于 dispatch_once的分析，可以看这篇文章你真的懂单例模式么
- 同样的，我们可以从代码角度，汇编角度分别证明
static修饰的变量，属于全局变量。读者有兴趣自己证明。这里不再赘述。
参考资料:
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