Swift-類和結構體

優質神經病發表於2018-07-25
Swift結構體

類和結構體是構建程式碼所用的一種通用且靈活的構造體。我們可以使用完全相同的語法規則來為類和結構體定義屬性（變數，常量）和新增方法。從而擴充套件類和結構體的功能。

與其他程式語言所不同的是，Swift並不要求你為自定義類和結構去建立獨立的介面和實現檔案。你所要做的是在一個單一檔案中定義一個類或者結構體，系統將會自動生成面向其他程式碼的外部介面。

注： 通常一個類的勢力被稱為物件。在Swift中，類和結構體的關係要比在其他語言中更加密切，本章中所討論的部分功能都可以在類和結構體上。因此主要使用例項。內容包含類和結構體對比、結構體和列舉是值型別、類是引用型別、類和結構體的選擇、字串、陣列和字典型別的賦值和複製行為

類和結構體對比

Swift中的類和結構體有很多共同點：

  • 定義屬性用於儲存值
  • 定義方法用於提供功能
  • 定義下標操作通過下標語法可以訪問它們的值
  • 定義構造器用於生成初始化值
  • 通過擴充套件以增加預設實現的功能
  • 遵循協議以提供某種標準功能

與結構體相比，類還有如下的附加功能：

  • 繼承允許一個類繼承另一個類的特徵
  • 型別轉換允許在執行時檢查和解釋一個類例項的型別
  • 析構器允許一個類例項釋放任何其所被分配的資源
  • 引用計數允許對一個類的多次引用

注： 結構體總是通過被複制的方式在程式碼中傳遞，不使用引用計數。

定義語法

類和結構體有著類似的定義方式。通過關鍵字class和struct來分別表示類和結構體，並在一對大括號中定義它們的具體內容：

class SomeClass {
	// 在這裡定義類
}
struct SomeStructure {
	// 在這裡定義結構體
}
複製程式碼

注： 在每次定義一個新類或者結構體的時候，實際上是定義了一個新的Swift型別。因此請使用UpperCamelCase這種命名方式命名（如SomeClass和SomeStructure等），已便符合標準Swift型別的大寫命名風格（如String， Int， Bool）。相反的，請使用lowerCamelCase這種方式為屬性和方法命名（如：framerate和incrementCount），以便和型別名區分。

以下是定義結構體和定義類的示例：

struct Resolution {
	var width = 0
	var height = 0
}
class VideoMode {
	var resolution = Resolution()
	var interlaced = false
	var frameRate = 0.0
	var name: String?
}
複製程式碼

在上面的示例中我們定義了一個名為Resolution的結構體，用來描述一個顯示器的畫素解析度。這個結構體包含了兩個名為width和height的儲存屬性。儲存屬性是被捆綁和儲存在類或結構體中的常量或變數。這兩個屬性被初始化為整數0的時候，它們會被推斷為Int型別。

在上面的示例中我們還定義了一個名為VideoMode的類，用來描述一個視訊顯示器的特定模式。這個類包含了四個變數儲存屬性。第一個是解析度，它被初始化為一個新的Resolution結構體的例項，屬性型別被推斷為Resolution。新的VideoMode例項同時還會初始化其他三個屬性，它們分別是，初始化為false的interlaced，初始值為0.0的frameRate，以及可選值為String的name。name屬性會被自定賦值nil，為可選型別。

類和結構體例項

Resolution結構體和VideoMode類的定義僅描述了什麼是Resolution和VideoMode。它們並沒有描述一個特定的解析度（resolution）和視訊模式（video mode）。為了描述一個特定的解析度或者視訊模式，我們需要生成一個它們的例項。

let someResolution = Resolution()
let someVideoMode = VideoMode()
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結構體和類都使用構造器語法來生成新的例項。構造器語法的最簡單形式是在結構體或者類的型別名稱後跟隨一對空括號，如Resolution（）或VideoMode（）。通過這種方式所建立的類或者結構體例項，其屬性均會被初始化為預設值。

屬性訪問

通過使用點語法，你可以訪問例項的屬性。其語法規則則是，例項名後面緊跟屬性名：

print("The width of someResolution is \(someResolution.width)")
// 列印 "The width of someResolution is 0"

print("The width of someVideoMode is \(someVideoMode.resolution.width)")
// 列印 "The width of someVideoMode is 0"

someVideoMode.resolution.width = 1280
print("The width of someVideoMode is now \(someVideoMode.resolution.width)")
// 列印 "The width of someVideoMode is now 1280"
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注： 與OC語言不通的是，Swift允許直接設定結構體屬性的子屬性。上面的最後一個例子，就是直接設定了someVideoMode中resolution屬性的width這個子屬性，以上操作並不需要重新為整個resolution屬性設定新值。

結構體型別的成員逐一構造器

所有結構體都有一個自動生成的成員逐一構造器，用於初始化新結構體例項中成員的屬性。新例項中各個屬性的初始值可以通過屬性的名稱傳遞到成員逐一構造器之中，如下：

let vga = Resolution(width: 640, height: 480)
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與結構體不同，類例項沒有預設的成員逐一構造器

結構體和列舉是值型別

值型別被賦予給一個變數、常量或者傳遞給一個函式的時候，其值會被拷貝。

在Swift中，所有的基本型別：整數，浮點數，布林值，字串，陣列，字典都是值型別，並且在底層都是以結構體的形式所實現。所有的結構體和列舉型別都是值型別。這意味著他們的例項，以及例項中所包含的任何值型別屬性，在程式碼中傳遞都會被複制。

let hd = Resolution(width: 1920, height: 1080)
var cinema = hd
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在以上示例中，宣告瞭一個名為hd的常量，其值為一個初始化為全高清視訊解析度（1920 畫素寬，1080 畫素高）的Resolution的例項。

下面，為了符合數碼影院的放映需求（2048 畫素寬，1080 畫素高），cinema 的 width 屬性需要作如下修改：

cinema.width = 2048
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這裡，將會顯示 cinema 的 width 屬性確已改為了 2048：

print("cinema is now  \(cinema.width) pixels wide")
// 列印 "cinema is now 2048 pixels wide"
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然而，初始的 hd 例項中 width 屬性還是 1920：

print("hd is still \(hd.width) pixels wide")
// 列印 "hd is still 1920 pixels wide"
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證明將hd賦值給cinema的時候，實際是將hd中所有儲存的值進行拷貝，然後將拷貝的資料儲存到新的cinema例項中。由於兩者相互獨立，因此將 cinema 的 width 修改為 2048 並不會影響 hd 中的 width 的值。

列舉也遵循相同的行為準則：

enum CompassPoint {
	case North, South, East, West
}
var currentDirection = CompassPoint.West
let rememberedDirection = currentDirection
currentDirection = .East
if rememberedDirection == .West {
	print("The remembered direction is still .West")
}
// 列印 "The remembered direction is still .West"
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類是引用型別

與值型別不同，引用型別在被賦予到一個變數、常量揮著被傳遞到一個函式時，其值不會被拷貝。因此，引用的是已存在的例項本身而不是其拷貝。使用VideoMode舉例如下：

let tenEighty = VideoMode()
tenEighty.resolution = hd
tenEighty.interlaced = true
tenEighty.name = "1080i"
tenEighty.frameRate = 25.0

let alsoTenEighty = tenEighty
alsoTenEighty.frameRate = 30.0

print("The frameRate property of tenEighty is now \(tenEighty.frameRate)")
// 列印 "The frameRate property of theEighty is now 30.0"
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以上示例中，宣告瞭一個名為tenEighty的常量，其引用了一個VideoMode了的新例項。在之前的示例中，這個視訊模式被賦予了HD解析度（1920*1080）的一個拷貝（即 hd 例項）。同時設定為interlaced，命名為“1080i”。最為幀率為25.0幀每秒。然後，tenEighty 被賦予名為 alsoTenEighty 的新常量，同時對 alsoTenEighty 的幀率進行修改。

因為類是引用型別，所以 tenEight 和 alsoTenEight 實際上引用的是相同的 VideoMode 例項。換句話說，它們是同一個例項的兩種叫法。

通過檢視 tenEighty 的 frameRate 屬性，我們會發現它正確的顯示了所引用的 VideoMode 例項的新幀率，其值為 30.0。

注： tenEighty 和 alsoTenEighty 被宣告為常量而不是變數。然而你依然可以改變 tenEighty.frameRate 和 alsoTenEighty.frameRate，因為 tenEighty 和 alsoTenEighty 這兩個常量的值並未改變。它們並不“儲存”這個 VideoMode 例項，而僅僅是對 VideoMode 例項的引用。所以，改變的是被引用的 VideoMode 的 frameRate 屬性，而不是引用 VideoMode 的常量的值。

恆等於運算子

因為類是引用型別，有可能有多個常量和變數在幕後同時引用同一個類例項。（對於結構體和列舉來說，這並不成立。因為它們作為值型別，在二筆賦予到常量、變數或者傳遞到函式時，其值總是被拷貝。）

Swift裡有兩個恆等於符號：等價於（===） 和 不等價於!== 來判定兩個常量是否引用同一個類例項。

if tenEighty === alsoTenEighty {
	print("tenEighty and alsoTenEighty refer to the same Resolution instance.")
}
//列印 "tenEighty and alsoTenEighty refer to the same Resolution instance."
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注： 等於（==） 與 等價於（===）意義不同：

等於表示兩個例項的值相等或相同 等價於表示兩個類型別的常量或者變數引用同一個類例項。

指標

在OC中，指標是來引用記憶體中的地址。一個引用某個引用型別例項的Swift常量或者變數，與OC的指標類似，但並不直接指向某個記憶體地址，也不要求使用（*）來表明你在建立一個引用。Swift中的這些引用於其他的常量或者變數的定義相同。

類和結構體的選擇

在我們的程式碼中，我們可以使用類和結構體來定義我們的自定義資料型別。

然而，結構體例項總是通過值傳遞，類例項總是通過引用傳遞。這意味兩者使用不同的任務。當你在考慮一個工程專案的資料和功能的時候，你需要決定每個資料結構是定義成類還是結構體。

按照通用準則，當符合一條或多條一下條件時，可以考慮結構體：

  • 該資料結構的主要目的是用來封裝少量相關簡單資料值
  • 有理由預計該資料結構的例項在被賦值或傳遞時，封裝的資料將會被拷貝而不是被引用。
  • 該資料結構中儲存的值型別屬性，也應該被拷貝，而不是被引用。
  • 該資料結構不需要去繼承另一個既有型別的屬性或者行為。

字串、陣列、字典型別的賦值與複製行為

Swift中，許多基本型別如String、Array和Dictionary型別均以結構體的形式實現。這意味著被賦值給新的常量，或者被傳入函式或方法中時，它們的值會被拷貝。

OC中NSString、NSArray和NSDictionary型別均以類的形式實現，而並非結構體。它們在被賦值或者被傳入函式或者方法時，不會發生值拷貝，而是傳遞現有例項的引用。

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