iOS中Swift從開始入門到最後的放棄(八),

# 屬性 (Properties)本頁包含內容：

- 儲存屬性（Stored Properties）

- 計算屬性（Computed Properties）

- 屬性觀察器（Property Observers）

- 全域性變數和區域性變數（Global and Local Variables）

- 型別屬性（Type Properties）

屬性將值跟特定的類、結構或列舉關聯。儲存屬性儲存常量或變數作為例項的一部分，計算屬性計算（而不是儲存）一個值。計算屬性可以用於類、結構體和列舉裡，儲存屬性只能用於類和結構體。

儲存屬性和計算屬性通常用於特定型別的例項，但是，屬性也可以直接用於型別本身，這種屬性稱為型別屬性。

另外，還可以定義屬性觀察器來監控屬性值的變化，以此來觸發一個自定義的操作。屬性觀察器可以新增到自己寫的儲存屬性上，也可以新增到從父類繼承的屬性上。

###儲存屬性

簡單來說，一個儲存屬性就是儲存在特定類或結構體的例項裡的一個常量或變數，儲存屬性可以是變數儲存屬性（用關鍵字var定義），也可以是常量儲存屬性（用關鍵字`let`定義）。

可以在定義儲存屬性的時候指定預設值，請參考構造過程一章的預設屬性值一節。也可以在構造過程中設定或修改儲存屬性的值，甚至修改常量儲存屬性的值，

下面的例子定義了一個名為`FixedLengthRange`的結構體，它描述了一個在建立後無法修改值域寬度的區間： 

   struct FixedLengthRange {     

   var firstValue: Int       

 let length: Int   

 }    

var rangeOfThreeItems = FixedLengthRange(firstValue: 0, length: 3)   

 // 該區間表示整數0，1，2    rangeOfThreeItems.firstValue = 6    

// 該區間現在表示整數6，7，8

`FixedLengthRange`的例項包含一個名為`firstValue`的變數儲存屬性和一個名為`length`的常量儲存屬性。在上面的例子中，`length`在建立例項的時候被賦值，因為它是一個常量儲存屬性，所以之後無法修改它的值。

###常量和儲存屬性

如果建立了一個結構體的例項並賦值給一個常量，則無法修改例項的任何屬性，即使定義了變數儲存屬性：

    let rangeOfFourItems = FixedLengthRange(firstValue: 0, length: 4)  

  // 該區間表示整數0，1，2，3    rangeOfFourItems.firstValue = 6  

  // 儘管 firstValue 是個變數屬性，這裡還是會報錯

因為`rangeOfFourItems`宣告成了常量（用let關鍵字），即使`firstValue`是一個變數屬性，也無法再修改它了。這種行為是由於結構體（`struct`）屬於值型別。當值型別的例項被宣告為常量的時候，它的所有屬性也就成了常量。屬於引用型別的類（`class`）則不一樣，把一個引用型別的例項賦給一個常量後，仍然可以修改例項的變數屬性。

###延遲儲存屬性

延遲儲存屬性是指當第一次被呼叫的時候才會計算其初始值的屬性。在屬性宣告前使用`lazy`來標示一個延遲儲存屬性。注意：

必須將延遲儲存屬性宣告成變數（使用var關鍵字），因為屬性的值在例項構造完成之前可能無法得到。而常量屬性在構造過程完成之前必須要有初始值，因此無法宣告成延遲屬性。

延遲屬性很有用，當屬性的值依賴於在例項的構造過程結束前無法知道具體值的外部因素時，或者當屬性的值需要複雜或大量計算時，可以只在需要的時候來計算它。

下面的例子使用了延遲儲存屬性來避免複雜類的不必要的初始化。例子中定義了`DataImporter`和`DataManager`兩個類，下面是部分程式碼：     

   class DataImporter {        

    var fileName = "data.txt"     

       // 這是提供資料匯入功能   

     }     

   class DataManager {    

        lazy var importer = DataImporter()     

       var data = [String]()    

    }      

  let manager = DataManager()    

    manager.data.append("Some data")      

  manager.data.append("Some more data")`DataManager`類包含一個名為`data`的儲存屬性，初始值是一個空的字串（String）陣列。雖然沒有寫出全部程式碼，`DataManager`類的目的是管理和提供對這個字串陣列的訪問。

`DataManager`的一個功能是從檔案匯入資料，該功能由`DataImporter`類提供，`DataImporter`需要消耗不少時間完成初始化：因為它的例項在初始化時可能要開啟檔案，還要讀取檔案內容到記憶體。`DataManager`也可能不從檔案中匯入資料。所以當`DataManager`的例項被建立時，沒必要建立一個`DataImporter`的例項，更明智的是當用到`DataImporter`的時候才去建立它。由於使用了`lazy`，`importer`屬性只有在第一次被訪問的時候才被建立。比如訪問它的屬性`fileName`時：        println(manager.importer.fileName)        // DataImporter 例項的 importer 屬性現在被建立了        // 輸出 "data.txt”

###儲存屬性和例項變數

如果您有過 Objective-C 經驗，應該知道Objective-C為類例項儲存值和引用提供兩種方法。對於屬性來說，也可以使用例項變數作為屬性值的後端儲存。

Swift 程式語言中把這些理論統一用屬性來實現。Swift 中的屬性沒有對應的例項變數，屬性的後端儲存也無法直接訪問。這就避免了不同場景下訪問方式的困擾，同時也將屬性的定義簡化成一個語句。 一個型別中屬性的全部資訊——包括命名、型別和記憶體管理特徵——都在唯一一個地方（型別定義中）定義。

###計算屬性

除儲存屬性外，類、結構體和列舉可以定義計算屬性，計算屬性不直接儲存值，而是提供一個 `getter` 來獲取值，一個可選的 `setter` 來間接設定其他屬性或變數的值。      

  struct Point {        

    var x = 0.0, y = 0.0     

   }     

   struct Size {      

      var width = 0.0, height = 0.0   

     }    

   struct Rect {     

       var origin = Point()       

     var size = Size()        

    var center: Point {     

       get {          

      let centerX = origin.x + (size.width / 2)      

          let centerY = origin.y + (size.height / 2)        

        return Point(x: centerX, y: centerY)      

      }           

      set(newCenter) {         

       origin.x = newCenter.x - (size.width / 2)        

        origin.y = newCenter.y - (size.height / 2)      

      }         

   }    

    }       

 var square = Rect(origin: Point(x: 0.0, y: 0.0),       

     size: Size(width: 10.0, height: 10.0))     

   let initialSquareCenter = square.center        square.center = Point(x: 15.0, y: 15.0)        println("square.origin is now at (\(square.origin.x), \(square.origin.y))")        // 輸出 "square.origin is now at (10.0, 10.0)”這個例子定義了 3 個幾何形狀的結構體：`Point`封裝了一個(x, y)的座標`Size`封裝了一個`width`和`height``Rect`表示一個有原點和尺寸的矩形`Rect`也提供了一個名為`center`的計算屬性。一個矩形的中心點可以從原點和尺寸來算出，所以不需要將它以顯式宣告的`Point`來儲存。`Rect`的計算屬性`center`提供了自定義的 `getter` 和 `setter`來獲取和設定矩形的中心點，就像它有一個儲存屬性一樣。例子中接下來建立了一個名為`square`的`Rect`例項，初始值原點是(0, 0)，寬度高度都是10。如圖所示藍色正方形。`square`的`center`屬性可以通過點運算子（`square.center`）來訪問，這會呼叫 `getter` 來獲取屬性的值。跟直接返回已經存在的值不同，`getter` 實際上通過計算然後返回一個新的`Point`來表示`square`的中心點。如程式碼所示，它正確返回了中心點(5, 5)。`center`屬性之後被設定了一個新的值(15, 15)，表示向右上方移動正方形到如圖所示橙色正方形的位置。設定屬性`center`的值會呼叫 `setter` 來修改屬性`origin`的x和y的值，從而實現移動正方形到新的位置。    Computed Properties sample###便捷 setter 宣告如果計算屬性的 `setter` 沒有定義表示新值的引數名，則可以使用預設名稱`newValue`。下面是使用了便捷 `setter` 宣告的`Rect`結構體程式碼：    struct AlternativeRect {        var origin = Point()        var size = Size()        var center: Point {        get {            let centerX = origin.x + (size.width / 2)            let centerY = origin.y + (size.height / 2)            return Point(x: centerX, y: centerY)        }        set {            origin.x = newValue.x - (size.width / 2)            origin.y = newValue.y - (size.height / 2)        }        }    }###只讀計算屬性只有 `getter` 沒有 `setter` 的計算屬性就是隻讀計算屬性。只讀計算屬性總是返回一個值，可以通過點運算子訪問，但不能設定新的值。注意：

必須使用var關鍵字定義計算屬性，包括只讀計算屬性，因為它們的值不是固定的。let關鍵字只用來宣告常量屬性，表示初始化後再也無法修改的值。只讀計算屬性的宣告可以去掉get關鍵字和花括號：    struct Cuboid {        var width = 0.0, height = 0.0, depth = 0.0        var volume: Double {        return width * height * depth        }    }    let fourByFiveByTwo = Cuboid(width: 4.0, height: 5.0, depth: 2.0)    print("the volume of fourByFiveByTwo is \(fourByFiveByTwo.volume)")    // 輸出 "the volume of fourByFiveByTwo is 40.0"這個例子定義了一個名為`Cuboid`的結構體，表示三維空間的立方體，包含`width`、`height`和`depth`屬性，還有一個名為`volume`的只讀計算屬性用來返回立方體的體積。設定`volume`的值毫無意義，因為通過`width`、`height`和`depth`就能算出`volume`。然而，`Cuboid`提供一個只讀計算屬性來讓外部使用者直接獲取體積是很有用的。###屬性觀察器屬性觀察器監控和響應屬性值的變化，每次屬性被設定值的時候都會呼叫屬性觀察器，甚至新的值和現在的值相同的時候也不例外。可以為除了延遲儲存屬性之外的其他儲存屬性新增屬性觀察器，也可以通過過載屬性的方式為繼承的屬性（包括儲存屬性和計算屬性）新增屬性觀察器。屬性過載請參考繼承一章的過載。注意：不需要為無法過載的計算屬性新增屬性觀察器，因為可以通過 `setter` 直接監控和響應值的變化。可以為屬性新增如下的一個或全部觀察器：`willSet`在設定新的值之前呼叫`didSet`在新的值被設定之後立即呼叫`willSet`觀察器會將新的屬性值作為固定引數傳入，在`willSet`的實現程式碼中可以為這個引數指定一個名稱，如果不指定則引數仍然可用，這時使用預設名稱`newValue`表示。類似地，`didSet`觀察器會將舊的屬性值作為引數傳入，可以為該引數命名或者使用預設引數名`oldValue`。注意：`willSet`和`didSet`觀察器在屬性初始化過程中不會被呼叫，它們只會當屬性的值在初始化之外的地方被設定時被呼叫。這裡是一個`willSet`和`didSet`的實際例子，其中定義了一個名為`StepCounter的`類，用來統計當人步行時的總步數，可以跟計步器或其他日常鍛鍊的統計裝置的輸入資料配合使用。    class StepCounter {        var totalSteps: Int = 0 {        willSet(newTotalSteps) {            println("About to set totalSteps to \(newTotalSteps)")        }        didSet {            if totalSteps > oldValue  {                println("Added \(totalSteps - oldValue) steps")            }        }        }    }    let stepCounter = StepCounter()    stepCounter.totalSteps = 200    // About to set totalSteps to 200    // Added 200 steps    stepCounter.totalSteps = 360    // About to set totalSteps to 360    // Added 160 steps    stepCounter.totalSteps = 896    // About to set totalSteps to 896    // Added 536 steps`StepCounter`類定義了一個Int型別的屬性`totalSteps`，它是一個儲存屬性，包含`willSet`和`didSet`觀察器。當`totalSteps`設定新值的時候，它的`willSet`和`didSet`觀察器都會被呼叫，甚至當新的值和現在的值完全相同也會呼叫。例子中的`willSet`觀察器將表示新值的引數自定義為`newTotalSteps`，這個觀察器只是簡單的將新的值輸出。`didSet`觀察器在`totalSteps`的值改變後被呼叫，它把新的值和舊的值進行對比，如果總的步數增加了，就輸出一個訊息表示增加了多少步。`didSet`沒有提供自定義名稱，所以預設值`oldValue`表示舊值的引數名。注意：如果在`didSet`觀察器裡為屬性賦值，這個值會替換觀察器之前設定的值。###全域性變數和區域性變數計算屬性和屬性觀察器所描述的模式也可以用於全域性變數和區域性變數，全域性變數是在函式、方法、閉包或任何型別之外定義的變數，區域性變數是在函式、方法或閉包內部定義的變數。前面章節提到的全域性或區域性變數都屬於儲存型變數，跟儲存屬性類似，它提供特定型別的儲存空間，並允許讀取和寫入。另外，在全域性或區域性範圍都可以定義計算型變數和為儲存型變數定義觀察器，計算型變數跟計算屬性一樣，返回一個計算的值而不是儲存值，宣告格式也完全一樣。注意：

全域性的常量或變數都是延遲計算的，跟延遲儲存屬性相似，不同的地方在於，全域性的常量或變數不需要標記`lazy`特性。

區域性範圍的常量或變數不會延遲計算。###型別屬性例項的屬性屬於一個特定型別例項，每次型別例項化後都擁有自己的一套屬性值，例項之間的屬性相互獨立。也可以為型別本身定義屬性，不管型別有多少個例項，這些屬性都只有唯一一份。這種屬性就是型別屬性。型別屬性用於定義特定型別所有例項共享的資料，比如所有例項都能用的一個常量（就像 C 語言中的靜態常量），或者所有例項都能訪問的一個變數（就像 C 語言中的靜態變數）。對於值型別（指結構體和列舉）可以定義儲存型和計算型型別屬性，對於類（class）則只能定義計算型型別屬性。值型別的儲存型型別屬性可以是變數或常量，計算型型別屬性跟例項的計算屬性一樣定義成變數屬性。注意：

跟例項的儲存屬性不同，必須給儲存型型別屬性指定預設值，因為型別本身無法在初始化過程中使用構造器給型別屬性賦值。###型別屬性語法在 C 或 Objective-C 中，靜態常量和靜態變數的定義是通過特定型別加上`global`關鍵字。在 Swift 程式語言中，型別屬性是作為型別定義的一部分寫在型別最外層的花括號內，因此它的作用範圍也就在型別支援的範圍內。使用關鍵字`static`來定義值型別的型別屬性，關鍵字`class`來為類（`class`）定義型別屬性。下面的例子演示了儲存型和計算型型別屬性的語法：    struct SomeStructure {        static var storedTypeProperty = "Some value."        static var computedTypeProperty: Int {        // 這裡返回一個 Int 值        }    }    enum SomeEnumeration {        static var storedTypeProperty = "Some value."        static var computedTypeProperty: Int {        // 這裡返回一個 Int 值        }    }    class SomeClass {        class var computedTypeProperty: Int {        // 這裡返回一個 Int 值        }    }注意：

例子中的計算型型別屬性是隻讀的，但也可以定義可讀可寫的計算型型別屬性，跟例項計算屬性的語法類似。###獲取和設定型別屬性的值跟例項的屬性一樣，型別屬性的訪問也是通過點運算子來進行，但是，型別屬性是通過型別本身來獲取和設定，而不是通過例項。比如：    println(SomeClass.computedTypeProperty)    // 輸出 "42"    println(SomeStructure.storedTypeProperty)    // 輸出 "Some value."    SomeStructure.storedTypeProperty = "Another value."    println(SomeStructure.storedTypeProperty)    // 輸出 "Another value.”下面的例子定義了一個結構體，使用兩個儲存型型別屬性來表示多個聲道的聲音電平值，每個聲道有一個 0 到 10 之間的整數表示聲音電平值。後面的圖表展示瞭如何聯合使用兩個聲道來表示一個立體聲的聲音電平值。當聲道的電平值是 0，沒有一個燈會亮；當聲道的電平值是 10，所有燈點亮。本圖中，左聲道的電平是 9，右聲道的電平是 7。    Static Properties VUMeter上面所描述的聲道模型使用`AudioChannel`結構體來表示：    struct AudioChannel {        static let thresholdLevel = 10        static var maxInputLevelForAllChannels = 0        var currentLevel: Int = 0 {        didSet {            if currentLevel > AudioChannel.thresholdLevel {                // 將新電平值設定為閥值                currentLevel = AudioChannel.thresholdLevel            }            if currentLevel > AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels {                // 儲存當前電平值作為新的最大輸入電平                AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels = currentLevel            }        }        }    }結構`AudioChannel`定義了 2 個儲存型型別屬性來實現上述功能。第一個是`thresholdLevel`，表示聲音電平的最大上限閾值，它是一個取值為 10 的常量，對所有例項都可見，如果聲音電平高於 10，則取最大上限值 10（見後面描述）。第二個型別屬性是變數儲存型屬性`maxInputLevelForAllChannels`，它用來表示所有`AudioChannel`例項的電平值的最大值，初始值是 0。`AudioChannel`也定義了一個名為`currentLevel`的例項儲存屬性，表示當前聲道現在的電平值，取值為 0 到 10。屬性`currentLevel`包含`didSet`屬性觀察器來檢查每次新設定後的屬性值，有如下兩個檢查：如果`currentLevel`的新值大於允許的閾值`thresholdLevel`，屬性觀察器將`currentLevel`的值限定為閾值`thresholdLevel`。如果修正後的`currentLevel`值大於任何之前任意`AudioChannel`例項中的值，屬性觀察器將新值儲存在靜態屬性`maxInputLevelForAllChannels`過程中，`didSet`屬性觀察器將`currentLevel`設定成了不同的值，但這時不會再次呼叫屬性觀察器。可以使用結構體`AudioChannel`來建立表示立體聲系統的兩個聲道    var rightChannel = AudioChannel()如果將左聲道的電平設定成 7，型別屬性`maxInputLevelForAllChannels`也會更新成 7：    leftChannel.currentLevel = 7    println(leftChannel.currentLevel)    // 輸出 "7"    println(AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels)    // 輸出 "7"如果試圖將右聲道的電平設定成 11，則會將右聲道的`currentLevel`修正到最大值 10，同時`maxInputLevelForAllChannels`的值也會更新到 10：    rightChannel.currentLevel = 11    println(rightChannel.currentLevel)    // 輸出 "10"    println(AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels)    // 輸出 "10"