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Properties in Swift
| Date | Notes | Swift | Xcode |
|---|---|---|---|
| 2017-04-27 | 擴充 #延遲儲存屬性# 部分並新增 #devxoul/Then# | 3.1 | 8.3.2 |
| 2016-10-26 | 首次提交 | 3.0 | 8.1 Beta 3 |
前言
Swift 中的屬性分為儲存屬性與計算屬性，儲存屬性即為我們平時常用的屬性，可以直接賦值使用，而計算屬性不直接儲存值，而是根據其他（儲存）屬性計算得來的值。
在其他物件導向的程式語言中，例如 Java 和 Objective-C 中，get 和 set 方法提供了統一、規範的介面，可以使得外部訪問或設定物件的私有屬性，而不破壞封裝性，也可以很好的控制許可權（選擇性實現 get 或 set 方法）。而 Swift 中似乎並沒有見到類似的 get 和 set 方法，而 Swift 使用了一種名為屬性觀察器的概念來解決該問題。
本文簡單介紹下 Swift 中的這兩種屬性，以及屬性觀察器。
延遲儲存屬性
- 儲存屬性使用廣泛，即是類或結構體中的變數或常量，可以直接賦初始值，也可以修改其初始值（僅指變數）。
- 延遲儲存屬性是指第一次使用到該變數再進行運算（這裡的運算不能依賴其他成員屬性，但可以使用靜態／類屬性）。
- 延遲儲存屬性必須宣告為
var變數，因為其屬性值在物件例項化前可能無法得到，而常量必須在初始化完成前擁有初始值。 - 在 Swift 中，可以將消耗效能才能得到的值作為延遲儲存屬性，即懶載入。
- 全域性的常量和變數也是延遲儲存屬性，但不需要顯式宣告為 lazy（不支援 Playground）。
Demo
- 這裡假定在 ViewController.swift 有一個屬性，需要從 plist 檔案讀取內容，將其中的字典轉為模型。如果 plist 檔案中內容很多，那麼就十分消耗效能。如果使用者不觸發相應事件，也沒有必要載入這些資料。那麼這裡就很適合使用懶載入，即延遲儲存屬性。
ViewController.swift
class ViewController: UIViewController {
lazy var goods: NSArray? = {
var goodsArray: NSMutableArray = []
if let path = Bundle.main.path(forResource: "Goods", ofType: "plist") {
if let array = NSArray(contentsOfFile: path) {
for goodsDict in array {
goodsArray.add(Goods(goodsDict as! NSDictionary))
}
return goodsArray
}
}
return nil
}()
// 這樣也是允許的，可以把初始化的程式碼直接放在構造方法中
lazy var testLazy = Person()
}
class Person {}
複製程式碼可以在延遲儲存屬性運算的程式碼中加入列印語句，即可驗證其何時初始化。
Lazy 初始化的「演變」過程
- 根據上面 Demo，延遲儲存屬性的初始化程式碼部分可能有些讓人迷惑，但其實也是初始化的一步步的演變過程。在 @Onetaway 的 【菜雞Playground 1】Swift 中 lazy initialization 中也有描述這個過程，簡單用程式碼表示也如下所示：
struct Person {
var name = ""
init() {
print(#function)
}
}
// 直接初始化
let p1 = Person()
// 利用閉包
let getOnePerson = { () -> Person in
let p = Person()
return p
}
let p2 = getOnePerson()
// 閉包執行
let p3 = { () -> Person in
let p = Person()
return p
}()
// 簡化
let p4: Person = {
let p = Person()
return p
}()
複製程式碼Lazy 方法
- @Onevcat 的 Swifter Tips 中也提到，在 Swift 標準庫中，也有一些 Lazy 方法，就可以在不需要執行時，避免消耗太多的效能。
let data = 0...3
let result = data.lazy.map { (i: Int) -> Int in
print("Handling...")
return i * 2
}
print("Begin:")
for i in result {
print(i)
}
// OUTPUT:
// Begin:
// Handling...
// 0
// Handling...
// 2
// Handling...
// 4
// Handling...
// 6
複製程式碼devxoul/Then
- 在 @沒故事的卓同學的【菜雞Playground 2】Swift 中 lazy initialization 的使用場景中提到了一個 devxoul/Then 庫，為 Swift 的構造方法加入語法糖。
Demo
ViewController.swift
import UIKit
import Then
class ViewController: UIViewController {
lazy var myLabel = UILabel().then {
$0.text = "My Label"
}
override func viewDidLoad() {
super.viewDidLoad()
myLabel.frame = CGRect(x: 0.0, y: 0.0,
width: 100.0, height: 100.0)
view.addSubview(myLabel)
}
}
複製程式碼Source Code
- Then 的核心原始碼部分總共只有不到 20 行，非常簡單易懂。
- Then 庫中定義了一個名為 Then 的空協議，之後通過協議擴充套件（Protocol Extension），來為協議新增預設的方法實現。
then()
- 因為
then()內部將self返回，即可在初始化完成後，呼叫該方法，並在閉包中設定屬性，而且不需要再將自身返回。 - 支援 NSObject 子類，也可以將自定義型別（僅支援 AnyObject 型別，即 class）宣告實現該協議即可（協議擴充套件已經擁有預設實現，所以僅宣告實現協議即可）。
extension Then where Self: AnyObject {
/// Makes it available to set properties with closures just after initializing.
public func then(_ block: (Self) -> Void) -> Self {
block(self)
return self
}
}
複製程式碼with()
then()適用於引用型別，而with()適用於值型別。- 使用了
inout確保方法內外共用一個值型別變數。
extension Then where Self: Any {
/// Makes it available to set properties with closures just after initializing and copying the value types.
public func with(_ block: (inout Self) -> Void) -> Self {
var copy = self
block(©)
return copy
}
}
複製程式碼do()
do()使得可以直接在閉包中簡單地執行一些操作。
extension Then where Self: Any {
/// Makes it available to execute something with closures.
public func `do`(_ block: (Self) -> Void) {
block(self)
}
}
複製程式碼計算屬性
- 舉個例子，一個矩形結構體（類同理），擁有寬度和高度兩個儲存屬性，以及一個只讀面積的計算屬性，因為通過設定矩形的寬度和高度即可計算出矩形的面積，而無需直接設定其值。當寬度或高度改變，面積也應當可以跟隨其變化（反之不能推算，因此為只讀）。為說明 setter 以及便捷 setter 說明，另外新增了原點（矩形左下角）儲存屬性，以及中心計算屬性。
Demo
struct Point {
var x = 0.0
var y = 0.0
}
struct Rectangle {
var width = 0.0
var height = 0.0
var origin = Point()
// 只讀計算屬性
var size: Double {
get {
return width * height
}
}
// 只讀計算屬性簡寫為
// var size: Double {
// return width * height
// }
var center: Point {
get {
return Point(x: origin.x + width / 2,
y: origin.y + height / 2)
}
set(newCenter) {
origin.x = newCenter.x - width / 2
origin.y = newCenter.y - height / 2
}
// 便捷 setter 宣告
// set {
// origin.x = newValue.x - width / 2
// origin.y = newValue.y - height / 2
// }
}
}
var rect = Rectangle()
rect.width = 100
rect.height = 50
print(rect.size)
rect.origin = Point(x: 0, y: 0)
print(rect.center)
rect.center = Point(x: 100, y: 100)
print(rect.origin)
// 5000.0
// Point(x: 50.0, y: 25.0)
// Point(x: 50.0, y: 75.0)
複製程式碼綜上，getter 可以根據儲存屬性推算計算屬性的值，setter 可以在被賦值時根據新值倒推儲存屬性，但它們與我們在其他語言中的 get/set 方法卻不一樣。
屬性觀察器
- 屬性觀察器算是 Swift 中的一個 feature，變數在設值前會先進入
willSet，這時預設newValue等於即將要賦值的值，而變數本身尚未改變。變數在設值後會先進入didSet，這時預設oldValue等於賦值前變數的值，而變數變為新值。 - 這樣，開發者即可在
willSet和didSet中進行相應的操作，如果只是取值和設值而不進行額外操作，那麼直接使用點語法即可。但是有時候一個變數只需要被訪問，而不能在外界賦值，那麼可以使用訪問控制修飾符加上(set)即可私有化 set 方法。例如fileprivate(set)，private(set)，以及internal(set)。值得注意的是，這裡的訪問控制修飾符修飾的是 set 方法，訪問許可權（即 get）是另外設定的。例如public fileprivate(set) var prop = 0，該變數全域性可以訪問，但只有同檔案內可以使用 set 方法。
Demo
struct Animal {
// internal 為預設許可權，可不加
internal private(set) var privateSetProp = 0
var hungryValue = 0 {
// 設定前呼叫
willSet {
print("willSet \(hungryValue) newValue: \(newValue)")
}
// 設定後呼叫
didSet {
print("didSet \(hungryValue) oldValue: \(oldValue)")
}
// 也可以自己命名預設的 newValue/oldValue
// willSet(new) {}
// didSet(old) {}
}
}
var cat = Animal()
// private(set) 即只讀
// cat.privateSetProp = 10
print(cat.privateSetProp)
cat.hungryValue += 10
print(cat.hungryValue)
// 0
// willSet 0 newValue: 10
// didSet 10 oldValue: 0
// 10
複製程式碼總結
Swift 的這幾個 feature 我未曾在其他語言中見過，對於初學者確實容易造成凌亂。特別是 getter/setter 以及屬性觀察器中均沒有程式碼提示，容易造成手誤，程式碼似乎也變得臃腫。但是熟悉之後，這些也都能完成之前的功能，甚至更加細分。保持每一部分可控，也使得整個程式更加嚴謹，更加安全。
參考
- 淺談 Swift 3 中的訪問控制
- Access Control
- Properties
- 【菜雞Playground 1】Swift 中 lazy initialization
- 【菜雞Playground 2】Swift 中 lazy initialization 的使用場景
- devxoul/Then
- lazy 修飾符和 lazy 方法