Swift編程語(yǔ)言中文教程（十）：Swift的屬性

屬性是描述特定類(lèi)、結(jié)構(gòu)或者枚舉的值。存儲(chǔ)屬性作為實(shí)例的一部分存儲(chǔ)常量與變量的值，而計(jì)算屬性計(jì)算他們的值（不只是存儲(chǔ)）。計(jì)算屬性存在于類(lèi)、結(jié)構(gòu)與枚舉中。存儲(chǔ)屬性僅僅只在類(lèi)與結(jié)構(gòu)中。

屬性通常與特定類(lèi)型實(shí)例聯(lián)系在一起。但屬性也可以與類(lèi)型本身聯(lián)系在一起，這樣的屬性稱之為類(lèi)型屬性。

另外，可以定義屬性觀察者來(lái)處理屬性值發(fā)生改變的情況，這樣你就可以對(duì)用戶操作做出反應(yīng)。屬性觀察者可以被加在自己定義的存儲(chǔ)屬性之上，也可以在從父類(lèi)繼承的子類(lèi)屬性之上。

1、存儲(chǔ)屬性
最簡(jiǎn)單的情形，作為特定類(lèi)或結(jié)構(gòu)實(shí)例的一部分，存儲(chǔ)屬性存儲(chǔ)著常量或者變量的值。存儲(chǔ)屬性可分為變量存儲(chǔ)屬性（關(guān)鍵字var描述）和常量存儲(chǔ)屬性（關(guān)鍵字let描述）。

當(dāng)定義存儲(chǔ)屬性時(shí)，你可以提供一個(gè)默認(rèn)值，這些在“默認(rèn)屬性值”描述。在初始化過(guò)程中你也可以設(shè)置或改變存儲(chǔ)屬性的初值。這個(gè)準(zhǔn)則對(duì)常量存儲(chǔ)屬性也同樣適用（在“初始化過(guò)程中改變常量屬性”描述）

下面的例子定義了一個(gè)叫FixedLengthRange的結(jié)構(gòu)，它描述了一個(gè)一定范圍內(nèi)的整數(shù)值，當(dāng)創(chuàng)建這個(gè)結(jié)構(gòu)時(shí)，范圍長(zhǎng)度是不可以被改變的：

struct FixedLengthRange {
var firstValue: Int
let length: Int
}
var rangeOfThreeItems = FixedLengthRange(firstValue: 0, length: 3)
// the range represents integer values 0, 1, and 2
rangeOfThreeItems.firstValue = 6
// the range now represents integer values 6, 7, and 8

FixedLengthRange的實(shí)例包含一個(gè)名為firstValue的變量存儲(chǔ)屬性和名為length的常量存儲(chǔ)屬性。以上的例子中，當(dāng)范圍確定，length被初始化之后它的值是不可以被改變的

常量結(jié)構(gòu)實(shí)例的存儲(chǔ)屬性
如果你創(chuàng)建一個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)例，并將其賦給一個(gè)常量，這個(gè)實(shí)例中的屬性將不可以被改變，即使他們被聲明為變量屬性

let rangeOfFourItems = FixedLengthRange(firstValue: 0, length: 4)
// this range represents integer values 0, 1, 2, and 3
rangeOfFourItems.firstValue = 6
// this will report an error, even thought firstValue is a variable property

因?yàn)閞angeOfFourItems是一個(gè)常量（let），即便firstValue是一個(gè)變量屬性，它的值也是不可以被改變的

這樣的特性是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)是值類(lèi)型。當(dāng)一個(gè)值類(lèi)型實(shí)例作為常量而存在，它的所有屬性也作為常量而存在。

而這個(gè)特性對(duì)類(lèi)并不適用，因?yàn)轭?lèi)是引用類(lèi)型。如果你將引用類(lèi)型的實(shí)例賦值給常量，依然能夠改變實(shí)例的變量屬性。

Lazy Stored Properties（懶惰存儲(chǔ)屬性？）
懶惰存儲(chǔ)屬性是當(dāng)它第一次被使用時(shí)才進(jìn)行初值計(jì)算。通過(guò)在屬性聲明前加上@lazy來(lái)標(biāo)識(shí)一個(gè)懶惰存儲(chǔ)屬性。

注意
必須聲明懶惰存儲(chǔ)屬性為變量屬性（通過(guò)var），因?yàn)樗某跏贾抵钡綄?shí)例初始化完成之后才被檢索。常量屬性在實(shí)例初始化完成之前就應(yīng)該被賦值，因此常量屬性不能夠被聲明為懶惰存儲(chǔ)屬性。

當(dāng)屬性初始值因?yàn)橥獠吭颍趯?shí)例初始化完成之前不能夠確定時(shí)，就要定義成懶惰存儲(chǔ)屬性。當(dāng)屬性初始值需要復(fù)雜或高代價(jià)的設(shè)置，在它需要時(shí)才被賦值時(shí)，懶惰存儲(chǔ)屬性就派上用場(chǎng)了。

下面的例子使用懶惰存儲(chǔ)屬性來(lái)防止類(lèi)中不必要的初始化操作。它定義了類(lèi)DataImporter和類(lèi)DataManager：

class DataImporter {
/*DataImporter is a class to import data from an external file.     The class is assumed to take a non-trivial amount of time to initialize.*/
var fileName = "data.txt"
// the DataImporter class would provide data importing functionality here
}
class DataManager {
@lazy var importer = DataImporter()
var data = String[]()
// the DataManager class would provide data management functionality here
}
let manager = DataManager()
manager.data += "Some data"
manager.data += "Some more data"
// the DataImporter instance for the importer property has not yet been created

類(lèi)DataManager有一個(gè)稱為data的存儲(chǔ)屬性，它被初始化為一個(gè)空的String數(shù)組。雖然DataManager定義的其它部分并沒(méi)有寫(xiě)出來(lái)，但可以看出DataManager的目的是管理String數(shù)據(jù)并為其提供訪問(wèn)接口。

DataManager類(lèi)的部分功能是從文件中引用數(shù)據(jù)。這個(gè)功能是由DataImporter類(lèi)提供的，這個(gè)類(lèi)需要一定的時(shí)間來(lái)初始化，因?yàn)樗膶?shí)例需要打開(kāi)文件并見(jiàn)內(nèi)容讀到內(nèi)存中。

因?yàn)镈ataManager實(shí)例可能并不需要立即管理從文件中引用的數(shù)據(jù)，所以在DataManager實(shí)例被創(chuàng)建時(shí)，并不需要馬上就創(chuàng)建一個(gè)新的DataImporter實(shí)例。這就使得當(dāng)DataImporter實(shí)例在需要時(shí)才被創(chuàng)建理所當(dāng)然起來(lái)。

因?yàn)楸宦暶鳛锧lazy屬性，DataImporter的實(shí)例importer只有在當(dāng)它在第一次被訪問(wèn)時(shí)才被創(chuàng)建。例如它的fileName屬性需要被訪問(wèn)時(shí)：

println(manager.importer.fileName)
// the DataImporter instance for the importer property has now been created
// prints "data.txt

存儲(chǔ)屬性與實(shí)例變量
如果你使用過(guò)Objective－C，你應(yīng)該知道它提供兩種方式來(lái)存儲(chǔ)作為類(lèi)實(shí)例一部分的值與引用。除了屬性，你可以使用實(shí)例變量作為屬性值的后備存儲(chǔ)

Swift使用一個(gè)單一屬性聲明來(lái)統(tǒng)一這些概念。一個(gè)Swift屬性沒(méi)有與之相符的實(shí)例變量，并且屬性的后備存儲(chǔ)也不能直接訪問(wèn)。這防止了在不通上下文中訪問(wèn)值的混淆，并且簡(jiǎn)化屬性聲明成為一個(gè)單一的、最終的語(yǔ)句。關(guān)于屬性的所有信息－包含名稱、類(lèi)型和內(nèi)存管理等－作為類(lèi)型定義的一部分而定義。

2、計(jì)算屬性
除了存儲(chǔ)屬性，類(lèi)、結(jié)構(gòu)和枚舉能夠定義計(jì)算屬性。計(jì)算屬性并不存儲(chǔ)值，它提供getter和可選的setter來(lái)間接地獲取和設(shè)置其它的屬性和值。

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))")
// prints "square.origin is now at (10.0, 10.0)"

這個(gè)例子定義了三個(gè)處理幾何圖形的結(jié)構(gòu)：
Point包含一個(gè)（x，y）坐標(biāo)
Size包含寬度width和高度height
Rect定義了一個(gè)長(zhǎng)方形，包含原點(diǎn)和大小size
Rect結(jié)構(gòu)包含一個(gè)稱之為center的計(jì)算屬性。Rect當(dāng)前中心點(diǎn)的坐標(biāo)可以通過(guò)origin和size屬性得來(lái)，所以并不需要顯式地存儲(chǔ)中心點(diǎn)的值。取而代之的是，Rect定義一個(gè)稱為center的計(jì)算屬性，它包含一個(gè)get和一個(gè)set方法，通過(guò)它們來(lái)操作長(zhǎng)方形的中心點(diǎn)，就像它是一個(gè)真正的存儲(chǔ)屬性一樣。

例子中定義了一個(gè)名為square的Rect變量，它的中心點(diǎn)初始化為（0， 0），高度和寬度初始化為10，由以下圖形中的藍(lán)色正方形部分。

變量square的center屬性通過(guò)點(diǎn)操作符訪問(wèn)，它會(huì)調(diào)用center的getter方法。不同于直接返回一個(gè)存在的值，getter方法要通過(guò)計(jì)算才能返回長(zhǎng)方形的中心點(diǎn)的值（point）。以上的例子中，getter方法返回中心點(diǎn)（5，5）。

然后center屬性被設(shè)置成新的值（15，15），這樣就把這個(gè)正方形向右向上移動(dòng)到了途中黃色部分所表示的新的位置。通過(guò)調(diào)用setter方法來(lái)設(shè)置center，改變origin中坐標(biāo)x和y的值，將正方形移動(dòng)到新的位置。

setter聲明的簡(jiǎn)略寫(xiě)法
如果計(jì)算屬性的setter方法沒(méi)有將被設(shè)置的值定義一個(gè)名稱，將會(huì)默認(rèn)地使用newValue這個(gè)名稱來(lái)代替。下面的例子采用了這樣一種特性，定義了Rect結(jié)構(gòu)的新版本：

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(jì)算屬性
只讀計(jì)算屬性只帶有一個(gè)getter方法，通過(guò)點(diǎn)操作符，可以放回屬性值，但是不能修改它的值。
注意
應(yīng)該使用var關(guān)鍵字將計(jì)算屬性－包含只讀計(jì)算屬性－定義成變量屬性，因?yàn)樗鼈兊闹挡⒉皇枪潭ǖ?。let關(guān)鍵字只被常量屬性說(shuō)使用，以表明一旦被設(shè)置它們的值就是不可改變的了

通過(guò)移除get關(guān)鍵字和它的大括號(hào)，可以簡(jiǎn)化只讀計(jì)算屬性的定義：

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)
println("the volume of fourByFiveByTwo is \(fourByFiveByTwo.volume)")
// prints "the volume of fourByFiveByTwo is 40.0

這個(gè)例子定義了一個(gè)三維長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)Cuboid，包含了長(zhǎng)寬高三個(gè)屬性，和一個(gè)表示長(zhǎng)方體容積的只讀計(jì)算屬性volume。volume值是不可被設(shè)置的，因?yàn)樗苯佑砷L(zhǎng)寬高三個(gè)屬性計(jì)算而來(lái)。通過(guò)提供這樣一個(gè)只讀計(jì)算屬性，Cuboid使外部用戶能夠訪問(wèn)到其當(dāng)前的容積值。

3、屬性觀察者
屬性觀察者觀察屬性值的改變并對(duì)此做出響應(yīng)。當(dāng)設(shè)置屬性的值時(shí)，屬性觀察者就被調(diào)用，即使當(dāng)新值同原值相同時(shí)也會(huì)被調(diào)用。

除了懶惰存儲(chǔ)屬性，你可以為任何存儲(chǔ)屬性加上屬性觀察者定義。另外，通過(guò)重寫(xiě)子類(lèi)屬性，也可以繼承屬性（存儲(chǔ)或計(jì)算）加上屬性觀察者定義。屬性重寫(xiě)在“重寫(xiě)”章節(jié)定義。

注意
不必為未重寫(xiě)的計(jì)算屬性定義屬性觀察者，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)它的setter方法直接對(duì)值的改變做出響應(yīng)

定義屬性的觀察者時(shí)，你可以單獨(dú)或同時(shí)使用下面的方法：
willSet：設(shè)置值前被調(diào)用
didSet：設(shè)置值后立刻被調(diào)用

當(dāng)實(shí)現(xiàn)willSet觀察者時(shí)，新的屬性值作為常量參數(shù)被傳遞。你可以為這個(gè)參數(shù)起一個(gè)名字，如果不的話，這個(gè)參數(shù)就默認(rèn)地被命名成newValue。

在實(shí)現(xiàn)didSet觀察者時(shí)也是一樣，只不過(guò)傳遞的產(chǎn)量參數(shù)表示的是舊的屬性值。

注意：
屬性初始化時(shí)，willset和didSet并不會(huì)被調(diào)用。只有在初始化上下文之外，當(dāng)設(shè)置屬性值時(shí)才被調(diào)用

下面是一個(gè)willSet和didSet用法的實(shí)例。定義了一個(gè)類(lèi)StepCounter，用來(lái)統(tǒng)計(jì)人走路時(shí)的步數(shù)。它可以從計(jì)步器或其它計(jì)數(shù)器上獲取輸入數(shù)據(jù)，對(duì)日常聯(lián)系鍛煉的步數(shù)進(jìn)行追蹤。

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

類(lèi)StepCounter聲明了一個(gè)Int類(lèi)型的、含有willSet和didSet觀察者的存儲(chǔ)屬性totalSteps。當(dāng)這個(gè)屬性被賦予新值時(shí)，willSet和didSet將會(huì)被調(diào)用，即使新值和舊值是相同的。

例子中的willSet觀察者為參數(shù)起了個(gè)新的名字newTotalSteps，它簡(jiǎn)單地打印了即將被設(shè)置的值。

當(dāng)totalSteps值被更新時(shí)，didSet觀察者被調(diào)用，它比較totalSteps的新值和舊值，如果新值比舊值大，就打印所增加的步數(shù)。didSet并沒(méi)有為舊值參數(shù)命名，在本例中，將會(huì)使用默認(rèn)的名字oldValue來(lái)表示舊的值。

注意
如果通過(guò)didSet來(lái)設(shè)置屬性的值，即使屬性值剛剛被設(shè)置過(guò)，起作用的也將會(huì)是didSet，即新值是didSet設(shè)置的值

4、全局和局部變量
以上所寫(xiě)的關(guān)于計(jì)算與觀察屬性值的特性同樣適用于全局和局部變量。全局變量是在任何函數(shù)、方法、閉包、類(lèi)型上下文外部定義的變量，而局部變量是在函數(shù)、方法、閉包中定義的變量。

前面章節(jié)所遇到過(guò)的全局、局部變量都是存儲(chǔ)變量。和存儲(chǔ)屬性一樣，存儲(chǔ)變量為特定類(lèi)型提供存儲(chǔ)空間并且可以被訪問(wèn)

但是，你可以在全局或局部范圍定義計(jì)算變量和存儲(chǔ)變量觀察者。計(jì)算變量并不存儲(chǔ)值，只用來(lái)計(jì)算特定值，它的定義方式與計(jì)算屬性一樣。

注意
全局常量和變量通常是延遲計(jì)算的，跟懶惰存儲(chǔ)屬性一樣，但是不需要加上@lazy。而局部常量與變量不是延遲計(jì)算的。

5、類(lèi)型屬性
實(shí)例屬性是特定類(lèi)型實(shí)例的屬性。當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)型的實(shí)例時(shí)，這個(gè)實(shí)例有自己的屬性值的集合，這將它與其它實(shí)例區(qū)分開(kāi)來(lái)。

也可以定義屬于類(lèi)型本身的屬性，即使創(chuàng)建再多的這個(gè)類(lèi)的實(shí)例，這個(gè)屬性也不屬于任何一個(gè)，它只屬于類(lèi)型本身，這樣的屬性就稱為類(lèi)型屬性。

類(lèi)型屬性適用于定義那些特定類(lèi)型實(shí)例所通用的屬性，例如一個(gè)可以被所有實(shí)例使用的常量屬性（就像c中的靜態(tài)常量），或者變量屬性（c中的靜態(tài)變量）。

可以為值類(lèi)型（結(jié)構(gòu)、枚舉）定義存儲(chǔ)類(lèi)型屬性和計(jì)算類(lèi)型屬性。對(duì)類(lèi)而言，只能夠定義計(jì)算類(lèi)型屬性。

值類(lèi)型的存儲(chǔ)類(lèi)型屬性可以是常量也可以是變量。而計(jì)算類(lèi)型屬性通常聲明成變量屬性，類(lèi)似于計(jì)算實(shí)例屬性

注意
不想存儲(chǔ)實(shí)例屬性，你需要給存儲(chǔ)類(lèi)型屬性一個(gè)初始值。因?yàn)轭?lèi)型本身在初始化時(shí)不能為存儲(chǔ)類(lèi)型屬性設(shè)置值

類(lèi)型屬性句法
在C和Objective－C中，定義靜態(tài)常量、變量和全局靜態(tài)變量一樣。但是在swift中，類(lèi)型屬性的定義要放在類(lèi)型定義中進(jìn)行，在類(lèi)型定義的大括號(hào)中，顯示地聲明它在類(lèi)型中的作用域。

對(duì)值類(lèi)型而言，定義類(lèi)型屬性使用static關(guān)鍵字，而定義類(lèi)類(lèi)型的類(lèi)型屬性使用class關(guān)鍵字。下面的例子展示了存儲(chǔ)和計(jì)算類(lèi)型屬性的用法：

struct SomeStructure {
static var storedTypeProperty = "Some value."
static var computedTypeProperty: Int {
// return an Int value here
}
}
enum SomeEnumeration {
static var storedTypeProperty = "Some value."     static var computedTypeProperty: Int {     // return an Int value here
}
}
class SomeClass {
class var computedTypeProperty: Int {
// return an Int value here
}
}

注意
上面的例子是針對(duì)只讀計(jì)算類(lèi)型屬性而言的，不過(guò)你也可以像計(jì)算實(shí)例屬性一樣定義可讀可寫(xiě)的計(jì)算類(lèi)型屬性

查詢與設(shè)置類(lèi)型屬性
像實(shí)例屬性一樣，類(lèi)型屬性通過(guò)點(diǎn)操作符來(lái)查詢與設(shè)置。但是類(lèi)型屬性的查詢與設(shè)置是針對(duì)類(lèi)型而言的，并不是針對(duì)類(lèi)型的實(shí)例。例如：

println(SomeClass.computedTypeProperty)
// prints "42"
println(SomeStructure.storedTypeProperty)
// prints "Some value."
SomeStructure.storedTypeProperty = "Another value."
println(SomeStructure.storedTypeProperty)
// prints "Another value.

下面的例子在一個(gè)結(jié)構(gòu)中使用兩個(gè)存儲(chǔ)類(lèi)型屬性來(lái)展示一組聲音通道的音頻等級(jí)表。每個(gè)通道使用0到10來(lái)表示聲音的等級(jí)。

從下面的圖表中可以看出，使用了兩組聲音通道來(lái)表示一個(gè)立體聲音頻等級(jí)表。當(dāng)一個(gè)通道的等級(jí)為0時(shí)，所有的燈都不會(huì)亮，當(dāng)?shù)燃?jí)為10時(shí)，所有的燈都會(huì)亮。下面的圖中，左邊的通道表示聲音等級(jí)為9，右邊的為7

上述的聲音通道由以下的AudioChannel結(jié)構(gòu)實(shí)例來(lái)表示：

struct AudioChannel {
static let thresholdLevel = 10
static var maxInputLevelForAllChannels = 0
var currentLevel: Int = 0 {
didSet {
if currentLevel > AudioChannel.thresholdLevel {
//cap the new audio level to the threshold level
currentLevel = AudioChannel.thresholdLevel
}
if currentLevel > AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels {
// store this as the new overall maximum input level
AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels = currentLevel
}
}
}
}

AudioChannel結(jié)構(gòu)定義了兩個(gè)存儲(chǔ)類(lèi)型屬性。thresholdLevel定義了音頻所能達(dá)到的最高等級(jí)，對(duì)所有的AudoChannel實(shí)例而言，是個(gè)值為10的常量。當(dāng)一個(gè)聲音信號(hào)的值超過(guò)10時(shí)，會(huì)被截?cái)酁槠溟撝?0。

第二個(gè)類(lèi)型屬性是一個(gè)變量存儲(chǔ)屬性maxInputLevelForAllChannels。它保存了當(dāng)前所有AudioChannel實(shí)例中所接受到聲音的最高等級(jí)，它被初始化為0。

結(jié)構(gòu)還定義了一個(gè)存儲(chǔ)實(shí)例屬性currentLevel，表示當(dāng)前的通道聲音等級(jí)。這個(gè)屬性使用didSet屬性觀察者來(lái)檢測(cè)currentLevel的改變。這個(gè)觀察者執(zhí)行兩道檢查：
如果currentlevel的新值比閾值thresholdLevel大，currentLevel將被設(shè)置成thresholdLevel
如果currentLevel的新值比所有AudioChannel實(shí)例之前接受到的最大聲音等級(jí)還要大，那么maxInputLevelForAllChannles將會(huì)被設(shè)置成cueentLevel大值。

注意
第一道檢查中，didSet為currentLevel設(shè)置了新值。這并不會(huì)造成觀察者再次被調(diào)用

可以創(chuàng)建兩個(gè)AudioChannel實(shí)例，leftChannel和rightChannel，來(lái)表示一個(gè)立體聲系統(tǒng)：

var leftChannel = AudioChannel()
var rightChannel = AudioChannel()

如果設(shè)置左通道的currentLevel為7，它的類(lèi)型屬性maxInputLevelForAllChannels將更新成為7：

leftChannel.currentLevel = 7
println(leftChannel.currentLevel)
// prints "7"
println(AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels)
// prints "7”
 
如果像設(shè)置右通道的currentlevel為11，它的值將被截短成為10，而且maxInputLevelForAllChannels的值也將更新為10:
“rightChannel.currentLevel = 11
println(rightChannel.currentLevel)
// prints "10"
println(AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels)
// prints "10"

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