Swift-2.10屬性

本頁包含內容：

• 存儲屬性（Stored Properties）
• 計算屬性（Computed Properties）
• 屬性觀察器（Property Observers）
• 全局變量和局部變量（Global and Local Variables）
• 類型屬性（Type Properties）

屬性將值跟特定的類、結構或枚舉關聯。存儲屬性存儲常量或變量做爲實例的一部分，而計算屬性計算（不是存儲）一個值。計算屬性能夠用於類、結構體和枚舉，存儲屬性只能用於類和結構體。

存儲屬性和計算屬性一般與特定類型的實例關聯。可是，屬性也能夠直接做用於類型自己，這種屬性稱爲類型屬性。

另外，還能夠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做。屬性觀察器能夠添加到本身定義的存儲屬性上，也能夠添加到從父類繼承的屬性上。

存儲屬性

簡單來講，一個存儲屬性就是存儲在特定類或結構體的實例裏的一個常量或變量。存儲屬性能夠是變量存儲屬性（用關鍵字var定義），也能夠是常量存儲屬性（用關鍵字let定義）。

能夠在定義存儲屬性的時候指定默認值，請參考默認構造器一節。也能夠在構造過程當中設置或修改存儲屬性的值，甚至修改常量存儲屬性的值，請參考構造過程當中常量屬性的修改一節。

下面的例子定義了一個名爲FixedLengthRange的結構體，它描述了一個在建立後沒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 // 該區間如今表示整數6，7，8 

FixedLengthRange的實例包含一個名爲firstValue的變量存儲屬性和一個名爲length的常量存儲屬性。在上面的例子中，length在建立實例的時候被初始化，由於它是一個常量存儲屬性，因此以後沒法修改它的值。

常量結構體的存儲屬性

若是建立了一個結構體的實例並將其賦值給一個常量，則沒法修改該實例的任何屬性，即便定義了變量存儲屬性：

let rangeOfFourItems = FixedLengthRange(firstValue: 0, length: 4) // 該區間表示整數0，1，2，3 rangeOfFourItems.firstValue = 6 // 儘管 firstValue 是個變量屬性，這裏仍是會報錯 

由於rangeOfFourItems被聲明成了常量（用let關鍵字），即便firstValue是一個變量屬性，也沒法再修改它了。

這種行爲是因爲結構體（struct）屬於值類型。當值類型的實例被聲明爲常量的時候，它的全部屬性也就成了常量。

屬於引用類型的類（class）則不同。把一個引用類型的實例賦給一個常量後，仍然能夠修改該實例的變量屬性。

延遲存儲屬性

延遲存儲屬性是指當第一次被調用的時候纔會計算其初始值的屬性。在屬性聲明前使用lazy來標示一個延遲存儲屬性。

注意
必須將延遲存儲屬性聲明成變量（使用var關鍵字），由於屬性的初始值可能在實例構造完成以後纔會獲得。而常量屬性在構造過程完成以前必需要有初始值，所以沒法聲明成延遲屬性。 

延遲屬性頗有用，當屬性的值依賴於在實例的構造過程結束後纔會知道具體值的外部因素時，或者當得到屬性的初始值須要複雜或大量計算時，能夠只在須要的時候計算它。

下面的例子使用了延遲存儲屬性來避免複雜類中沒必要要的初始化。例子中定義了DataImporter和DataManager兩個類，下面是部分代碼：

class DataImporter { /* DataImporter 是一個負責將外部文件中的數據導入的類。 這個類的初始化會消耗很多時間。 */ var fileName = "data.txt" // 這裏會提供數據導入功能 } class DataManager { lazy var importer = DataImporter() var data = [String]() // 這裏會提供數據管理功能 } let manager = DataManager() manager.data.append("Some data") manager.data.append("Some more data") // DataImporter 實例的 importer 屬性尚未被建立 

DataManager類包含一個名爲data的存儲屬性，初始值是一個空的字符串（String）數組。這裏沒有給出所有代碼，只需知道DataManager類的目的是管理和提供對這個字符串數組的訪問便可。

DataManager的一個功能是從文件導入數據。該功能由DataImporter類提供，DataImporter完成初始化須要消耗很多時間：由於它的實例在初始化時可能要打開文件，還要讀取文件內容到內存。

DataManager管理數據時也可能不從文件中導入數據。因此當DataManager的實例被建立時，不必建立一個DataImporter的實例，更明智的作法是第一次用到DataImporter的時候纔去建立它。

因爲使用了lazy，importer屬性只有在第一次被訪問的時候才被建立。好比訪問它的屬性fileName時：

print(manager.importer.fileName) // DataImporter 實例的 importer 屬性如今被建立了 // 輸出 "data.txt」 

注意
若是一個被標記爲lazy的屬性在沒有初始化時就同時被多個線程訪問，則沒法保證該屬性只會被初始化一次。

存儲屬性和實例變量

若是您有過 Objective-C 經驗，應該知道 Objective-C 爲類實例存儲值和引用提供兩種方法。除了屬性以外，還可使用實例變量做爲屬性值的後端存儲。

Swift 編程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實例變量，屬性的後端存儲也沒法直接訪問。這就避免了不一樣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。屬性的所有信息——包括命名、類型和內存管理特徵——都在惟一一個地方（類型定義中）定義。

計算屬性

除存儲屬性外，類、結構體和枚舉能夠定義計算屬性。計算屬性不直接存儲值，而是提供一個 getter 和一個可選的 setter，來間接獲取和設置其餘屬性或變量的值。

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) print("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 個結構體來描述幾何形狀：

• Point封裝了一個(x, y)的座標
• Size封裝了一個width和一個height
• Rect表示一個有原點和尺寸的矩形

Rect也提供了一個名爲center的計算屬性。一個矩形的中心點能夠從原點（origin）和尺寸（size）算出，因此不須要將它以顯式聲明的Point來保存。Rect的計算屬性center提供了自定義的 getter 和 setter 來獲取和設置矩形的中心點，就像它有一個存儲屬性同樣。

上述例子中建立了一個名爲square的Rect實例，初始值原點是(0, 0)，寬度高度都是10。以下圖中藍色正方形所示。

square的center屬性能夠經過點運算符（square.center）來訪問，這會調用該屬性的 getter 來獲取它的值。跟直接返回已經存在的值不一樣，getter 實際上經過計算而後返回一個新的Point來表示square的中心點。如代碼所示，它正確返回了中心點(5, 5)。

center屬性以後被設置了一個新的值(15, 15)，表示向右上方移動正方形到以下圖橙色正方形所示的位置。設置屬性center的值會調用它的 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。

便捷 setter 聲明

若是計算屬性的 setter 沒有定義表示新值的參數名，則可使用默認名稱newValue。下面是使用了便捷 setter 聲明的Rect結構體代碼：

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 的計算屬性就是只讀計算屬性。只讀計算屬性老是返回一個值，能夠經過點運算符訪問，但不能設置新的值。

注意
必須使用var關鍵字定義計算屬性，包括只讀計算屬性，由於它們的值不是固定的。let關鍵字只用來聲明常量屬性，表示初始化後再也沒法修改的值。

只讀計算屬性的聲明能夠去掉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爲Cuboid的結構體，表示三維空間的立方體，包含width、height和depth屬性。結構體還有一個名爲volume的只讀計算屬性用來返回立方體的體積。爲volume提供 setter 毫無心義，由於沒法肯定如何修改width、height和depth三者的值來匹配新的volume。然而，Cuboid提供一個只讀計算屬性來讓外部用戶直接獲取體積是頗有用的。

屬性觀察器

屬性觀察器監控和響應屬性值的變化，每次屬性被設置值的時候都會調用屬性觀察器，甚至新值和當前值相同的時候也不例外。

能夠爲除了延遲存儲屬性以外的其餘存儲屬性添加屬性觀察器，也能夠經過重寫屬性的方式爲繼承的屬性（包括存儲屬性和計算屬性）添加屬性觀察器。屬性重寫請參考重寫。

注意
不須要爲非重寫的計算屬性添加屬性觀察器，由於能夠經過它的 setter 直接監控和響應值的變化。 

能夠爲屬性添加以下的一個或所有觀察器：

• willSet在新的值被設置以前調用
• didSet在新的值被設置以後當即調用

willSet觀察器會將新的屬性值做爲常量參數傳入，在willSet的實現代碼中能夠爲這個參數指定一個名稱，若是不指定則參數仍然可用，這時使用默認名稱newValue表示。

相似地，didSet觀察器會將舊的屬性值做爲參數傳入，能夠爲該參數命名或者使用默認參數名oldValue。

注意
父類的屬性在子類的構造器中被賦值時，它在父類中的willSet和didSet觀察器會被調用。
有關構造器代理的更多信息，請參考值類型的構造器代理和類的構造器代理規則。

這裏是一個willSet和didSet的實際例子，其中定義了一個名爲StepCounter的類，用來統計一我的步行時的總步數。這個類能夠跟計步器或其餘平常鍛鍊的統計裝置的輸入數據配合使用。

class StepCounter { var totalSteps: Int = 0 { willSet(newTotalSteps) { print("About to set totalSteps to \(newTotalSteps)") } didSet { if totalSteps > oldValue { print("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類型的屬性totalSteps，它是一個存儲屬性，包含willSet和didSet觀察器。

當totalSteps被設置新值的時候，它的willSet和didSet觀察器都會被調用，甚至新值和當前值徹底相同時也會被調用。

例子中的willSet觀察器將表示新值的參數自定義爲newTotalSteps，這個觀察器只是簡單的將新的值輸出。

didSet觀察器在totalSteps的值改變後被調用，它把新值和舊值進行對比，若是總步數增長了，就輸出一個消息表示增長了多少步。didSet沒有爲舊值提供自定義名稱，因此默認值oldValue表示舊值的參數名。

注意
若是在一個屬性的didSet觀察器裏爲它賦值，這個值會替換以前設置的值。 

全局變量和局部變量

計算屬性和屬性觀察器所描述的功能也能夠用於全局變量和局部變量。全局變量是在函數、方法、閉包或任何類型以外定義的變量。局部變量是在函數、方法或閉包內部定義的變量。

前面章節提到的全局或局部變量都屬於存儲型變量，跟存儲屬性相似，它爲特定類型的值提供存儲空間，並容許讀取和寫入。

另外，在全局或局部範圍均可以定義計算型變量和爲存儲型變量定義觀察器。計算型變量跟計算屬性同樣，返回一個計算結果而不是存儲值，聲明格式也徹底同樣。

注意
全局的常量或變量都是延遲計算的，跟延遲存儲屬性類似，不一樣的地方在於，全局的常量或變量不須要標記lazy修飾符。
局部範圍的常量或變量從不延遲計算。 

類型屬性

實例屬性屬於一個特定類型的實例，每建立一個實例，實例都擁有屬於本身的一套屬性值，實例之間的屬性相互獨立。

也能夠爲類型自己定義屬性，不管建立了多少個該類型的實例，這些屬性都只有惟一一份。這種屬性就是類型屬性。

類型屬性用於定義某個類型全部實例共享的數據，好比全部實例都能用的一個常量（就像 C 語言中的靜態常量），或者全部實例都能訪問的一個變量（就像 C 語言中的靜態變量）。

存儲型類型屬性能夠是變量或常量，計算型類型屬性跟實例的計算型屬性同樣只能定義成變量屬性。

注意
跟實例的存儲型屬性不一樣，必須給存儲型類型屬性指定默認值，由於類型自己沒有構造器，也就沒法在初始化過程當中使用構造器給類型屬性賦值。
存儲型類型屬性是延遲初始化的，它們只有在第一次被訪問的時候纔會被初始化。即便它們被多個線程同時訪問，系統也保證只會對其進行一次初始化，而且不須要對其使用lazy修飾符。

類型屬性語法

在 C 或 Objective-C 中，與某個類型關聯的靜態常量和靜態變量，是做爲全局（global）靜態變量定義的。可是在 Swift 中，類型屬性是做爲類型定義的一部分寫在類型最外層的花括號內，所以它的做用範圍也就在類型支持的範圍內。

使用關鍵字static來定義類型屬性。在爲類定義計算型類型屬性時，能夠改用關鍵字class來支持子類對父類的實現進行重寫。下面的例子演示了存儲型和計算型類型屬性的語法：

struct SomeStructure { static var storedTypeProperty = "Some value." static var computedTypeProperty: Int { return 1 } } enum SomeEnumeration { static var storedTypeProperty = "Some value." static var computedTypeProperty: Int { return 6 } } class SomeClass { static var storedTypeProperty = "Some value." static var computedTypeProperty: Int { return 27 } class var overrideableComputedTypeProperty: Int { return 107 } } 

注意
例子中的計算型類型屬性是隻讀的，但也能夠定義可讀可寫的計算型類型屬性，跟計算型實例屬性的語法相同。 

獲取和設置類型屬性的值

跟實例屬性同樣，類型屬性也是經過點運算符來訪問。可是，類型屬性是經過類型自己來訪問，而不是經過實例。好比：

print(SomeStructure.storedTypeProperty) // 輸出 "Some value." SomeStructure.storedTypeProperty = "Another value." print(SomeStructure.storedTypeProperty) // 輸出 "Another value.」 print(SomeEnumeration.computedTypeProperty) // 輸出 "6" print(SomeClass.computedTypeProperty) // 輸出 "27" 

下面的例子定義了一個結構體，使用兩個存儲型類型屬性來表示兩個聲道的音量，每一個聲道具備0到10之間的整數音量。

下圖展現瞭如何把兩個聲道結合來模擬立體聲的音量。當聲道的音量是0，沒有一個燈會亮；當聲道的音量是10，全部燈點亮。本圖中，左聲道的音量是9，右聲道的音量是7：

上面所描述的聲道模型使用AudioChannel結構體的實例來表示：

struct AudioChannel { static let thresholdLevel = 10 static var maxInputLevelForAllChannels = 0 var currentLevel: Int = 0 { didSet { if currentLevel > AudioChannel.thresholdLevel { // 將當前音量限制在閥值以內 currentLevel = AudioChannel.thresholdLevel } if currentLevel > AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels { // 存儲當前音量做爲新的最大輸入音量 AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels = currentLevel } } } } 

結構AudioChannel定義了 2 個存儲型類型屬性來實現上述功能。第一個是thresholdLevel，表示音量的最大上限閾值，它是一個值爲10的常量，對全部實例均可見，若是音量高於10，則取最大上限值10（見後面描述）。

第二個類型屬性是變量存儲型屬性maxInputLevelForAllChannels，它用來表示全部AudioChannel實例的最大音量，初始值是0。

AudioChannel也定義了一個名爲currentLevel的存儲型實例屬性，表示當前聲道如今的音量，取值爲0到10。

屬性currentLevel包含didSet屬性觀察器來檢查每次設置後的屬性值，它作以下兩個檢查：

• 若是currentLevel的新值大於容許的閾值thresholdLevel，屬性觀察器將currentLevel的值限定爲閾值thresholdLevel。
• 若是修正後的currentLevel值大於靜態類型屬性maxInputLevelForAllChannels的值，屬性觀察器就將新值保存在maxInputLevelForAllChannels中。

注意
在第一個檢查過程當中，didSet屬性觀察器將currentLevel設置成了不一樣的值，但這不會形成屬性觀察器被再次調用。 

可使用結構體AudioChannel建立兩個聲道leftChannel和rightChannel，用以表示立體聲系統的音量：

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

若是將左聲道的currentLevel設置成7，類型屬性maxInputLevelForAllChannels也會更新成7：

leftChannel.currentLevel = 7 print(leftChannel.currentLevel) // 輸出 "7" print(AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels) // 輸出 "7" 

若是試圖將右聲道的currentLevel設置成11，它會被修正到最大值10，同時maxInputLevelForAllChannels的值也會更新到10：

rightChannel.currentLevel = 11 print(rightChannel.currentLevel) // 輸出 "10" print(AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels) // 輸出 "10"