進擊的雨燕-------------類和結構體

詳情轉自:http://wiki.jikexueyuan.com/project/swift/chapter2/07_Closures.html

 

類和結構體是人們構建代碼所用的一種通用且靈活的構造體。咱們可使用徹底相同的語法規則來爲類和結構體定義屬性（常量、變量）和添加方法，從而擴展類和結構體的功能。

與其餘編程語言所不一樣的是，Swift 並不要求你爲自定義類和結構去建立獨立的接口和實現文件。你所要作的是在一個單一文件中定義一個類或者結構體，系統將會自動生成面向其它代碼的外部接口。

注意
一般一個類的實例被稱爲對象。然而在 Swift 中，類和結構體的關係要比在其餘語言中更加的密切，本章中所討論的大部分功能均可以用在類和結構體上。所以，咱們會主要使用實例而不是對象。

類和結構體對比

Swift 中類和結構體有不少共同點。共同處在於：

• 定義屬性用於存儲值
• 定義方法用於提供功能
• 定義附屬腳本用於訪問值
• 定義構造器用於生成初始化值
• 經過擴展以增長默認實現的功能
• 實現協議以提供某種標準功能

更多信息請參見屬性，方法，下標腳本，構造過程，擴展，和協議。

與結構體相比，類還有以下的附加功能：

• 繼承容許一個類繼承另外一個類的特徵
• 類型轉換容許在運行時檢查和解釋一個類實例的類型
• 解構器容許一個類實例釋聽任何其所被分配的資源
• 引用計數容許對一個類的屢次引用

更多信息請參見繼承，類型轉換，析構過程，和自動引用計數。

注意
結構體老是經過被複制的方式在代碼中傳遞，不使用引用計數。

定義語法

類和結構體有着相似的定義方式。咱們經過關鍵字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 { // class definition goes here } struct SomeStructure { // structure definition goes here }

注意
在你每次定義一個新類或者結構體的時候，實際上你是定義了一個新的 Swift 類型。所以請使用UpperCamelCase這種方式來命名（如SomeClass和SomeStructure等），以便符合標準 Swift 類型的大寫命名風格（如String，Int和Bool）。相反的，請使用lowerCamelCase這種方式爲屬性和方法命名（如framerate和incrementCount），以便和類型名區分。

如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? }

在上面的示例中咱們定義了一個名爲Resolution的結構體，用來描述一個顯示器的像素分辨率。這個結構體包含了兩個名爲width和height的存儲屬性。存儲屬性是被捆綁和存儲在類或結構體中的常量或變量。當這兩個屬性被初始化爲整數0的時候，它們會被推斷爲Int類型。

在上面的示例中咱們還定義了一個名爲VideoMode的類，用來描述一個視頻顯示器的特定模式。這個類包含了四個變量存儲屬性。第一個是分辨率，它被初始化爲一個新的Resolution結構體的實例，屬性類型被推斷爲Resolution。新VideoMode實例同時還會初始化其它三個屬性，它們分別是，初始值爲false的interlaced，初始值爲0.0的frameRate，以及值爲可選String的name。name屬性會被自動賦予一個默認值nil，意爲「沒有name值」，由於它是一個可選類型。

類和結構體實例

Resolution結構體和VideoMode類的定義僅描述了什麼是Resolution和VideoMode。它們並無描述一個特定的分辨率（resolution）或者視頻模式（video mode）。爲了描述一個特定的分辨率或者視頻模式，咱們須要生成一個它們的實例。

生成結構體和類實例的語法很是類似：

let someResolution = Resolution() let someVideoMode = VideoMode()

結構體和類都使用構造器語法來生成新的實例。構造器語法的最簡單形式是在結構體或者類的類型名稱後跟隨一對空括號，如Resolution()或VideoMode()。經過這種方式所建立的類或者結構體實例，其屬性均會被初始化爲默認值。構造過程章節會對類和結構體的初始化進行更詳細的討論。

屬性訪問

經過使用點語法（dot syntax），你能夠訪問實例的屬性。其語法規則是，實例名後面緊跟屬性名，二者經過點號(.)鏈接：

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

在上面的例子中，someResolution.width引用someResolution的width屬性，返回width的初始值0。

你也能夠訪問子屬性，如VideoMode中Resolution屬性的width屬性：

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

你也可使用點語法爲變量屬性賦值：

someVideoMode.resolution.width = 1280 print("The width of someVideoMode is now \(someVideoMode.resolution.width)") // 輸出 "The width of someVideoMode is now 1280"

注意
與 Objective-C 語言不一樣的是，Swift 容許直接設置結構體屬性的子屬性。上面的最後一個例子，就是直接設置了someVideoMode中resolution屬性的width這個子屬性，以上操做並不須要從新爲整個resolution屬性設置新值。

結構體類型的成員逐一構造器（Memberwise Initializers for Structure Types）

全部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實例中成員的屬性。新實例中各個屬性的初始值能夠經過屬性的名稱傳遞到成員逐一構造器之中：

let vga = Resolution(width:640, height: 480)

與結構體不一樣，類實例沒有默認的成員逐一構造器。構造過程章節會對構造器進行更詳細的討論。

結構體和枚舉是值類型

值類型被賦予給一個變量、常量或者被傳遞給一個函數的時候，其值會被拷貝。

在以前的章節中，咱們已經大量使用了值類型。實際上，在 Swift 中，全部的基本類型：整數（Integer）、浮點數（floating-point）、布爾值（Boolean）、字符串（string)、數組（array）和字典（dictionary），都是值類型，而且在底層都是以結構體的形式所實現。

在 Swift 中，全部的結構體和枚舉類型都是值類型。這意味着它們的實例，以及實例中所包含的任何值類型屬性，在代碼中傳遞的時候都會被複制。

請看下面這個示例，其使用了前一個示例中的Resolution結構體：

let hd = Resolution(width: 1920, height: 1080) var cinema = hd

在以上示例中，聲明瞭一個名爲hd的常量，其值爲一個初始化爲全高清視頻分辨率（1920 像素寬，1080 像素高）的Resolution實例。

而後示例中又聲明瞭一個名爲cinema的變量，並將hd賦值給它。由於Resolution是一個結構體，因此cinema的值實際上是hd的一個拷貝副本，而不是hd自己。儘管hd和cinema有着相同的寬（width）和高（height），可是在幕後它們是兩個徹底不一樣的實例。

下面，爲了符合數碼影院放映的需求（2048 像素寬，1080 像素高），cinema的width屬性須要做以下修改：

cinema.width = 2048

這裏，將會顯示cinema的width屬性確已改成了2048：

print("cinema is now \(cinema.width) pixels wide") // 輸出 "cinema is now 2048 pixels wide"

然而，初始的hd實例中width屬性仍是1920：

print("hd is still \(hd.width) pixels wide") // 輸出 "hd is still 1920 pixels wide"

在將hd賦予給cinema的時候，其實是將hd中所存儲的值進行拷貝，而後將拷貝的數據存儲到新的cinema實例中。結果就是兩個徹底獨立的實例碰巧包含有相同的數值。因爲二者相互獨立，所以將cinema的width修改成2048並不會影響hd中的width的值。

枚舉也遵循相同的行爲準則：

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") } // 輸出 "The remembered direction is still .West"

上例中rememberedDirection被賦予了currentDirection的值，實際上它被賦予的是值的一個拷貝。賦值過程結束後再修改currentDirection的值並不影響rememberedDirection所儲存的原始值的拷貝。

類是引用類型

與值類型不一樣，引用類型在被賦予到一個變量、常量或者被傳遞到一個函數時，其值不會被拷貝。所以，引用的是已存在的實例自己而不是其拷貝。

請看下面這個示例，其使用了以前定義的VideoMode類：

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

以上示例中，聲明瞭一個名爲tenEighty的常量，其引用了一個VideoMode類的新實例。在以前的示例中，這個視頻模式（video mode）被賦予了HD分辨率（1920*1080）的一個拷貝（即hd實例）。同時設置爲interlaced，命名爲「1080i」。最後，其幀率是25.0幀每秒。

而後，tenEighty被賦予名爲alsoTenEighty的新常量，同時對alsoTenEighty的幀率進行修改：

let alsoTenEighty = tenEighty alsoTenEighty.frameRate = 30.0

由於類是引用類型，因此tenEight和alsoTenEight實際上引用的是相同的VideoMode實例。換句話說，它們是同一個實例的兩種叫法。

下面，經過查看tenEighty的frameRate屬性，咱們會發現它正確的顯示了所引用的VideoMode實例的新幀率，其值爲30.0：

print("The frameRate property of tenEighty is now \(tenEighty.frameRate)") // 輸出 "The frameRate property of theEighty is now 30.0"

須要注意的是tenEighty和alsoTenEighty被聲明爲常量而不是變量。然而你依然能夠改變tenEighty.frameRate和alsoTenEighty.frameRate，由於tenEighty和alsoTenEighty這兩個常量的值並未改變。它們並不「存儲」這個VideoMode實例，而僅僅是對VideoMode實例的引用。因此，改變的是被引用的VideoMode的frameRate屬性，而不是引用VideoMode的常量的值。

恆等運算符

由於類是引用類型，有可能有多個常量和變量在幕後同時引用同一個類實例。（對於結構體和枚舉來講，這並不成立。由於它們做爲值類型，在被賦予到常量、變量或者傳遞到函數時，其值老是會被拷貝。）

若是可以斷定兩個常量或者變量是否引用同一個類實例將會頗有幫助。爲了達到這個目的，Swift 內建了兩個恆等運算符：

• 等價於（===）
• 不等價於（!==）

運用這兩個運算符檢測兩個常量或者變量是否引用同一個實例：

if tenEighty === alsoTenEighty { print("tenEighty and alsoTenEighty refer to the same Resolution instance.") } //輸出 "tenEighty and alsoTenEighty refer to the same Resolution instance."

請注意，「等價於」（用三個等號表示，===）與「等於」（用兩個等號表示，==）的不一樣：

• 「等價於」表示兩個類類型（class type）的常量或者變量引用同一個類實例。
• 「等於」表示兩個實例的值「相等」或「相同」，斷定時要遵守設計者定義的評判標準，所以相對於「相等」來講，這是一種更加合適的叫法。

當你在定義你的自定義類和結構體的時候，你有義務來決定斷定兩個實例「相等」的標準。在章節等價操做符中將會詳細介紹實現自定義「等於」和「不等於」運算符的流程。

指針

若是你有 C，C++ 或者 Objective-C 語言的經驗，那麼你也許會知道這些語言使用指針來引用內存中的地址。一個引用某個引用類型實例的 Swift 常量或者變量，與 C 語言中的指針相似，可是並不直接指向某個內存地址，也不要求你使用星號（*）來代表你在建立一個引用。Swift 中的這些引用與其它的常量或變量的定義方式相同。

類和結構體的選擇

在你的代碼中，你可使用類和結構體來定義你的自定義數據類型。

然而，結構體實例老是經過值傳遞，類實例老是經過引用傳遞。這意味二者適用不一樣的任務。當你在考慮一個工程項目的數據結構和功能的時候，你須要決定每一個數據結構是定義成類仍是結構體。

按照通用的準則，當符合一條或多條如下條件時，請考慮構建結構體：

• 該數據結構的主要目的是用來封裝少許相關簡單數據值。
• 有理由預計該數據結構的實例在被賦值或傳遞時，封裝的數據將會被拷貝而不是被引用。
• 該數據結構中儲存的值類型屬性，也應該被拷貝，而不是被引用。
• 該數據結構不須要去繼承另外一個既有類型的屬性或者行爲。

舉例來講，如下情境中適合使用結構體：

• 幾何形狀的大小，封裝一個width屬性和height屬性，二者均爲Double類型。
• 必定範圍內的路徑，封裝一個start屬性和length屬性，二者均爲Int類型。
• 三維座標系內一點，封裝x，y和z屬性，三者均爲Double類型。

在全部其它案例中，定義一個類，生成一個它的實例，並經過引用來管理和傳遞。實際中，這意味着絕大部分的自定義數據構造都應該是類，而非結構體。

字符串(String)、數組(Array)、和字典(Dictionary)類型的賦值與複製行爲

Swift 中，許多基本類型，諸如String，Array和Dictionary類型均以結構體的形式實現。這意味着被賦值給新的常量或變量，或者被傳入函數或方法中時，它們的值會被拷貝。

Objective-C 中NSString，NSArray和NSDictionary類型均以類的形式實現，而並不是結構體。它們在被賦值或者被傳入函數或方法時，不會發生值拷貝，而是傳遞現有實例的引用。

注意以上是對字符串、數組、字典的「拷貝」行爲的描述。在你的代碼中，拷貝行爲看起來彷佛總會發生。然而，Swift 在幕後只在絕對必要時才執行實際的拷貝。Swift 管理全部的值拷貝以確保性能最優化，因此你不必去迴避賦值來保證性能最優化。