The Swift Programming Language - （10）- 属性

属性

属性将值与特定的类、结构体或者枚举关联。存储属性存储常量和变量作为实例的一部分，而计算属性计算一个值。类、结构体和枚举都有计算属性。只有类和结构体有存储属性。

存储属性和计算属性通常与特定类型的实例关联。然而，属性也能与类型本身关联，这样的属性叫做类型属性。

另外，你可以定义属性观察器来监视属性值的改变，以此来出发自定义事件。属性观察器可以添加到自己定义的存储属性，也可以添加到子类继承父类的属性上。

存储属性

一个存储属性就是存储在特定类或结构体实例里的一个常量或者变量。既可以是变量存储属性，也可以是常量存储属性。

你可以为存储属性提供一个默认值。你也可以在初始化时设置和修改存储属性。对于常量存储属性也是可以的。

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 类型的实例包含一个叫做firstValue变量存储属性和一个叫做length的常量存储属性。上面的例子中，length在实例创建时被初始化，并且之后不能修改，因为它是常量属性。

常量结构体的存储属性

如果创建了一个结构体的实例并将其赋值给一个常量，则无法修改该实例的任何属性，即使有属性被声明为变量也不行。因为结构体属于值类型。

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 though firstValue is a variable property

上面rangeOfFourItems 被声明为一个常量，它的firstValue属性不能更改，尽管firstValue是变量属性。
这是因为结构体是值类型。当一个值类型实例被声明为常量，它的属性变为常量了。

类就不同了，而由于类是引用类型，把一个引用类型的实例赋给一个常量后，仍然可以修改该实例的变量属性。

延迟存储属性

延迟存储属性是指当第一次被调用的时候才会计算其初始值的属性。在属性声明前使用 lazy 来标示一个延迟存 储属性。【延迟存储属性必须声明为变量】

延迟属性必须声明为变量，因为它的初始值可能被取回直到实例初始化完成。常量属性必须在初始化完成前有值，所以它不能被声明为延迟属性。

延迟属性是非常有用的，当属性初始值依赖于实例初始化完成后才知道值的外部因素，或者是属性初始化值时需要复杂大量的计算，这就需要真正使用到变量时再初始化。

下面例子使用延迟属性去避免在一个复杂类中不必要的初始化。这个例子定义了两个类 DataImporter 和 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.append("Some data")
manager.data.append("Some more data")
// the DataImporter instance for the importer property has not yet been created

DataImporter importer属性因为标识为lazy，所以当第一次访问这个属性时才被初始化。如下

print(manager.importer.filename)
// the DataImporter instance for the importer property has now been created
// Prints "data.txt"

如果一个声明为lazy的属性在没有初始化时在多线程访问，不能保证这个属性被初始化一次。

存储属性和实例变量

在OC中，它为类实例存储值和引用提供两种方法。除了属性外，还可以使用实例变量作为属性值的后端存储。

Swift中的属性没有对应的实例变量。

计算属性

除了存储属性，类、结构体和枚举还可以定义计算属性。计算属性不直接存储值，而是提供一个 getter 和一个可 选的 setter，来间接获取和设置其他属性或变量的值。

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

这个例子定义了 3 个结构体来描述几何形状：

Point 封装了一个 (x, y) 的坐标
Size 封装了一个 width 和一个 height
Rect 表示一个有原点和尺寸的矩形
Rect也提供了一个名为center 的计算属性。一个矩形的中心点可以从原点（origin）和大小（size）算出，所以不需要将它以显式声明的 Point 来保存。Rect 的计算属性 center 提供了自定义的 getter 和 setter 来获取和设置矩形的中心点，就像它有一个存储属性一样。

上述例子中创建了一个名为 square 的 Rect 实例，初始值原点是 (0, 0)，宽度高度都是 10。如下图中蓝色正方形所示。

square 的 center 属性可以通过点运算符（square.center）来访问，这会调用该属性的 getter 来获取它的值。跟直接返回已经存在的值不同，getter 实际上通过计算然后返回一个新的 Point 来表示 square 的中心点。如代码所示，它正确返回了中心点 (5, 5)。

center 属性之后被设置了一个新的值 (15, 15)，表示向右上方移动正方形到如下图橙色正方形所示的位置。设置属性center的值会调用它的 setter 来修改属性 origin 的 x 和 y 的值，从而实现移动正方形到新的位置。

简化setter声明

如果计算属性的 setter 没有定义表示新值的参数名，则可以使用默认名称 newValue 。

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)
        }
} 
}

只读计算属性

只有 getter 没有 setter 的计算属性就是只读计算属性。只读计算属性总是返回一个值，可以通过点运算符访问，但不能设置新的值。

必须使用 var 关键字定义计算属性，包括只读计算属性，因为它们的值不是固定的。let 关键字只用来声明 常量属性，表示初始化后再也无法修改的值。

只读计算属性的声明可以去掉 get 关键字和花括号:

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)") // 打印 "the volume of fourByFiveByTwo is 40.0"

属性观察器

属性观察器监控和响应属性值的变化，每次属性被设置值的时候都会调用属性观察器，即使新值和当前值相同的时候也不例外。

可以为属性添加如下的一个或全部观察器:
• willSet 在新的值被设置之前调用
• didSet 在新的值被设置之后立即调用

父类的属性在子类的构造器中被赋值时，它在父类中的willSet和didSet观察器会被调用，随后才会调用子类的观察器。在父类初始化方法调用之前，子类给属性赋值时，观察器不会被调用。

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

全局变量和局部变量

计算属性和属性观察器所描述的功能也可以用于全局变量和局部变量。全局变量是在函数、方法、闭包或任何类型之外定义的变量。局部变量是在函数、方法或闭包内部定义的变量。

前面章节提到的全局或局部变量都属于存储型变量，跟存储属性类似，它为特定类型的值提供存储空间，并允许读取和写入。

另外，在全局或局部范围都可以定义计算型变量和为存储型变量定义观察器。计算型变量跟计算属性一样，返回一个计算结果而不是存储值，声明格式也完全一样。

全局的常量或变量都是延迟计算的，跟延迟存储属性相似，不同的地方在于，全局的常量或变量不需要标记lazy修饰符。
局部范围的常量或变量从不延迟计算。

类型属性

实例属性属于一个特定类型的实例，每创建一个实例，实例都拥有属于自己的一套属性值，实例之间的属性相互独立。

也可以为类型本身定义属性，无论创建了多少个该类型的实例，这些属性都只有唯一一份。这种属性就是类型属性。

类型属性用于定义某个类型所有实例共享的数据，比如所有实例都能用的一个常量（就像 C 语言中的静态常量），或者所有实例都能访问的一个变量（就像 C 语言中的静态变量）。

存储型类型属性可以是变量或常量，计算型类型属性跟实例的计算型属性一样只能定义成变量属性。

跟实例的存储型属性不同，必须给存储型类型属性指定默认值，因为类型本身没有构造器，也就无法在初始化过程中使用构造器给类型属性赋值。

存储型类型属性是延迟初始化的，它们只有在第一次被访问的时候才会被初始化。即使它们被多个线程同时访问，系统也保证只会对其进行一次初始化，并且不需要对其使用 lazy 修饰符。

类型属性语法

使用关键字 static 来定义类型属性。在为类定义计算型类型属性时，可以改用关键字 class 来支持子类对父 类的实现进行重写。

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
} }

获取和设置类型属性的值

跟实例属性一样，类型属性也是通过点运算符来访问。但是，类型属性是通过类型本身来访问，而不是通过实例。比如：

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