1.0 翻譯:JaySurplus 校對:sg552
2.0 翻譯+校對:SkyJean
2.1 校對:shanks,2015-10-29
2.2 校對:SketchK 2016-05-13
3.0.1, shanks, 2016-11-12
4.0 校對:kemchenj 2017-09-21
4.1 翻譯+校對:mylittleswift
本頁包含內(nèi)容:
類和結(jié)構(gòu)體是人們構(gòu)建代碼所用的一種通用且靈活的構(gòu)造體。我們可以使用完全相同的語法規(guī)則來為類和結(jié)構(gòu)體定義屬性(常量、變量)和添加方法,從而擴(kuò)展類和結(jié)構(gòu)體的功能。
與其他編程語言所不同的是,Swift 并不要求你為自定義類和結(jié)構(gòu)去創(chuàng)建獨(dú)立的接口和實(shí)現(xiàn)文件。你所要做的是在一個(gè)單一文件中定義一個(gè)類或者結(jié)構(gòu)體,系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)生成面向其它代碼的外部接口。
注意
通常一個(gè)類的實(shí)例被稱為對象。然而在 Swift 中,類和結(jié)構(gòu)體的關(guān)系要比在其他語言中更加的密切,本章中所討論的大部分功能都可以用在類和結(jié)構(gòu)體上。因此,我們會(huì)主要使用實(shí)例。
Swift 中類和結(jié)構(gòu)體有很多共同點(diǎn)。共同處在于:
更多信息請參見屬性,方法,下標(biāo),構(gòu)造過程,擴(kuò)展,和協(xié)議。
與結(jié)構(gòu)體相比,類還有如下的附加功能:
更多信息請參見繼承,類型轉(zhuǎn)換,析構(gòu)過程,和自動(dòng)引用計(jì)數(shù)。
注意
結(jié)構(gòu)體總是通過被復(fù)制的方式在代碼中傳遞,不使用引用計(jì)數(shù)。
類和結(jié)構(gòu)體有著類似的定義方式。我們通過關(guān)鍵字 class
和 struct
來分別表示類和結(jié)構(gòu)體,并在一對大括號中定義它們的具體內(nèi)容:
class SomeClass {
// 在這里定義類
}
struct SomeStructure {
// 在這里定義結(jié)構(gòu)體
}
注意
在你每次定義一個(gè)新類或者結(jié)構(gòu)體的時(shí)候,實(shí)際上你是定義了一個(gè)新的 Swift 類型。因此請使用
UpperCamelCase
這種方式來命名(如SomeClass
和SomeStructure
等),以便符合標(biāo)準(zhǔn) Swift 類型的大寫命名風(fēng)格(如String
,Int
和Bool
)。相反的,請使用lowerCamelCase
這種方式為屬性和方法命名(如framerate
和incrementCount
),以便和類型名區(qū)分。
以下是定義結(jié)構(gòu)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?
}
在上面的示例中我們定義了一個(gè)名為 Resolution
的結(jié)構(gòu)體,用來描述一個(gè)顯示器的像素分辨率。這個(gè)結(jié)構(gòu)體包含了兩個(gè)名為 width
和 height
的存儲(chǔ)屬性。存儲(chǔ)屬性是被捆綁和存儲(chǔ)在類或結(jié)構(gòu)體中的常量或變量。當(dāng)這兩個(gè)屬性被初始化為整數(shù) 0
的時(shí)候,它們會(huì)被推斷為 Int
類型。
在上面的示例中我們還定義了一個(gè)名為 VideoMode
的類,用來描述一個(gè)視頻顯示器的特定模式。這個(gè)類包含了四個(gè)變量存儲(chǔ)屬性。第一個(gè)是 分辨率
,它被初始化為一個(gè)新的 Resolution
結(jié)構(gòu)體的實(shí)例,屬性類型被推斷為 Resolution
。新 VideoMode
實(shí)例同時(shí)還會(huì)初始化其它三個(gè)屬性,它們分別是,初始值為 false
的 interlaced
,初始值為 0.0
的 frameRate
,以及值為可選 String
的 name
。name
屬性會(huì)被自動(dòng)賦予一個(gè)默認(rèn)值 nil
,意為“沒有 name
值”,因?yàn)樗且粋€(gè)可選類型。
Resolution
結(jié)構(gòu)體和 VideoMode
類的定義僅描述了什么是 Resolution
和 VideoMode
。它們并沒有描述一個(gè)特定的分辨率(resolution)或者視頻模式(video mode)。為了描述一個(gè)特定的分辨率或者視頻模式,我們需要生成一個(gè)它們的實(shí)例。
生成結(jié)構(gòu)體和類實(shí)例的語法非常相似:
let someResolution = Resolution()
let someVideoMode = VideoMode()
結(jié)構(gòu)體和類都使用構(gòu)造器語法來生成新的實(shí)例。構(gòu)造器語法的最簡單形式是在結(jié)構(gòu)體或者類的類型名稱后跟隨一對空括號,如 Resolution()
或 VideoMode()
。通過這種方式所創(chuàng)建的類或者結(jié)構(gòu)體實(shí)例,其屬性均會(huì)被初始化為默認(rèn)值。構(gòu)造過程章節(jié)會(huì)對類和結(jié)構(gòu)體的初始化進(jìn)行更詳細(xì)的討論。
通過使用點(diǎn)語法,你可以訪問實(shí)例的屬性。其語法規(guī)則是,實(shí)例名后面緊跟屬性名,兩者通過點(diǎn)號(.
)連接:
print("The width of someResolution is \(someResolution.width)")
// 打印 "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
。
你也可以訪問子屬性,如 VideoMode
中 Resolution
屬性的 width
屬性:
print("The width of someVideoMode is \(someVideoMode.resolution.width)")
// 打印 "The width of someVideoMode is 0"
你也可以使用點(diǎn)語法為變量屬性賦值:
someVideoMode.resolution.width = 1280
print("The width of someVideoMode is now \(someVideoMode.resolution.width)")
// 打印 "The width of someVideoMode is now 1280"
注意
與 Objective-C 語言不同的是,Swift 允許直接設(shè)置結(jié)構(gòu)體屬性的子屬性。上面的最后一個(gè)例子,就是直接設(shè)置了
someVideoMode
中resolution
屬性的width
這個(gè)子屬性,以上操作并不需要重新為整個(gè)resolution
屬性設(shè)置新值。
所有結(jié)構(gòu)體都有一個(gè)自動(dòng)生成的成員逐一構(gòu)造器,用于初始化新結(jié)構(gòu)體實(shí)例中成員的屬性。新實(shí)例中各個(gè)屬性的初始值可以通過屬性的名稱傳遞到成員逐一構(gòu)造器之中:
let vga = Resolution(width: 640, height: 480)
與結(jié)構(gòu)體不同,類實(shí)例沒有默認(rèn)的成員逐一構(gòu)造器。構(gòu)造過程章節(jié)會(huì)對構(gòu)造器進(jìn)行更詳細(xì)的討論。
值類型被賦予給一個(gè)變量、常量或者被傳遞給一個(gè)函數(shù)的時(shí)候,其值會(huì)被拷貝。
在之前的章節(jié)中,我們已經(jīng)大量使用了值類型。實(shí)際上,在 Swift 中,所有的基本類型:整數(shù)(Integers)、浮點(diǎn)數(shù)(floating-point numbers)、布爾值(Booleans)、字符串(strings)、數(shù)組(arrays)和字典(dictionaries),都是值類型,并且在底層都是以結(jié)構(gòu)體的形式所實(shí)現(xiàn)。
在 Swift 中,所有的結(jié)構(gòu)體和枚舉類型都是值類型。這意味著它們的實(shí)例,以及實(shí)例中所包含的任何值類型屬性,在代碼中傳遞的時(shí)候都會(huì)被復(fù)制。
請看下面這個(gè)示例,其使用了前一個(gè)示例中的 Resolution
結(jié)構(gòu)體:
let hd = Resolution(width: 1920, height: 1080)
var cinema = hd
在以上示例中,聲明了一個(gè)名為 hd
的常量,其值為一個(gè)初始化為全高清視頻分辨率(1920
像素寬,1080
像素高)的 Resolution
實(shí)例。
然后示例中又聲明了一個(gè)名為 cinema
的變量,并將 hd
賦值給它。因?yàn)?Resolution
是一個(gè)結(jié)構(gòu)體,所以 cinema
的值其實(shí)是 hd
的一個(gè)拷貝副本,而不是 hd
本身。盡管 hd
和 cinema
有著相同的寬(width)和高(height),但是在幕后它們是兩個(gè)完全不同的實(shí)例。
下面,為了符合數(shù)碼影院放映的需求(2048
像素寬,1080
像素高),cinema
的 width
屬性需要作如下修改:
cinema.width = 2048
這里,將會(huì)顯示 cinema
的 width
屬性確已改為了 2048
:
print("cinema is now \(cinema.width) pixels wide")
// 打印 "cinema is now 2048 pixels wide"
然而,初始的 hd
實(shí)例中 width
屬性還是 1920
:
print("hd is still \(hd.width) pixels wide")
// 打印 "hd is still 1920 pixels wide"
在將 hd
賦予給 cinema
的時(shí)候,實(shí)際上是將 hd
中所存儲(chǔ)的值進(jìn)行拷貝,然后將拷貝的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到新的 cinema
實(shí)例中。結(jié)果就是兩個(gè)完全獨(dú)立的實(shí)例碰巧包含有相同的數(shù)值。由于兩者相互獨(dú)立,因此將 cinema
的 width
修改為 2048
并不會(huì)影響 hd
中的 width
的值。
枚舉也遵循相同的行為準(zhǔn)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")
}
// 打印 "The remembered direction is still .West"
上例中 rememberedDirection
被賦予了 currentDirection
的值,實(shí)際上它被賦予的是值的一個(gè)拷貝。賦值過程結(jié)束后再修改 currentDirection
的值并不影響 rememberedDirection
所儲(chǔ)存的原始值的拷貝。
與值類型不同,引用類型在被賦予到一個(gè)變量、常量或者被傳遞到一個(gè)函數(shù)時(shí),其值不會(huì)被拷貝。因此,引用的是已存在的實(shí)例本身而不是其拷貝。
請看下面這個(gè)示例,其使用了之前定義的 VideoMode
類:
let tenEighty = VideoMode()
tenEighty.resolution = hd
tenEighty.interlaced = true
tenEighty.name = "1080i"
tenEighty.frameRate = 25.0
以上示例中,聲明了一個(gè)名為 tenEighty
的常量,其引用了一個(gè) VideoMode
類的新實(shí)例。在之前的示例中,這個(gè)視頻模式(video mode)被賦予了 HD 分辨率(1920
*1080
)的一個(gè)拷貝(即 hd
實(shí)例)。同時(shí)設(shè)置為 interlaced
,命名為 “1080i”
。最后,其幀率是 25.0
幀每秒。
然后,tenEighty
被賦予名為 alsoTenEighty
的新常量,同時(shí)對 alsoTenEighty
的幀率進(jìn)行修改:
let alsoTenEighty = tenEighty
alsoTenEighty.frameRate = 30.0
因?yàn)轭愂且妙愋?,所?tenEight
和 alsoTenEight
實(shí)際上引用的是相同的 VideoMode
實(shí)例。換句話說,它們是同一個(gè)實(shí)例的兩種叫法。
下面,通過查看 tenEighty
的 frameRate
屬性,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它正確的顯示了所引用的 VideoMode
實(shí)例的新幀率,其值為 30.0
:
print("The frameRate property of tenEighty is now \(tenEighty.frameRate)")
// 打印 "The frameRate property of theEighty is now 30.0"
需要注意的是 tenEighty
和 alsoTenEighty
被聲明為常量而不是變量。然而你依然可以改變 tenEighty.frameRate
和 alsoTenEighty.frameRate
,因?yàn)?tenEighty
和 alsoTenEighty
這兩個(gè)常量的值并未改變。它們并不“存儲(chǔ)”這個(gè) VideoMode
實(shí)例,而僅僅是對 VideoMode
實(shí)例的引用。所以,改變的是被引用的 VideoMode
的 frameRate
屬性,而不是引用 VideoMode
的常量的值。
因?yàn)轭愂且妙愋停锌赡苡卸鄠€(gè)常量和變量在幕后同時(shí)引用同一個(gè)類實(shí)例。(對于結(jié)構(gòu)體和枚舉來說,這并不成立。因?yàn)樗鼈冏鳛橹殿愋?,在被賦予到常量、變量或者傳遞到函數(shù)時(shí),其值總是會(huì)被拷貝。)
如果能夠判定兩個(gè)常量或者變量是否引用同一個(gè)類實(shí)例將會(huì)很有幫助。為了達(dá)到這個(gè)目的,Swift 內(nèi)建了兩個(gè)恒等運(yùn)算符:
===
)!==
)運(yùn)用這兩個(gè)運(yùn)算符檢測兩個(gè)常量或者變量是否引用同一個(gè)實(shí)例:
if tenEighty === alsoTenEighty {
print("tenEighty and alsoTenEighty refer to the same Resolution instance.")
}
//打印 "tenEighty and alsoTenEighty refer to the same Resolution instance."
請注意,“等價(jià)于”(用三個(gè)等號表示,===
)與“等于”(用兩個(gè)等號表示,==
)的不同:
當(dāng)你在定義你的自定義類和結(jié)構(gòu)體的時(shí)候,你有義務(wù)來決定判定兩個(gè)實(shí)例“相等”的標(biāo)準(zhǔn)。在章節(jié)等價(jià)操作符中將會(huì)詳細(xì)介紹實(shí)現(xiàn)自定義“等于”和“不等于”運(yùn)算符的流程。
如果你有 C,C++ 或者 Objective-C 語言的經(jīng)驗(yàn),那么你也許會(huì)知道這些語言使用指針來引用內(nèi)存中的地址。一個(gè)引用某個(gè)引用類型實(shí)例的 Swift 常量或者變量,與 C 語言中的指針類似,但是并不直接指向某個(gè)內(nèi)存地址,也不要求你使用星號(*
)來表明你在創(chuàng)建一個(gè)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。
在你的代碼中,你可以使用類和結(jié)構(gòu)體來定義你的自定義數(shù)據(jù)類型。
然而,結(jié)構(gòu)體實(shí)例總是通過值傳遞,類實(shí)例總是通過引用傳遞。這意味兩者適用不同的任務(wù)。當(dāng)你在考慮一個(gè)工程項(xiàng)目的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和功能的時(shí)候,你需要決定每個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是定義成類還是結(jié)構(gòu)體。
按照通用的準(zhǔn)則,當(dāng)符合一條或多條以下條件時(shí),請考慮構(gòu)建結(jié)構(gòu)體:
舉例來說,以下情境中適合使用結(jié)構(gòu)體:
width
屬性和 height
屬性,兩者均為 Double
類型。start
屬性和 length
屬性,兩者均為 Int
類型。x
,y
和 z
屬性,三者均為 Double
類型。在所有其它案例中,定義一個(gè)類,生成一個(gè)它的實(shí)例,并通過引用來管理和傳遞。實(shí)際中,這意味著絕大部分的自定義數(shù)據(jù)構(gòu)造都應(yīng)該是類,而非結(jié)構(gòu)體。
Swift 中,許多基本類型,諸如 String
,Array
和 Dictionary
類型均以結(jié)構(gòu)體的形式實(shí)現(xiàn)。這意味著被賦值給新的常量或變量,或者被傳入函數(shù)或方法中時(shí),它們的值會(huì)被拷貝。
Objective-C 中 NSString
,NSArray
和 NSDictionary
類型均以類的形式實(shí)現(xiàn),而并非結(jié)構(gòu)體。它們在被賦值或者被傳入函數(shù)或方法時(shí),不會(huì)發(fā)生值拷貝,而是傳遞現(xiàn)有實(shí)例的引用。
注意
以上是對字符串、數(shù)組、字典的“拷貝”行為的描述。在你的代碼中,拷貝行為看起來似乎總會(huì)發(fā)生。然而,Swift 在幕后只在絕對必要時(shí)才執(zhí)行實(shí)際的拷貝。Swift 管理所有的值拷貝以確保性能最優(yōu)化,所以你沒必要去回避賦值來保證性能最優(yōu)化。