Files
the-swift-programming-langu…/source/chapter2/09_Classes_and_Structures.md
JaySurplus ba7a993c0d Done Identity Operators
Started Pointers
2014-06-09 23:25:13 -05:00

12 KiB
Raw Blame History

类和结构体

类和结构体是人们构建代码所用的一种通用且灵活的构造体。为了在类和结构体中实现各种功能,我们必须要严格按照对于常量,变量以及函数所规定的语法规则来定义属性和添加方法。

与其他编程语言所不同的是Swift 并不要求你为自定义类和结构去创建独立的接口和实现文件。你所要做的是在一个单一文件中定义一个类或者结构体,系统将会自动生成面向其它代码的外部接口。

通常一个的实例被称为对象。然而在Swift 中,类和结构体的关系要比在其他语言中更加的密切,本章中所讨论的大部分功能都可以用在类和结构体上。因此,我们会主要使用实例而不是对象

类和结构体对比

Swift 中类和结构体有很多共同点。共同处在于:

  • 定义属性用于储存值
  • 定义方法用于提供功能
  • 定义下标用于通过下标语法访问值
  • 定义初始化器用于生成初始化值
  • 通过扩展以增加默认实现的功能
  • 符合协议以对某类提供标准功能

更多信息请参见 属性方法下标初始化扩展,和协议

与结构体相比,类还有如下的附加功能:

  • 继承允许一个类继承另一个类的特征
  • 类型转换允许在运行时检查和解释一个类实例的类型
  • 取消初始化器允许一个类实例释放任何其所被分配的资源
  • 引用计数允许对一个类的多次引用

更多信息请参见继承类型转换初始化,和自动引用计数

结构体总是通过被复制的方式在代码中传递,因此请不要使用引用计数。

定义

类和结构体有着类似的定义方式。我们通过关键字classstruct来分别表示类和结构体,并在一对大括号中定义它们的具体内容:

class SomeClass {
	// class definition goes here
}
struct SomeStructure {
	// structure definition goes here
}

在你每次定义一个新类或者结构体的时候实际上你是有效地定义了一个新的Swift 类型。因此请使用 UpperCamelCase 这种方式来命名(如 SomeClassSomeStructure以便符合标准Swift 类型的大写命名风格(如StringIntBool)。相反的,请使用lowerCamelCase这种方式为属性和方法命名(如framerateincrementCount),以便和类区分。

以下是定义结构体和定义类的示例:

struct Resolution {
	var width = 0
	var heigth = 0
}
class VideoMode {
	var resolution = Resolution()
	var interlaced = false
	var frameRate = 0.0
	var name: String?
}

在上面的示例中我们定义了一个名为Resolution的结构体,用来描述一个显示器的像素分辨率。这个结构体包含了两个名为widthheight的储存属性。储存属性是捆绑和储存在类或结构体中的常量或变量。当这两个属性被初始化为整数0的时候,它们会被推断为Int类型。

在上面的示例中我们还定义了一个名为VideoMode的类,用来描述一个视频显示器的特定模式。这个类包含了四个储存属性变量。第一个是分辨率,它被初始化为一个新的Resolution结构体的实例,具有Resolution的属性类型。新VideoMode实例同时还会初始化其它三个属性,它们分别是,初始值为false(意为“non-interlaced video”)的inteflaced,回放帧率初始值为0.0frameRate和值为可选Stringnamename属性会被自动赋予一个默认值nil,意为“没有name值”,因它是一个可选类型。

类和结构体实例

Resolution结构体和VideoMode类的定义仅描述了什么是ResolutionVideoMode。它们并没有描述一个特定的分辨率resolution或者视频模式video mode。为了描述一个特定的分辨率或者视频模式我们需要生成一个它们的实例。

生成结构体和类实例的语法非常相似:

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

结构体和类都使用初始化器语法来生成新的实例。初始化器语法的最简单形式是在结构体或者类的类型名称后跟随一个空括弧,如Resolution()VideoMode()。通过这种方式所创建的类或者结构体实例,其属均会被初始化为默认值。Initialization章节会对类和结构体的初始化进行更详细的讨论。

属性访问

通过使用点语法dot syntax,你可以访问实例中所含有的属性。其语法规则是,实例名后面紧跟属性名,两者通过点号(.)连接:

println("The width of someResolution is \(someResolution.width)")
// prints "The width of someResolution is 0"

在上面的例子中,someResolution.width引用someResolutionwidth属性,返回width的初始值0

你也可以访问子属性,如何VideoModeResolution属性的width属性:

println("The width of someVideoMode is \(someVideoMode.resolution.width)")
// prints "The width of someVideoMode is 0"

你也可以使用点语法为属性变量赋值:

someVideoMode.resolution.width = 12880
println("The width of someVideoMode is now \(someVideoMode.resolution.width)")
// prints "The width of someVideoMode is now 1280"

与Objective-C 语言不同的是Swift 允许直接设置结构体属性的子属性。上面的最后一个例子,就是直接设置了someVideoModeresolution属性的width这个子属性,以上操作并不需要从新设置resolution属性。

结构体类型的成员逐一初始化器

//Memberwise Initializers for structure Types

所有结构体都有一个自动生成的成员逐一初始化器,用于初始化新结构体实例中成员的属性。新实例中各个属性的初始值可以通过属性的名称传递到成员逐一初始化器之中:

let vga = resolutionwidth:640, heigth: 480

与结构体不同,类实例没有默认的成员逐一初始化器。Initialization章节会对初始化器进行更详细的讨论。

结构体和枚举是值类型

值类型被赋予给一个变量,常数或者本身被传递给一个函数的时候,实际上操作的是其的拷贝。

在之前的章节中我们已经大量使用了值类型。实际上在Swift 中,所有的基本类型:整数(Integer)、浮点数(floating-point)、布尔值(Booleans)、字符串(string)、阵列(array)和字典(dictionaries),都是值类型,并且都是以结构体的形式在后台所实现。

在Swift中所有的结构体和枚举都是值类型。这意味着它们的实例以及实例中所包含的任何值类型属性在代码中传递的时候都会被复制。

请看下面这个示例,其使用了前一个示例中Resolution结构体:

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

在以上示例中,声明了一个名为hd的常量,其值为一个初始化为全高清视频分辨率(1920像素宽1080像素高)的Resolution实例。

然后示例中又声明了一个名为cinema的变量,其值为之前声明的hd。因为Resolution是一个结构体,所以cinema的值其实是hd的一个拷贝副本,而不是hd本身。尽管hdcinema有着相同的宽(width)和高(height)属性,但是在后台中,它们是两个完全不同的实例。

下面,为了符合数码影院放映的需求(2048像素宽1080像素高)cinemawidth属性需要作如下修改:

cinema.width = 2048

这里,将会显示cinemawidth属性确已改为了2048

println("cinema is now  \(cinema.width) pixels wide")
// prints "cinema is now 2048 pixels wide"

然而,初始的hd实例中width属性还是1920

println("hd is still \(hd.width	) pixels wide")
// prints "hd is still 1920 pixels wide"

在将hd赋予给cinema的时候,实际上是将hd中所储存的值(values)进行拷贝,然后将拷贝的数据储存到新的cinema实例中。结果就是两个完全独立的实例碰巧包含有相同的数值。由于两者相互独立,因此将cinemawidth修改为2048并不会影响hd中的宽(width)。

枚举也遵循相同的行为准则:

enum CompassPoint {
	case North, South, East, West
}
var currentDirection = CompassPoint.West
let rememberedDirection = currentDirection
currentDirection = .East
if rememberDirection == .West {
	println("The remembered direction is still .West")
}
// prints "The remembered direction is still .West"

上例中rememberedDirection被赋予了currentDirection的值(value),实际上它被赋予的是值(value)的一个拷贝。赋值过程结束后再修改currentDirection的值并不影响rememberedDirection所储存的原始值(value)的拷贝。

类是引用类型

与值类型不同,引用类型在被赋予到一个变量,常量或者被传递到一个函数时,操作的并不是其拷贝。因此,引用的是已存在的实例本身而不是其拷贝。

请看下面这个示例,其使用了之前定义的VideoMode类:

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

以上示例中,声明了一个名为tenEighty的常量,其引用了一个VideoMode类的新实例。在之前的示例中,这个视频模式(video mode)被赋予了HD分辨率(1920*1080)的一个拷贝(hd)。同时设置为交错(interlaced),命名为“1080i”。最后,其帧率是25.0帧每秒。

然后,tenEighty 被赋予名为alsoTenEighty的新常量,同时对alsoTenEighty的帧率进行修改:

let alsoTenEighty = tenEighty
alsoTenEighty.frameRate = 30.0

因为类是引用类型,所以tenEightalsoTenEight实际上引用的是相同的VideoMode实例。换句话说,它们只是同一个实例的两种叫法。

下面,通过查看tenEightyframeRate属性,我们会发现它正确的显示了基本VideoMode实例的新帧率,其值为30.0

println("The frameRate property of tenEighty is now \(tenEighty.frameRate)")
// prints "The frameRate property of theEighty is now 30.0"

需要注意的是tenEightyalsoTenEighty被声明为*常量(constants)*而不是变量。然而你依然可以改变tenEighty.frameRatealsoTenEighty.frameRate,因为这两个常量本身不会改变。它们并不储存这个VideoMode实例,在后台仅仅是对VideoMode实例的引用。所以,改变的是被引用的基础VideoModeframeRate参数,而不改变常量的值。

恒等运算符

因为类是引用类型,有可能有多个常量和变量在后台同时引用某一个类实例。(对于结构体和枚举来说,这并不成立。因为它们作值类型,在被赋予到常量,变量或者传递到函数时,总是会被拷贝。)

如果能够判定两个常量或者变量是否引用同一个类实例将会很有帮助。为了达到这个目的Swift 内建了两个恒等运算符:

  • 等价于 ( === )
  • 不等价于 ( !== )

以下是运用这两个运算符检测两个常量或者变量是否引用同一个实例:

if tenEighty === alsoTenTighty {
	println("tenTighty and alsoTenEighty refer to the same Resolution instance.")
}
//prints "tenEighty and alsoTenEighty refer to the same Resolution instance."

请注意“等价于”(用三个等号表示,===) 与“等于”(用两个等号表示,==)的不同:

  • “等价于”表示两个类类型(class type)的常量或者变量引用同一个类实例。
  • “等于”表示两个实例的值“相等”或“相同”,判定时要遵照类设计者定义定义的评判标准,因此相比于“相等”,这是一种更加合适的叫法。

当你在定义你的自定义类和结构体的时候,你有义务来决定判定两个实例“相等”的标准。在章节Equivalence Operators中将会详细介绍实现自定义“等于”和“不等于”运算符的流程。