【iOS】Swift系列十四 - 初始化器

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类、结构体、枚举都可以定义初始化器。但是枚举一般很少用来手动定义初始化器。

一、初始化器

类有2中初始化器：指定初始化器（designated initializer）、便捷初始化器（convenience initializer）。

格式：

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// 指定初始化器
init(parameters) {
    statements
}

// 便捷初始化器
convenience init(parameters) {
    statements
}

示例代码一：

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class Size {
    var width: Double = 0
    var height: Double = 0
    init(width: Double, height: Double) {
        self.width = width
        self.height = height
    }
}
var s = Size(width: 10, height: 20)

如果把上面的示例代码一修改为便捷初始化器，编译报错：

按照提示，加上self.init后，编译正常：

分析：
如果使用指定初始化器，默认的初始化器就不存在了。但是使用便捷初始化器后，默认的初始化器还存在。

特点：

  • 每个类至少有一个指定初始化器，指定初始化器是类的主要初始化器；
  • 默认初始化器总是类的指定初始化器；
  • 类偏向于少量指定初始化器，一个类通常只有一个指定初始化器。

初始化器的相互调用规则：

  1. 指定初始化器必须从它的直系父类调用指定初始化器；

为什么会报错？因为指定初始化器必须从它的直系父类调用指定初始化器，这样做的目的就是防止父类定义的初始化器代码没有执行，无法保证数据安全。

正确代码：

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class Person {
    var age: Int
    init(age: Int) {
        self.age = age
    }
    convenience init() {
        self.init(age: 0)
    }
}

class Student: Person {
    var score: Int
    init(age: Int, score: Int) {
        self.score = score
        super.init(age: age)
    }
}

注意：子类调用父类初始化器必须放在最后执行。

  1. 便捷初始化器必须从相同的类里调用另一个初始化器；
  2. 便捷初始化器最终必须调用一个指定初始化器。

示例代码二：

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class Size {
    var width: Double
    var height: Double
    // 指定初始化器（主要初始化器）
    init(width: Double, height: Double) {
        self.width = width
        self.height = height
    }
    // 便捷初始化器必须调用指定初始化器
    convenience init(width: Double) {
        self.init(width: width, height: 0)
    }
    convenience init(height: Double) {
        self.init(width: 0, height: height)
    }
    convenience init() {
        self.init(width: 0, height: 0)
    }
}
var s1 = Size(width: 10, height: 20)
var s2 = Size(width: 10)
var s3 = Size(height: 20)
var s4 = Size()

这样写的好处就是，当别人调用类的初始化器时，会强制调用主要初始化器。这样代码更加安全便捷。

总结一条：便捷初始化器调用自己的初始化器；指定初始化器调用父类的初始化器；便捷初始化器可以调用便捷初始化器（最终调用指定初始化器）。

官网图示：

这一套规则保证了使用任意初始化器，都可以完整地初始化实例。

二、两段式初始化及安全检查

Swift为了保证初始化过程的安全，设定了两段式初始化、安全检查。

2.1. 两段式初始化

2.1.1. 第1阶段：初始化所有存储属性

  1. 外层调用指定/便捷初始化器
  2. 分配内存给实例，但未初始化
  3. 指定初始化器确保当前类定义的存储属性都初始化
  4. 指定初始化器调用父类的指定初始化器，不断向上调用，形成初始化器链

2.1.2. 第2阶段：设置新的存储属性值

  1. 从顶部初始化器往下，链中的每一个指定初始化器都有机会进一步定制实例
  2. 初始化器现在能够使用self（访问、修改它的属性，调用它的实例方法等）
  3. 最终，链中任何便捷初始化器都有机会定制实例以及使用self

2.2. 安全检查

  • 指定初始化器必须保证在调用父类初始化器之前，其所在类定义的所有存储属性都要初始化完成
  • 指定初始化器必须先调用父类初始化器，然后才能为继承的属性设置新值
  • 便捷初始化器必须先调用同类中的其它初始化器，然后再为任意属性设置新值
  • 初始化器在第1阶段初始化完成之前，不能调用任何实例方法、不能读取任何实例属性的值，也不能引用self
  • 直到第1阶段结束，实例才算完全合法

三、重写

  • 当重写父类的指定初始化器时，必须加上override（即使子类的实现是便捷初始化器）

示例代码：

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class Person {
    var age: Int
    init(age: Int) {
        self.age = age
    }
}

class Student: Person {
    var score: Int
    init(age: Int, score: Int) {
        self.score = score
        super.init(age: age)
    }
    // 重写父类指定初始化器
    /*
    override init(age: Int) {
        self.score = 0
        super.init(age: age)
    }
     */
    
    override convenience init(age: Int) {
        self.init(age: age, score: 0)
    }
}
  • 如果子类写了一个匹配父类便捷初始化器的初始化器，不用加上override。因为父类的便捷初始化器永远不会通过子类直接调用，因此，严格来说，子类无法重写父类的便捷初始化器。

示例代码：

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class Person {
    var age: Int
    init(age: Int) {
        self.age = age
    }
    convenience init() {
        self.init(age: 0)
    }
}

class Student: Person {
    var score: Int
    init(age: Int, score: Int) {
        self.score = score
        super.init(age: age)
    }
    init() {
        self.score = 0
        super.init(age: 0)
    }
}

四、自动继承

  1. 如果子类没有自定义任何指定初始化器，它会自动继承父类所有的指定初始化器

示例代码一：

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class Person {
    var age: Int
    var name: String
    init(age: Int, name: String) {
        self.age = age
        self.name = name
    }
    init(age: Int) {
        self.age = age
        self.name = ""
    }
}

class Student: Person {
    
}

var stu1 = Student(age: 0)
var stu2 = Student(age: 0, name: "idbeny")

示例代码二：

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class Person {
    var age: Int
    var name: String
    init(age: Int, name: String) {
        self.age = age
        self.name = name
    }
    init(age: Int) {
        self.age = age
        self.name = ""
    }
}

class Student: Person {
    convenience init() {
        self.init(age: 0)
    }
}

var stu1 = Student()
var stu2 = Student(age: 0)
var stu3 = Student(age: 0, name: "idbeny")
  1. 如果子类提供了父类所有指定初始化器的实现（要么通过方式1继承，要么重写），子类自动继承所有的父类便捷初始化器

示例代码一：

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class Person {
    var age: Int
    var name: String
    init(age: Int, name: String) {
        self.age = age
        self.name = name
    }
    convenience init(age: Int) {
        self.init(age: age, name: "")
    }
    convenience init(name: String) {
        self.init(age: 0, name: name)
    }
}

class Student: Person {
    
}

var stu1 = Student(age: 0)
var stu2 = Student(name: "idbeny")
var stu3 = Student(age: 0, name: "idbeny")

示例代码二：

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class Person {
    var age: Int
    var name: String
    init(age: Int, name: String) {
        self.age = age
        self.name = name
    }
    convenience init(age: Int) {
        self.init(age: age, name: "")
    }
    convenience init(name: String) {
        self.init(age: 0, name: name)
    }
}

class Student: Person {
    init() {
        super.init(age: 0, name: "")
    }
    override init(age: Int, name: String) {
        super.init(age: age, name: name)
    }
}

var stu1 = Student()
var stu2 = Student(age: 0)
var stu3 = Student(name: "idbeny")
var stu4 = Student(age: 0, name: "idbeny")

  1. 就算子类添加了更多的便捷初始化器，这些规则仍然适用

  2. 子类以便捷初始化器的形式重写父类的指定初始化器，也可以作为满足规则2的一部分

五、required

  • 用required修饰指定初始化器，表明其所有子类都必须实现该初始化器（通过继承或者重写实现）
  • 如果子类重写了required初始化器，也必须加上required，不用加override

示例代码：

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class Person {
    var age: Int
    required init() {
        self.age = 0
    }
    init(age: Int) {
        self.age = age
    }
}

class Student: Person {
    required init() {
        super.init()
    }
}

六、属性观察器

父类的属性在它自己的初始化器中赋值不会触发属性观察器，但在子类的初始化器中赋值会触发属性观察器。

示例代码：

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class Person {
    var age: Int {
        willSet {
            print("willSet", newValue)
        }
        didSet {
            print("didSet", oldValue, age)
        }
    }
    init() {
        self.age = 0
    }
}

class Student: Person {
    override init() {
        super.init()
        self.age = 1
    }
}

var stu = Student()
/*
 输出：
 willSet 1
 didSet 0 1
 */

七、可失败初始化器

  1. 类、结构体、枚举都可以使用init?定义可失败初始化器。可失败初始化器返回的是可选类型。

示例代码：

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class Person {
    var name: String
    init?(name: String) {
        if name.isEmpty {
            return nil
        }
        self.name = name
    }
}
var p1 = Person(name: "")
print(p1) // 输出：nil

var p2 = Person(name: "idbeny")
print(p2) // 输出：Optional(SwiftTestDemo.Person)

  1. 不允许同时定义参数标签、参数个数、参数类型相同的可失败初始化器和非可失败初始化器

  1. 可以用init!定义隐式解包的可失败初始化器

  2. 可失败初始化器可以调用非可失败初始化器，非可失败初始化器调用可失败初始化器需要进行解包

示例代码一：

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class Person {
    var name: String
    convenience init?(name: String) {
        self.init()
        if name.isEmpty {
            return nil
        }
    }
    init() {
        self.name = ""
    }
}

示例代码二：

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class Person {
    var name: String
    init?(name: String) {
        if name.isEmpty {
            return nil
        }
        self.name = name
    }
    convenience init() {
        self.init(name: "")!
    }
}

  1. 如果初始化器调用一个可失败初始化器导致初始化失败，那么整个初始化过程都失败，并且之后的代码都停止执行

  2. 可以用一个非可失败初始化器重写一个可失败初始化器，但反过来是不行的

八、反初始化器（deinit）

deinit叫做反初始化器，类似于C++的析构函数、OC中的dealloc方法。

  1. 当类的实例对象被释放内存时，就会调用实例对象的deinit方法。

  2. deinit不接受任何参数，不能写小括号，不能自行调用。

  3. 父类的deinit能被子类继承。

  4. 子类的deinit实现执行完毕后会调用父类的deinit。

示例代码：

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class Person {
    deinit {
        print("Person对象销毁")
    }
}

class Student: Person {
    deinit {
        print("Student对象销毁")
    }
}

func test() {
    var stu = Student()
}
test()
/*
 输出：
 Student对象销毁
 Person对象销毁
 */