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Swift中的初始化

发表于 2019/04/21
作者 Ryn
14 分钟读完

在Swift中，初始化是类、结构体和枚举类型的重要组成部分。每个类型都需要至少一个指定初始化器来初始化它的属性。便捷初始化器和可失败初始化器是辅助类型，不能直接修改所有属性，只能通过修改指定初始化器中的某些值来实现。Swift 初始化过程从根指定初始化器开始执行，并按照特定顺序执行初始化过程。子类可以继承和重载父类的初始化方法，以提供更多的初始化方式。

初始化的基础知识

初始化的基本语法

我们可以通过 init 关键字来定义初始化方法。每个类、结构体和枚举都必须有至少一个初始化方法来创建其实例。例如：

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class MyClass {
    var property: String

    init(property: String) {
        self.property = property
    }
}

let myObject = MyClass(property: "hello, world")

在上面的代码中，我们创建了一个名为 MyClass 的类，并定义了一个带有一个参数的初始化方法。该初始化方法接受一个 String 类型的参数，并将其赋值给 property 属性。我们随后创建了一个 MyClass 实例并将其赋值给 myObject 变量。

我们还可以定义多个初始化方法。例如，下面的代码演示了如何定义一个类并附带两个初始化方法：

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class MyClass {
    var property1: String
    var property2: Int

    init(property1: String) {
        self.property1 = property1
        self.property2 = 0
    }

    init(property2: Int) {
        self.property1 = ""
        self.property2 = property2
    }

    init(property1: String, property2: Int) {
        self.property1 = property1
        self.property2 = property2
    }
}

let obj1 = MyClass(property1: "hello")
let obj2 = MyClass(property2: 42)
let obj3 = MyClass(property1: "world", property2: 100)

在上面的例子中，我们定义了三个初始化方法。第一个初始化方法只接受一个字符串参数，第二个初始化方法只接受一个整数参数，第三个初始化方法分别接受一个字符串和一个整数参数。

成员变量的初始化

在Swift中，所有成员变量都必须在对象创建时进行初始化。如果未对成员变量进行初始化，则编译器将引发错误。例如：

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class MyClass {
    var property: String // 编译器会提示错误：Class 'MyClass' has no initializers

    // ...
}

在这种情况下，编译器会抱怨我们的类没有初始化程序。我们必须显式地提供初始化方法或为属性赋一个默认值，以便编译器可以在创建对象时对其进行初始化。

可选链式调用的初始化方法

有时，在创建对象时可能失败，例如因为无效的输入。为了避免抛出异常，我们可以使用可选类型来声明初始化方法。这种方法可以返回 nil，表明初始化失败。例如：

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class MyClass {
    var property: String

    init?(property: String) {
        if property.isEmpty {
            return nil
        }

        self.property = property
    }
}

let myObject = MyClass(property: "") // 这里的 myObject 将被设置为 nil

在上面的代码中，我们定义了一个带有一个参数的初始化方法，该方法返回 MyClass? 类型。如果传递给该方法的参数为空字符串，则该方法将返回 nil，否则它将创建一个新的 MyClass 对象并将其返回。

注意，我们在 init 方法名称后面加上了 ?，表示该方法返回一个可选类型。如果初始化失败，该方法将返回 nil。

初始化的不同种类

指定初始化器

指定初始化器是一个主要的初始化方法，它负责为类的所有属性设置初始值。每个类都必须拥有一个指定初始化器。一个类可以有多个指定初始化器，但它们之间必须按照调用链的形式承前启后，也就是说，一个指定初始化器必须调用另一个指定初始化器，最终调用到根指定初始化器，即为类的主要初始化方法。例如：

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class MyClass {
    var property1: String
    var property2: Int

    init(property1: String, property2: Int) {
        self.property1 = property1
        self.property2 = property2
    }

    convenience init() {
        self.init(property1: "", property2: 0)
    }
}

在上面的代码中，我们定义了两个初始化方法，其中 init(property1:property2:) 是指定初始化器。注意到 convenience 关键字表示这是一个便利初始化器（后面会有介绍），而非主要初始化方法。

在本例中，我们通过调用 init(property1:property2:) 方法来设置 property1 和 property2 的值。此外，我们还定义了一个便利初始化器 init()，该方法将默认值传递给主要初始化器 init(property1:property2:)。

便捷初始化器

便捷初始化器 是辅助初始化方法，通过调用指定初始化器来初始化对象，并且可以提供一些默认值。它们不能直接修改所有属性，只能通过修改指定初始化器中的某些值来实现。例如：

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class MyClass {
    var property1: String
    var property2: Int

    init(property1: String, property2: Int) {
        self.property1 = property1
        self.property2 = property2
    }

    convenience init() {
        self.init(property1: "", property2: 0)
    }

    convenience init(property1: String) {
        self.init(property1: property1, property2: 0)
    }
}

在上面的代码中，我们除了定义了一个指定初始化器init(property1:property2:)，还定义了两个便捷初始化器init() 和 init(property1:)。init() 方法使用默认值调用指定初始化器init(property1:property2:)，而 init(property1:) 则使用默认值 0 调用 init(property1:property2:)。

可失败初始化器

可失败初始化器是一种特殊的初始化方法，可能无法成功地创建对象。当初始化过程失败时，它们将返回 nil。可失败初始化器 前面加上 init? 关键字以表示其返回值是可选类型。例如：

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class MyClass {
    var property: String

    init?(property: String) {
        if property.isEmpty {
            return nil
        }

        self.property = property
    }
}

let myObject1 = MyClass(property: "hello, world") // 初始化成功
let myObject2 = MyClass(property: "") // 初始化失败，myObject2 将被设置为 nil

在上面的代码中，我们定义了一个带有一个参数的可失败初始化器init?(property:)。如果传递给该方法的参数为空字符串，则该方法将返回 nil，否则它将创建一个新的 MyClass 对象并将其返回。

初始化的执行顺序

Swift 初始化过程从根指定初始化器开始，按照以下顺序执行：

  1. 设置存储属性的默认值（如果有的话）
  2. 调用父类的指定初始化器
  3. 修改和自定义属性值等操作

例如：

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class RootClass {
    var property1: String

    init(property1: String) {
        self.property1 = property1
    }
}

class ChildClass: RootClass {
    var property2: Int

    override init(property1: String) {
        self.property2 = 0
        super.init(property1: property1)
        self.property2 = 42
    }
}

let obj = ChildClass(property1: "hello")
print(obj.property1) // 输出 "hello"
print(obj.property2) // 输出 "42"

在上面的代码中，我们定义了一个根类 RootClass 和一个子类 ChildClass。我们将 property1 定义在根类中，并将 property2 定义在子类中。注意到 ChildClass 重写了父类的指定初始化器。

当我们创建一个 ChildClass 实例时，初始化过程遵循以下顺序：

  1. 首先设置 property2 的默认值为 0。
  2. 然后调用父类 RootClass 的指定初始化器，将传递的参数 "hello" 赋值给 property1。
  3. 最后，在子类 ChildClass 中，我们将 property2 的值修改为 42。

初始化方法的继承和重载

初始化方法的继承

子类会自动继承其父类的所有初始化方法（包括指定初始化器、便捷初始化器和可失败初始化器），但是子类不能直接继承父类的便捷初始化器和可失败初始化器，因为它们不是主要初始化方法。

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class MyClass {
    var property: String

    init(property: String) {
        self.property = property
    }

    convenience init() {
        self.init(property: "")
    }
}

class MySubclass: MyClass {
    // 继承父类的指定初始化器和便利初始化器 init()
}

在上面的代码中，我们定义了一个父类 MyClass，并定义了一个便捷初始化器init()。子类 MySubclass 继承了父类的指定初始化器和便捷初始化器init()。

初始化方法的重载

子类可以通过重载父类的初始化方法来提供其他的初始化方式。在重载一个初始化方法时，我们需要使用 override 关键字来标记它。例如：

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class MyClass {
    var property1: String
    var property2: Int

    init(property1: String, property2: Int) {
        self.property1 = property1
        self.property2 = property2
    }
}

class MySubclass: MyClass {
    var property3: Double

    override init(property1: String, property2: Int) {
        self.property3 = 0.0
        super.init(property1: property1, property2: property2)
    }

    init(property1: String, property2: Int, property3: Double) {
        self.property3 = property3
        super.init(property1: property1, property2: property2)
    }
}

在上面的代码中，我们定义了一个父类 MyClass，其中包含一个指定初始化器init(property1:property2:)。我们还定义了一个子类 MySubclass，它具有与父类相同的指定初始化器，并且还定义了一个带有三个参数 property1、property2 和 property3 的初始化方法。

注意到，我们使用 override 关键字重载了父类的指定初始化器，并在新的初始化方法中添加了一个额外的 property3 参数。在新的构造函数中，我们首先初始化 property3，然后调用父类的指定初始化器来初始化 property1 和 property2。

iOS, Swift
初始化
本文由作者按照 CC BY 4.0 进行授权
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