類和結(jié)構(gòu)

類和結(jié)構(gòu)是通用的冈闭，靈活的構(gòu)造佃却，它們成為程序代碼的構(gòu)建塊。您可以使用與常量讳窟，變量和函數(shù)完全相同的語法來定義屬性和方法让歼，從而為您的類和結(jié)構(gòu)添加功能。

與其他編程語言不同丽啡，Swift不要求您為自定義類和結(jié)構(gòu)創(chuàng)建單獨(dú)的接口和實(shí)現(xiàn)文件谋右。在Swift中，您可以在單個(gè)文件中定義一個(gè)類或結(jié)構(gòu)补箍，并且該類或結(jié)構(gòu)的外部接口會(huì)自動(dòng)提供給其他代碼使用改执。

注意

傳統(tǒng)上將類的實(shí)例稱為對(duì)象。然而坑雅，斯威夫特類和結(jié)構(gòu)在功能上比其他語言更接近天梧，而很多本章介紹了可以應(yīng)用到的實(shí)例功能，無論是類或結(jié)構(gòu)類型霞丧。因此呢岗，使用更一般的術(shù)語實(shí)例。

比較類和結(jié)構(gòu)

Swift中的類和結(jié)構(gòu)有許多共同之處蛹尝。兩者都可以：

• 定義屬性以存儲(chǔ)值

• 定義提供功能的方法

• 使用下標(biāo)語法定義下標(biāo)以提供對(duì)其值的訪問

• 定義初始化程序以設(shè)置其初始狀態(tài)

• 擴(kuò)展到超出默認(rèn)實(shí)現(xiàn)范圍的功能

• 符合協(xié)議以提供某種標(biāo)準(zhǔn)功能

有關(guān)更多信息后豫，請(qǐng)參閱屬性，方法突那，下標(biāo)挫酿，初始化，擴(kuò)展和協(xié)議愕难。

類具有結(jié)構(gòu)不具有的其他功能：

• 繼承使一個(gè)類能夠繼承另一個(gè)類的特性早龟。

• 類型轉(zhuǎn)換使您能夠在運(yùn)行時(shí)檢查和解釋類實(shí)例的類型惫霸。

• 去初始化器使類的一個(gè)實(shí)例釋放它分配的任何資源。

• 引用計(jì)數(shù)允許對(duì)一個(gè)類實(shí)例的多個(gè)引用葱弟。

有關(guān)更多信息壹店，請(qǐng)參閱繼承，類型轉(zhuǎn)換芝加，取消初始化和自動(dòng)引用計(jì)數(shù)硅卢。

注意

結(jié)構(gòu)在代碼中傳遞時(shí)總是被復(fù)制，并且不使用引用計(jì)數(shù)藏杖。

定義語法

類和結(jié)構(gòu)具有類似的定義語法将塑。您可以使用class關(guān)鍵字引入具有關(guān)鍵字和結(jié)構(gòu)的類struct。兩者都將其整個(gè)定義放在一對(duì)大括號(hào)內(nèi)：

1. class SomeClass {
2. // class definition goes here
3. }
4. struct SomeStructure {
5. // structure definition goes here
6. }

注意

每當(dāng)你定義一個(gè)新的類或結(jié)構(gòu)時(shí)蝌麸，你都可以有效地定義一個(gè)全新的Swift類型点寥。給出類型UpperCamelCase名稱（如SomeClass和SomeStructure這里）來匹配標(biāo)準(zhǔn)斯威夫特類型的資本（如String，Int和Bool）来吩。相反敢辩，總是給屬性和方法lowerCamelCase名稱（如frameRate和incrementCount）來區(qū)分它們和類型名稱。

下面是一個(gè)結(jié)構(gòu)定義和類定義的例子：

1. struct Resolution {
2. var width = 0
3. var height = 0
4. }
5. class VideoMode {
6. var resolution = Resolution()
7. var interlaced = false
8. var frameRate = 0.0
9. var name: String?
10. }

上面的例子定義了一個(gè)稱為的新結(jié)構(gòu)Resolution來描述基于像素的顯示分辨率误褪。這個(gè)結(jié)構(gòu)有兩個(gè)存儲(chǔ)的屬性，稱為width和height碾褂。存儲(chǔ)屬性是常量或變量兽间，它們被捆綁并存儲(chǔ)為類或結(jié)構(gòu)的一部分。通過將這兩個(gè)屬性Int設(shè)置為初始整數(shù)值正塌，可以將這兩個(gè)屬性推斷為類型0嘀略。

上面的例子還定義了一個(gè)新類VideoMode，用于描述視頻顯示的特定視頻模式乓诽。這個(gè)類有四個(gè)變量存儲(chǔ)的屬性帜羊。第一個(gè)，resolution是用一個(gè)新的Resolution結(jié)構(gòu)實(shí)例初始化的鸠天，它推斷出一個(gè)屬性類型Resolution讼育。對(duì)于其他三個(gè)屬性，VideoMode將使用（意思是“非隔行視頻”）interlaced設(shè)置來初始化新實(shí)例false稠集，播放幀速率為0.0奶段，以及可選String值為name。該name屬性會(huì)自動(dòng)給出默認(rèn)值nil或“無name值”剥纷，因?yàn)樗强蛇x類型痹籍。

類和結(jié)構(gòu)實(shí)例

該Resolution結(jié)構(gòu)定義和VideoMode類定義只說明什么Resolution或VideoMode看起來像。他們自己沒有描述特定的分辨率或視頻模式晦鞋。要做到這一點(diǎn)蹲缠，你需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)結(jié)構(gòu)或類的實(shí)例棺克。

創(chuàng)建實(shí)例的語法對(duì)于結(jié)構(gòu)和類都非常相似：

1. let someResolution = Resolution()
2. let someVideoMode = VideoMode()

結(jié)構(gòu)和類都為新實(shí)例使用初始化語法。最簡(jiǎn)單的初始化語法形式使用類或名稱的結(jié)構(gòu)线定，后跟空括號(hào)娜谊，如Resolution()或VideoMode()。這將創(chuàng)建類或結(jié)構(gòu)的新實(shí)例渔肩，并將任何屬性初始化為默認(rèn)值因俐。類和結(jié)構(gòu)初始化在初始化中有更詳細(xì)的描述。

訪問屬性

您可以使用點(diǎn)語法訪問實(shí)例的屬性周偎。在點(diǎn)語法中抹剩，可以在實(shí)例名稱后面立即寫入屬性名稱，并用句點(diǎn)（.）分隔蓉坎，但不帶任何空格：

1. print("The width of someResolution is \(someResolution.width)")
2. // Prints "The width of someResolution is 0"

在這個(gè)例子中澳眷，someResolution.width指的是width屬性someResolution，并返回它的默認(rèn)初始值0蛉艾。

您可以深入查看子屬性钳踊，例如a width屬性中的resolution屬性VideoMode：

1. print("The width of someVideoMode is \(someVideoMode.resolution.width)")
2. // Prints "The width of someVideoMode is 0"

您也可以使用點(diǎn)語法為變量屬性指定一個(gè)新值：

1. someVideoMode.resolution.width = 1280
2. print("The width of someVideoMode is now \(someVideoMode.resolution.width)")
3. // Prints "The width of someVideoMode is now 1280"

注意

與Objective-C不同的是，Swift使您能夠直接設(shè)置結(jié)構(gòu)屬性的子屬性勿侯。在上面的最后一個(gè)例子中拓瞪，width屬性resolutionproperty someVideoMode是直接設(shè)置的，不需要將整個(gè)resolution屬性設(shè)置為新值助琐。

結(jié)構(gòu)類型的成員初始化程序

所有結(jié)構(gòu)都有一個(gè)自動(dòng)生成的成員初始化程序祭埂，您可以使用它初始化新結(jié)構(gòu)實(shí)例的成員屬性。新實(shí)例屬性的初始值可以按名稱傳遞給成員初始值設(shè)定項(xiàng)：

1. let vga = Resolution(width: 640, height: 480)

與結(jié)構(gòu)不同兵钮，類實(shí)例不會(huì)接收默認(rèn)的成員初始值設(shè)定項(xiàng)蛆橡。初始化中更詳細(xì)地描述在初始化。

結(jié)構(gòu)和枚舉是值類型

甲值類型是一個(gè)類型掘譬，其值被拷貝時(shí)泰演，它被分配給一個(gè)變量或常數(shù)，或當(dāng)它被傳遞給函數(shù)葱轩。

在前面的章節(jié)中睦焕，您實(shí)際上已經(jīng)廣泛使用了值類型。事實(shí)上靴拱，Swift整數(shù)复亏，浮點(diǎn)數(shù)，布爾值缭嫡，字符串缔御，數(shù)組和字典中的所有基本類型都是值類型，并在后臺(tái)實(shí)現(xiàn)為結(jié)構(gòu)妇蛀。

所有結(jié)構(gòu)和枚舉都是Swift中的值類型耕突。這意味著您創(chuàng)建的任何結(jié)構(gòu)和枚舉實(shí)例以及它們具有的任何值類型都會(huì)在您的代碼中傳遞時(shí)始終進(jìn)行復(fù)制笤成。

考慮這個(gè)例子，它使用Resolution了前面例子中的結(jié)構(gòu)：

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

此示例聲明了一個(gè)常量hd眷茁，并將其設(shè)置為使用Resolution全高清視頻的寬度和高度（1920像素寬1080高像素）初始化的實(shí)例炕泳。

然后它聲明一個(gè)變量cinema，并將其設(shè)置為當(dāng)前值hd上祈。因?yàn)?code>Resolution是一個(gè)結(jié)構(gòu)培遵，現(xiàn)有實(shí)例的一個(gè)副本被創(chuàng)建，并且這個(gè)新副本被分配給cinema登刺。雖然hd和cinema現(xiàn)在有相同的寬度和高度籽腕，他們是幕后兩種完全不同的情況。

接下來纸俭，將width屬性cinema修改為用于數(shù)字電影投影的寬度稍寬的2K標(biāo)準(zhǔn)（2048像素寬和1080像素高）：

1. cinema.width = 2048

檢查width屬性cinema顯示它確實(shí)已更改為2048：

1. print("cinema is now \(cinema.width) pixels wide")
2. // Prints "cinema is now 2048 pixels wide"

但是皇耗，width原始hd實(shí)例的屬性仍具有以下舊值1920：

1. print("hd is still \(hd.width) pixels wide")
2. // Prints "hd is still 1920 pixels wide"

當(dāng)cinema給出當(dāng)前值時(shí)hd，存儲(chǔ)在其中的值hd被復(fù)制到新cinema實(shí)例中揍很。最終結(jié)果是兩個(gè)完全分離的實(shí)例郎楼，它們恰好包含相同的數(shù)值。由于它們是單獨(dú)的實(shí)例窒悔，因此設(shè)置寬度cinema以2048不影響存儲(chǔ)的寬度hd呜袁。

相同的行為適用于枚舉：

1. enum CompassPoint {
2. case north, south, east, west
3. }
4. var currentDirection = CompassPoint.west
5. let rememberedDirection = currentDirection
6. currentDirection = .east
7. if rememberedDirection == .west {
8. print("The remembered direction is still .west")
9. }
10. // Prints "The remembered direction is still .west"

當(dāng)rememberedDirection賦值的時(shí)候currentDirection，它實(shí)際上被設(shè)置為該值的一個(gè)副本简珠。currentDirection此后更改此值不會(huì)影響存儲(chǔ)在其中的原始值的副本rememberedDirection阶界。

類是引用類型

與值類型不同，引用類型在分配給變量或常量時(shí)北救，或者傳遞給函數(shù)時(shí)不會(huì)被復(fù)制荐操。而不是副本芜抒，而是使用對(duì)相同現(xiàn)有實(shí)例的引用珍策。

下面是一個(gè)使用VideoMode上面定義的類的示例：

1. let tenEighty = VideoMode()
2. tenEighty.resolution = hd
3. tenEighty.interlaced = true
4. tenEighty.name = "1080i"
5. tenEighty.frameRate = 25.0

本示例聲明了一個(gè)新的常量tenEighty，并將其設(shè)置為引用VideoMode該類的新實(shí)例宅倒。視頻模式被分配的HD分辨率的副本攘宙，1920通過1080從之前。它被設(shè)置為隔行掃描拐迁，并被命名為"1080i"蹭劈。最后，它被設(shè)置為25.0每秒幀數(shù)的幀速率线召。

接下來铺韧，tenEighty將其分配給一個(gè)新的常量，并調(diào)用alsoTenEighty幀速率alsoTenEighty：

1. let alsoTenEighty = tenEighty
2. alsoTenEighty.frameRate = 30.0

因?yàn)轭愂且妙愋停?code>tenEighty并且alsoTenEighty實(shí)際上都引用同一個(gè) VideoMode實(shí)例缓淹。實(shí)際上哈打，它們只是同一個(gè)實(shí)例的兩個(gè)不同名稱塔逃。

檢查frameRate屬性tenEighty顯示它正確報(bào)告30.0來自底層VideoMode實(shí)例的新幀速率：

1. print("The frameRate property of tenEighty is now \(tenEighty.frameRate)")
2. // Prints "The frameRate property of tenEighty is now 30.0"

請(qǐng)注意，tenEighty并alsoTenEighty聲明為常量料仗，而不是變量湾盗。但是，你仍然可以改變tenEighty.frameRate立轧，alsoTenEighty.frameRate因?yàn)槌Ａ?code>tenEighty和alsoTenEighty常量的值本身并沒有改變格粪。tenEighty并且alsoTenEighty它們自己不“存儲(chǔ)” VideoMode實(shí)例 - 相反，它們都指向VideoMode幕后的實(shí)例氛改。它是frameRate底層的屬性VideoMode被更改帐萎，而不是常量引用的值VideoMode。

身份運(yùn)營(yíng)商

由于類是引用類型平窘，因此多個(gè)常量和變量可能會(huì)在幕后引用同一個(gè)類的單個(gè)實(shí)例吓肋。（結(jié)構(gòu)和枚舉也是如此，因?yàn)樗鼈冊(cè)诜峙浣o常量或變量或傳遞給函數(shù)時(shí)總是被復(fù)制瑰艘。）

找出兩個(gè)常量或變量是否指向一個(gè)類的完全相同的實(shí)例有時(shí)會(huì)很有用是鬼。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，Swift提供了兩個(gè)身份運(yùn)算符：

• 與（===） 相同

• 與（!==） 不相同

使用這些運(yùn)算符來檢查兩個(gè)常量或變量是否引用同一個(gè)單一實(shí)例：

1. if tenEighty === alsoTenEighty {
2. print("tenEighty and alsoTenEighty refer to the same VideoMode instance.")
3. }
4. // Prints "tenEighty and alsoTenEighty refer to the same VideoMode instance."

請(qǐng)注意紫新，“與......相同”（用三個(gè)等號(hào)表示均蜜，或者===）并不等同于“等于”（用兩個(gè)等號(hào)表示==）：

• “與......相同”表示類型的兩個(gè)常量或變量指向完全相同的類實(shí)例。

• “等于”意味著兩個(gè)實(shí)例在值中被認(rèn)為是“相等的”或“等價(jià)的”芒率，對(duì)于類型的設(shè)計(jì)者定義的“相等”的某些適當(dāng)?shù)暮x囤耳。

當(dāng)您定義自己的自定義類和結(jié)構(gòu)時(shí)，您有責(zé)任決定兩個(gè)“平等”實(shí)例的合格性偶芍。在等價(jià)運(yùn)算符中描述定義您自己的“等于”和“不等于”運(yùn)算符的實(shí)現(xiàn)的過程充择。

指針

如果您有使用C，C ++或Objective-C的經(jīng)驗(yàn)匪蟀，您可能會(huì)知道這些語言使用指針來引用內(nèi)存中的地址椎麦。引用某個(gè)引用類型的實(shí)例的Swift常量或變量類似于C中的指針，但不是指向內(nèi)存中某個(gè)地址的直接指針材彪，也不需要寫一個(gè)asterisk（*）來指示您是創(chuàng)造一個(gè)參考观挎。相反，這些引用是像Swift中的其他常量或變量一樣定義的段化。

選擇類和結(jié)構(gòu)

您可以使用類和結(jié)構(gòu)來定義自定義數(shù)據(jù)類型嘁捷，以用作程序代碼的構(gòu)建塊。

但是显熏，結(jié)構(gòu)實(shí)例總是按值傳遞雄嚣，而類實(shí)例總是按引用傳遞。這意味著它們適合于不同類型的任務(wù)喘蟆。在考慮項(xiàng)目所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和功能時(shí)缓升，請(qǐng)確定每個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是應(yīng)該定義為類還是結(jié)構(gòu)夷磕。

作為一般指導(dǎo)原則，考慮在適用以下一個(gè)或多個(gè)條件時(shí)創(chuàng)建一個(gè)結(jié)構(gòu)：

• 該結(jié)構(gòu)的主要目的是封裝一些相對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)值仔沿。

• 當(dāng)分配或傳遞該結(jié)構(gòu)的實(shí)例時(shí)坐桩，期望封裝值將被復(fù)制而不是被引用是合理的。

• 結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)的任何屬性都是它們自己的值類型封锉，也可能被復(fù)制而不是引用绵跷。

• 該結(jié)構(gòu)不需要繼承其他現(xiàn)有類型的屬性或行為。

良好的結(jié)構(gòu)候選人的例子包括：

• 幾何形狀的大小成福，也許封裝一個(gè)width屬性和一個(gè)height屬性碾局，都是類型Double。

• 一種引用一系列范圍內(nèi)的范圍的方法奴艾，也許封裝一個(gè)start屬性和一個(gè)length屬性净当，兩者都是類型Int。

• 3D坐標(biāo)系中的一個(gè)點(diǎn)蕴潦，可能是封裝x像啼，y以及z每個(gè)類型的屬性Double。

在所有其他情況下潭苞，定義一個(gè)類忽冻，并創(chuàng)建該類的實(shí)例，以便通過引用進(jìn)行管理和傳遞此疹。實(shí)際上僧诚，這意味著大多數(shù)自定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)該是類而不是結(jié)構(gòu)。

字符串蝗碎，數(shù)組和字典的賦值和復(fù)制行為

在夫特湖笨，許多基本的數(shù)據(jù)類型，如String蹦骑，Array以及Dictionary被實(shí)現(xiàn)為結(jié)構(gòu)慈省。這意味著如果將字符串，數(shù)組和字典等數(shù)據(jù)分配給新的常量或變量脊串，或者將它們傳遞給函數(shù)或方法時(shí)辫呻，它們將被復(fù)制清钥。

此行為是不同的基金：NSString琼锋，NSArray，和NSDictionary為類祟昭，而不是結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)缕坎。基金會(huì)中的字符串篡悟，數(shù)組和字典始終作為對(duì)現(xiàn)有實(shí)例的引用進(jìn)行分配和傳遞谜叹，而不是作為副本匾寝。

注意

上面的描述涉及字符串，數(shù)組和字典的“復(fù)制”荷腊。您在代碼中看到的行為將始終像發(fā)生副本一樣艳悔。但是，當(dāng)絕對(duì)必要時(shí)女仰，Swift僅在幕后執(zhí)行實(shí)際的副本猜年。Swift管理所有值復(fù)制以確保最佳性能，并且您不應(yīng)該避免分配嘗試搶占此優(yōu)化疾忍。