Swift5.1—两段式构造过程

简介: Swift5.1—两段式构造过程

Swift 中类的构造过程包含两个阶段。第一个阶段,类中的每个存储型属性赋一个初始值。当每个存储型属性的初始值被赋值后,第二阶段开始,它给每个类一次机会,在新实例准备使用之前进一步自定义它们的存储型属性。


两段式构造过程的使用让构造过程更安全,同时在整个类层级结构中给予了每个类完全的灵活性。两段式构造过程可以防止属性值在初始化之前被访问,也可以防止属性被另外一个构造器意外地赋予不同的值。


注意

Swift 的两段式构造过程跟 Objective-C 中的构造过程类似。最主要的区别在于阶段 1,Objective-C 给每一个属性赋值 0 或空值(比如说 0nil)。Swift 的构造流程则更加灵活,它允许你设置定制的初始值,并自如应对某些属性不能以 0nil 作为合法默认值的情况。


Swift 编译器将执行 4 种有效的安全检查,以确保两段式构造过程不出错地完成:


安全检查 1


指定构造器必须保证它所在类的所有属性都必须先初始化完成,之后才能将其它构造任务向上代理给父类中的构造器。


如上所述,一个对象的内存只有在其所有存储型属性确定之后才能完全初始化。为了满足这一规则,指定构造器必须保证它所在类的属性在它往上代理之前先完成初始化。


安全检查 2


指定构造器必须在为继承的属性设置新值之前向上代理调用父类构造器。如果没这么做,指定构造器赋予的新值将被父类中的构造器所覆盖。


安全检查 3


便利构造器必须为任意属性(包括所有同类中定义的)赋新值之前代理调用其它构造器。如果没这么做,便利构造器赋予的新值将被该类的指定构造器所覆盖。


安全检查 4


构造器在第一阶段构造完成之前,不能调用任何实例方法,不能读取任何实例属性的值,不能引用 self 作为一个值。


类的实例在第一阶段结束以前并不是完全有效的。只有第一阶段完成后,类的实例才是有效的,才能访问属性和调用方法。


以下是基于上述安全检查的两段式构造过程展示:


阶段 1


  • 类的某个指定构造器或便利构造器被调用。
  • 完成类的新实例内存的分配,但此时内存还没有被初始化。
  • 指定构造器确保其所在类引入的所有存储型属性都已赋初值。存储型属性所属的内存完成初始化。
  • 指定构造器切换到父类的构造器,对其存储属性完成相同的任务。
  • 这个过程沿着类的继承链一直往上执行,直到到达继承链的最顶部。
  • 当到达了继承链最顶部,而且继承链的最后一个类已确保所有的存储型属性都已经赋值,这个实例的内存被认为已经完全初始化。此时阶段 1 完成。


阶段 2


  • 从继承链顶部往下,继承链中每个类的指定构造器都有机会进一步自定义实例。构造器此时可以访问 self、修改它的属性并调用实例方法等等。
  • 最终,继承链中任意的便利构造器有机会自定义实例和使用 self


下图展示了在假定的子类和父类之间的构造阶段 1:


2466108-07e7f62e578c66d5.webp.jpg


在这个例子中,构造过程从对子类中一个便利构造器的调用开始。这个便利构造器此时还不能修改任何属性,它会代理到该类中的指定构造器。


如安全检查 1 所示,指定构造器将确保所有子类的属性都有值。然后它将调用父类的指定构造器,并沿着继承链一直往上完成父类的构造过程。


父类中的指定构造器确保所有父类的属性都有值。由于没有更多的父类需要初始化,也就无需继续向上代理。


一旦父类中所有属性都有了初始值,实例的内存被认为是完全初始化,阶段 1 完成。

以下展示了相同构造过程的阶段 2:


2466108-568574627bf2070f.webp.jpg


父类中的指定构造器现在有机会进一步自定义实例(尽管这不是必须的)。


一旦父类中的指定构造器完成调用,子类中的指定构造器可以执行更多的自定义操作(这也不是必须的)。


最终,一旦子类的指定构造器完成调用,最开始被调用的便利构造器可以执行更多的自定义操作。

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