Swift5.1—指定构造器和便利构造器

指定构造器是类中最主要的构造器。一个指定构造器将初始化类中提供的所有属性，并调用合适的父类构造器让构造过程沿着父类链继续往上进行。

类倾向于拥有极少的指定构造器，普遍的是一个类只拥有一个指定构造器。指定构造器像一个个“漏斗”放在构造过程发生的地方，让构造过程沿着父类链继续往上进行。

每一个类都必须至少拥有一个指定构造器。在某些情况下，许多类通过继承了父类中的指定构造器而满足了这个条件。具体内容请参考后续章节 构造器的自动继承。

便利构造器是类中比较次要的、辅助型的构造器。你可以定义便利构造器来调用同一个类中的指定构造器，并为部分形参提供默认值。你也可以定义便利构造器来创建一个特殊用途或特定输入值的实例。

你应当只在必要的时候为类提供便利构造器，比方说某种情况下通过使用便利构造器来快捷调用某个指定构造器，能够节省更多开发时间并让类的构造过程更清晰明了。

指定构造器和便利构造器的语法

类的指定构造器的写法跟值类型简单构造器一样：

init(parameters) {
    statements
}

便利构造器也采用相同样式的写法，但需要在 init 关键字之前放置 convenience 关键字，并使用空格将它们俩分开：

convenience init(parameters) {
    statements
}

类类型的构造器代理

为了简化指定构造器和便利构造器之间的调用关系，Swift 构造器之间的代理调用遵循以下三条规则：

规则 1

指定构造器必须调用其直接父类的的指定构造器。

规则 2

便利构造器必须调用同类中定义的其它构造器。

规则 3

便利构造器最后必须调用指定构造器。

一个更方便记忆的方法是：

• 指定构造器必须总是向上代理
• 便利构造器必须总是横向代理

这些规则可以通过下面图例来说明：

如图所示，父类中包含一个指定构造器和两个便利构造器。其中一个便利构造器调用了另外一个便利构造器，而后者又调用了唯一的指定构造器。这满足了上面提到的规则 2 和 3。这个父类没有自己的父类，所以规则 1 没有用到。

子类中包含两个指定构造器和一个便利构造器。便利构造器必须调用两个指定构造器中的任意一个，因为它只能调用同一个类里的其他构造器。这满足了上面提到的规则 2 和 3。而两个指定构造器必须调用父类中唯一的指定构造器，这满足了规则 1。

注意

这些规则不会影响类的实例如何创建。任何上图中展示的构造器都可以用来创建完全初始化的实例。这些规则只影响类的构造器如何实现。

下面图例中展示了一种涉及四个类的更复杂的类层级结构。它演示了指定构造器是如何在类层级中充当“漏斗”的作用，在类的构造器链上简化了类之间的相互关系。

接下来的例子将在实践中展示指定构造器、便利构造器以及构造器的自动继承。这个例子定义了包含三个类 Food、RecipeIngredient 以及 ShoppingListItem 的层级结构，并将演示它们的构造器是如何相互作用的。

类层次中的基类是 Food，它是一个简单的用来封装食物名字的类。Food 类引入了一个叫做 name 的 String 类型的属性，并且提供了两个构造器来创建 Food 实例：

class Food {
    var name: String
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
    convenience init() {
        self.init(name: "[Unnamed]")
    }
}

下图中展示了 Food 的构造器链：

Food 构造器链

类类型没有默认的逐一成员构造器，所以 Food 类提供了一个接受单一参数 name 的指定构造器。这个构造器可以使用一个特定的名字来创建新的 Food 实例：

let namedMeat = Food(name: "Bacon")
// namedMeat 的名字是 "Bacon"

Food 类中的构造器 init(name: String) 被定义为一个指定构造器，因为它能确保 Food 实例的所有存储型属性都被初始化。Food 类没有父类，所以 init(name: String) 构造器不需要调用 super.init() 来完成构造过程。

Food 类同样提供了一个没有参数的便利构造器 init()。这个 init() 构造器为新食物提供了一个默认的占位名字，通过横向代理到指定构造器 init(name: String) 并给参数 name 赋值为 [Unnamed] 来实现：

let mysteryMeat = Food()
// mysteryMeat 的名字是 [Unnamed]

层级中的第二个类是 Food 的子类 RecipeIngredient。RecipeIngredient 类用来表示食谱中的一项原料。它引入了 Int 类型的属性 quantity（以及从 Food 继承过来的 name 属性），并且定义了两个构造器来创建 RecipeIngredient 实例：

class RecipeIngredient: Food {
    var quantity: Int
    init(name: String, quantity: Int) {
        self.quantity = quantity
        super.init(name: name)
    }
    override convenience init(name: String) {
        self.init(name: name, quantity: 1)
    }
}

下图中展示了 RecipeIngredient 类的构造器链：

RecipeIngredient 构造器

RecipeIngredient 类拥有一个指定构造器 init(name: String, quantity: Int)，它可以用来填充 RecipeIngredient 实例的所有属性值。这个构造器一开始先将传入的 quantity 实参赋值给 quantity 属性，这个属性也是唯一在 RecipeIngredient 中新引入的属性。随后，构造器向上代理到父类 Food 的 init(name: String)。这个过程满足 两段式构造过程 中的安全检查 1。

RecipeIngredient 也定义了一个便利构造器 init(name: String)，它只通过 name 来创建 RecipeIngredient 的实例。这个便利构造器假设任意 RecipeIngredient 实例的 quantity 为 1，所以不需要显式的质量即可创建出实例。这个便利构造器的定义可以更加方便和快捷地创建实例，并且避免了创建多个 quantity 为 1 的 RecipeIngredient 实例时的代码重复。这个便利构造器只是简单地横向代理到类中的指定构造器，并为 quantity 参数传递 1。

RecipeIngredient 的便利构造器 init(name: String) 使用了跟 Food 中指定构造器 init(name: String) 相同的形参。由于这个便利构造器重写了父类的指定构造器 init(name: String)，因此必须在前面使用 override 修饰符（参见 构造器的继承和重写）。

尽管 RecipeIngredient 将父类的指定构造器重写为了便利构造器，但是它依然提供了父类的所有指定构造器的实现。因此，RecipeIngredient 会自动继承父类的所有便利构造器。

在这个例子中，RecipeIngredient 的父类是 Food，它有一个便利构造器 init()。这个便利构造器会被 RecipeIngredient 继承。这个继承版本的 init() 在功能上跟 Food 提供的版本是一样的，只是它会代理到 RecipeIngredient 版本的 init(name: String) 而不是 Food 提供的版本。

所有的这三种构造器都可以用来创建新的 RecipeIngredient 实例：

let oneMysteryItem = RecipeIngredient()
let oneBacon = RecipeIngredient(name: "Bacon")
let sixEggs = RecipeIngredient(name: "Eggs", quantity: 6)

类层级中第三个也是最后一个类是 RecipeIngredient 的子类，叫做 ShoppingListItem。这个类构建了购物单中出现的某一种食谱原料。

购物单中的每一项总是从未购买状态开始的。为了呈现这一事实，ShoppingListItem 引入了一个 Boolean（布尔类型） 的属性 purchased，它的默认值是 false。

ShoppingListItem 还添加了一个计算型属性 description，它提供了关于 ShoppingListItem 实例的一些文字描述：

class ShoppingListItem: RecipeIngredient {
    var purchased = false
    var description: String {
        var output = "\(quantity) x \(name)"
        output += purchased ? " ✔" : " ✘"
        return output
    }
}

注意

ShoppingListItem 没有定义构造器来为 purchased 提供初始值，因为添加到购物单的物品的初始状态总是未购买。

因为它为自己引入的所有属性都提供了默认值，并且自己没有定义任何构造器，ShoppingListItem 将自动继承所有父类中的指定构造器和便利构造器。

下图展示了这三个类的构造器链：

三类构造器图

你可以使用三个继承来的构造器来创建 ShoppingListItem 的新实例：

var breakfastList = [
    ShoppingListItem(),
    ShoppingListItem(name: "Bacon"),
    ShoppingListItem(name: "Eggs", quantity: 6),
]
breakfastList[0].name = "Orange juice"
breakfastList[0].purchased = true
for item in breakfastList {
    print(item.description)
}
// 1 x orange juice ✔
// 1 x bacon ✘
// 6 x eggs ✘

如上所述，例子中通过字面量方式创建了一个数组 breakfastList，它包含了三个 ShoppingListItem 实例，因此数组的类型也能被自动推导为 [ShoppingListItem]。在数组创建完之后，数组中第一个 ShoppingListItem 实例的名字从 [Unnamed] 更改为 Orange juice，并标记状态为已购买。打印数组中每个元素的描述显示了它们都已按照预期被赋值。