可选链式调用

可选链式调用是一种可以在当前值可能为 nil 的可选值上请求和调用属性、方法及下标的方法。如果可选值有值，那么调用就会成功；如果可选值是 nil，那么调用将返回 nil。多个调用可以连接在一起形成一个调用链，如果其中任何一个节点为 nil，整个调用链都会失败，即返回 nil。

注意

Swift 的可选链式调用和 Objective-C 中向 nil 发送消息有些相像，但是 Swift 的可选链式调用可以应用于任意类型，并且能检查调用是否成功。

使用可选链式调用代替强制展开

通过在想调用的属性、方法，或下标的可选值后面放一个问号（?），可以定义一个可选链。这一点很像在可选值后面放一个叹号（!）来强制展开它的值。它们的主要区别在于当可选值为空时可选链式调用只会调用失败，然而强制展开将会触发运行时错误。

为了反映可选链式调用可以在空值（nil）上调用的事实，不论这个调用的属性、方法及下标返回的值是不是可选值，它的返回结果都是一个可选值。你可以利用这个返回值来判断你的可选链式调用是否调用成功，如果调用有返回值则说明调用成功，返回 nil 则说明调用失败。

这里需要特别指出，可选链式调用的返回结果与原本的返回结果具有相同的类型，但是被包装成了一个可选值。例如，使用可选链式调用访问属性，当可选链式调用成功时，如果属性原本的返回结果是 Int 类型，则会变为 Int? 类型。

下面几段代码将解释可选链式调用和强制展开的不同。

首先定义两个类 Person 和 Residence：

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class Person {
    var residence: Residence?
}

class Residence {
    var numberOfRooms = 1
}

Residence 有一个 Int 类型的属性 numberOfRooms，其默认值为 1。Person 具有一个可选的 residence 属性，其类型为 Residence?。

假如你创建了一个新的 Person 实例，它的 residence 属性由于是可选类型而将被初始化为 nil，在下面的代码中，john 有一个值为 nil 的 residence 属性：

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let john = Person()

如果使用叹号（!）强制展开获得这个 john 的 residence 属性中的 numberOfRooms 值，会触发运行时错误，因为这时 residence 没有可以展开的值：

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let roomCount = john.residence!.numberOfRooms
// 这会引发运行时错误

john.residence 为非 nil 值的时候，上面的调用会成功，并且把 roomCount 设置为 Int 类型的房间数量。正如上面提到的，当 residence 为 nil 的时候，上面这段代码会触发运行时错误。

可选链式调用提供了另一种访问 numberOfRooms 的方式，使用问号（?）来替代原来的叹号（!）：

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if let roomCount = john.residence?.numberOfRooms {
    print("John's residence has \(roomCount) room(s).")
} else {
    print("Unable to retrieve the number of rooms.")
}
// 打印“Unable to retrieve the number of rooms.”

在 residence 后面添加问号之后，Swift 就会在 residence 不为 nil 的情况下访问 numberOfRooms。

因为访问 numberOfRooms 有可能失败，可选链式调用会返回 Int? 类型，或称为“可选的 Int”。如上例所示，当 residence 为 nil 的时候，可选的 Int 将会为 nil，表明无法访问 numberOfRooms。访问成功时，可选的 Int 值会通过可选绑定展开，并赋值给非可选类型的 roomCount 常量。

要注意的是，即使 numberOfRooms 是非可选的 Int 时，这一点也成立。只要使用可选链式调用就意味着 numberOfRooms 会返回一个 Int? 而不是 Int。

可以将一个 Residence 的实例赋给 john.residence，这样它就不再是 nil 了：

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john.residence = Residence()

john.residence 现在包含一个实际的 Residence 实例，而不再是 nil。如果你试图使用先前的可选链式调用访问 numberOfRooms，它现在将返回值为 1 的 Int? 类型的值：

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if let roomCount = john.residence?.numberOfRooms {
    print("John's residence has \(roomCount) room(s).")
} else {
    print("Unable to retrieve the number of rooms.")
}
// 打印“John's residence has 1 room(s).”

为可选链式调用定义模型类

通过使用可选链式调用可以调用多层属性、方法和下标。这样可以在复杂的模型中向下访问各种子属性，并且判断能否访问子属性的属性、方法和下标。

下面这段代码定义了四个模型类，这些例子包括多层可选链式调用。为了方便说明，在 Person 和 Residence 的基础上增加了 Room 类和 Address 类，以及相关的属性、方法以及下标。

Person 类的定义基本保持不变：

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class Person {
    var residence: Residence?
}

Residence 类比之前复杂些，增加了一个名为 rooms 的变量属性，该属性被初始化为 [Room] 类型的空数组：

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class Residence {
    var rooms = [Room]()
    var numberOfRooms: Int {
        return rooms.count
    }
    subscript(i: Int) -> Room {
        get {
            return rooms[i]
        }
        set {
            rooms[i] = newValue
        }
    }
    func printNumberOfRooms() {
        print("The number of rooms is \(numberOfRooms)")
    }
    var address: Address?
}

现在 Residence 有了一个存储 Room 实例的数组，numberOfRooms 属性被实现为计算型属性，而不是存储型属性。numberOfRooms 属性简单地返回 rooms 数组的 count 属性的值。

Residence 还提供了访问 rooms 数组的快捷方式，即提供可读写的下标来访问 rooms 数组中指定位置的元素。

此外，Residence 还提供了 printNumberOfRooms 方法，这个方法的作用是打印 numberOfRooms 的值。

最后，Residence 还定义了一个可选属性 address，其类型为 Address?。Address 类的定义在下面会说明。

Room 类是一个简单类，其实例被存储在 rooms 数组中。该类只包含一个属性 name，以及一个用于将该属性设置为适当的房间名的初始化函数：

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class Room {
    let name: String
    init(name: String) { self.name = name }
}

最后一个类是 Address，这个类有三个 String? 类型的可选属性。buildingName 以及 buildingNumber 属性分别表示大厦的名称和号码，第三个属性 street 表示大厦所在街道的名称：

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class Address {
    var buildingName: String?
    var buildingNumber: String?
    var street: String?
    func buildingIdentifier() -> String? {
        if buildingName != nil {
            return buildingName
        } else if let buildingNumber = buildingNumber, let street = street {
            return "\(buildingNumber) \(street)"
        } else {
            return nil
        }
    }
}

Address 类提供了 buildingIdentifier() 方法，返回值为 String?。 如果 buildingName 有值则返回 buildingName。或者，如果 buildingNumber 和 street 均有值，则返回两者拼接得到的字符串。否则，返回 nil。

通过可选链式调用访问属性

正如 使用可选链式调用代替强制展开 中所述，可以通过可选链式调用在一个可选值上访问它的属性，并判断访问是否成功。

使用前面定义过的类，创建一个 Person 实例，然后像之前一样，尝试访问 numberOfRooms 属性：

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let john = Person()
if let roomCount = john.residence?.numberOfRooms {
    print("John's residence has \(roomCount) room(s).")
} else {
    print("Unable to retrieve the number of rooms.")
}
// 打印“Unable to retrieve the number of rooms.”

因为 john.residence 为 nil，所以这个可选链式调用依旧会像先前一样失败。

还可以通过可选链式调用来设置属性值：

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let someAddress = Address()
someAddress.buildingNumber = "29"
someAddress.street = "Acacia Road"
john.residence?.address = someAddress

在这个例子中，通过 john.residence 来设定 address 属性也会失败，因为 john.residence 当前为 nil。

上面代码中的赋值过程是可选链式调用的一部分，这意味着可选链式调用失败时，等号右侧的代码不会被执行。对于上面的代码来说，很难验证这一点，因为像这样赋值一个常量没有任何副作用。下面的代码完成了同样的事情，但是它使用一个函数来创建 Address 实例，然后将该实例返回用于赋值。该函数会在返回前打印“Function was called”，这使你能验证等号右侧的代码是否被执行。

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func createAddress() -> Address {
    print("Function was called.")

    let someAddress = Address()
    someAddress.buildingNumber = "29"
    someAddress.street = "Acacia Road"

    return someAddress
}
john.residence?.address = createAddress()

没有任何打印消息，可以看出 createAddress() 函数并未被执行。

通过可选链式调用来调用方法

可以通过可选链式调用来调用方法，并判断是否调用成功，即使这个方法没有返回值。

Residence 类中的 printNumberOfRooms() 方法打印当前的 numberOfRooms 值，如下所示：

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func printNumberOfRooms() {
    print("The number of rooms is \(numberOfRooms)")
}

这个方法没有返回值。然而，没有返回值的方法具有隐式的返回类型 Void，如 无返回值函数 中所述。这意味着没有返回值的方法也会返回 ()，或者说空的元组。

如果在可选值上通过可选链式调用来调用这个方法，该方法的返回类型会是 Void?，而不是 Void，因为通过可选链式调用得到的返回值都是可选的。这样我们就可以使用 if 语句来判断能否成功调用 printNumberOfRooms() 方法，即使方法本身没有定义返回值。通过判断返回值是否为 nil 可以判断调用是否成功：

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if john.residence?.printNumberOfRooms() != nil {
    print("It was possible to print the number of rooms.")
} else {
    print("It was not possible to print the number of rooms.")
}
// 打印“It was not possible to print the number of rooms.”

同样的，可以据此判断通过可选链式调用为属性赋值是否成功。在上面的 通过可选链式调用访问属性 的例子中，我们尝试给 john.residence 中的 address 属性赋值，即使 residence 为 nil。通过可选链式调用给属性赋值会返回 Void?，通过判断返回值是否为 nil 就可以知道赋值是否成功：

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if (john.residence?.address = someAddress) != nil {
    print("It was possible to set the address.")
} else {
    print("It was not possible to set the address.")
}
// 打印“It was not possible to set the address.”

通过可选链式调用访问下标

通过可选链式调用，我们可以在一个可选值上访问下标，并且判断下标调用是否成功。

注意

通过可选链式调用访问可选值的下标时，应该将问号放在下标方括号的前面而不是后面。可选链式调用的问号一般直接跟在可选表达式的后面。

下面这个例子用下标访问 john.residence 属性存储的 Residence 实例的 rooms 数组中的第一个房间的名称，因为 john.residence 为 nil，所以下标调用失败了：

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if let firstRoomName = john.residence?[0].name {
    print("The first room name is \(firstRoomName).")
} else {
    print("Unable to retrieve the first room name.")
}
// 打印“Unable to retrieve the first room name.”

在这个例子中，问号直接放在 john.residence 的后面，并且在方括号的前面，因为 john.residence 是可选值。

类似的，可以通过下标，用可选链式调用来赋值：

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john.residence?[0] = Room(name: "Bathroom")

这次赋值同样会失败，因为 residence 目前是 nil。

如果你创建一个 Residence 实例，并为其 rooms 数组添加一些 Room 实例，然后将 Residence 实例赋值给 john.residence，那就可以通过可选链和下标来访问数组中的元素：

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let johnsHouse = Residence()
johnsHouse.rooms.append(Room(name: "Living Room"))
johnsHouse.rooms.append(Room(name: "Kitchen"))
john.residence = johnsHouse

if let firstRoomName = john.residence?[0].name {
    print("The first room name is \(firstRoomName).")
} else {
    print("Unable to retrieve the first room name.")
}
// 打印“The first room name is Living Room.”

访问可选类型的下标

如果下标返回可选类型值，比如 Swift 中 Dictionary 类型的键的下标，可以在下标的结尾括号后面放一个问号来在其可选返回值上进行可选链式调用：

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var testScores = ["Dave": [86, 82, 84], "Bev": [79, 94, 81]]
testScores["Dave"]?[0] = 91
testScores["Bev"]?[0] += 1
testScores["Brian"]?[0] = 72
// "Dave" 数组现在是 [91, 82, 84]，"Bev" 数组现在是 [80, 94, 81]

上面的例子中定义了一个 testScores 数组，包含了两个键值对，分别把 String 类型的键映射到一个 Int 值的数组。这个例子用可选链式调用把 "Dave" 数组中第一个元素设为 91，把 "Bev" 数组的第一个元素 +1，然后尝试把 "Brian" 数组中的第一个元素设为 72。前两个调用成功，因为 testScores 字典中包含 "Dave" 和 "Bev" 这两个键。但是 testScores 字典中没有 "Brian" 这个键，所以第三个调用失败。

连接多层可选链式调用

可以通过连接多个可选链式调用在更深的模型层级中访问属性、方法以及下标。然而，多层可选链式调用不会增加返回值的可选层级。

也就是说：

• 如果你访问的值不是可选的，可选链式调用将会返回可选值。
• 如果你访问的值就是可选的，可选链式调用不会让可选返回值变得“更可选”。

因此：

• 通过可选链式调用访问一个 Int 值，将会返回 Int?，无论使用了多少层可选链式调用。
• 类似的，通过可选链式调用访问 Int? 值，依旧会返回 Int? 值，并不会返回 Int??。

下面的例子尝试访问 john 中的 residence 属性中的 address 属性中的 street 属性。这里使用了两层可选链式调用，residence 以及 address 都是可选值：

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if let johnsStreet = john.residence?.address?.street {
    print("John's street name is \(johnsStreet).")
} else {
    print("Unable to retrieve the address.")
}
// 打印“Unable to retrieve the address.”

john.residence 现在包含一个有效的 Residence 实例。然而，john.residence.address 的值当前为 nil。因此，调用 john.residence?.address?.street 会失败。

需要注意的是，上面的例子中，street 的属性为 String?。john.residence?.address?.street 的返回值也依然是 String?，即使已经使用了两层可选链式调用。

如果为 john.residence.address 赋值一个 Address 实例，并且为 address 中的 street 属性设置一个有效值，我们就能过通过可选链式调用来访问 street 属性：

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let johnsAddress = Address()
johnsAddress.buildingName = "The Larches"
johnsAddress.street = "Laurel Street"
john.residence?.address = johnsAddress

if let johnsStreet = john.residence?.address?.street {
    print("John's street name is \(johnsStreet).")
} else {
    print("Unable to retrieve the address.")
}
// 打印“John's street name is Laurel Street.”

在上面的例子中，因为 john.residence 包含一个有效的 Address 实例，所以对 john.residence 的 address 属性赋值将会成功。

在方法的可选返回值上进行可选链式调用

上面的例子展示了如何在一个可选值上通过可选链式调用来获取它的属性值。我们还可以在一个可选值上通过可选链式调用来调用方法，并且可以根据需要继续在方法的可选返回值上进行可选链式调用。

在下面的例子中，通过可选链式调用来调用 Address 的 buildingIdentifier() 方法。这个方法返回 String? 类型的值。如上所述，通过可选链式调用来调用该方法，最终的返回值依旧会是 String? 类型：

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if let buildingIdentifier = john.residence?.address?.buildingIdentifier() {
    print("John's building identifier is \(buildingIdentifier).")
}
// 打印“John's building identifier is The Larches.”

如果要在该方法的返回值上进行可选链式调用，在方法的圆括号后面加上问号即可：

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if let beginsWithThe =
    john.residence?.address?.buildingIdentifier()?.hasPrefix("The") {
        if beginsWithThe {
            print("John's building identifier begins with \"The\".")
        } else {
            print("John's building identifier does not begin with \"The\".")
        }
}
// 打印“John's building identifier begins with "The".”

注意

在上面的例子中，在方法的圆括号后面加上问号是因为你要在 buildingIdentifier() 方法的可选返回值上进行可选链式调用，而不是 buildingIdentifier() 方法本身。

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析构过程

析构器只适用于类类型，当一个类的实例被释放之前，析构器会被立即调用。析构器用关键字 deinit 来标示，类似于构造器要用 init 来标示。

析构过程原理

Swift 会自动释放不再需要的实例以释放资源。如 自动引用计数 章节中所讲述，Swift 通过自动引用计数（ARC) 处理实例的内存管理。通常当你的实例被释放时不需要手动地去清理。但是，当使用自己的资源时，你可能需要进行一些额外的清理。例如，如果创建了一个自定义的类来打开一个文件，并写入一些数据，你可能需要在类实例被释放之前手动去关闭该文件。

在类的定义中，每个类最多只能有一个析构器，而且析构器不带任何参数和圆括号，如下所示：

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deinit {
    // 执行析构过程
}

析构器是在实例释放发生前被自动调用的。你不能主动调用析构器。子类继承了父类的析构器，并且在子类析构器实现的最后，父类的析构器会被自动调用。即使子类没有提供自己的析构器，父类的析构器也同样会被调用。

因为直到实例的析构器被调用后，实例才会被释放，所以析构器可以访问实例的所有属性，并且可以根据那些属性可以修改它的行为（比如查找一个需要被关闭的文件）。

析构器实践

这是一个析构器实践的例子。这个例子描述了一个简单的游戏，这里定义了两种新类型，分别是 Bank 和 Player。Bank 类管理一种虚拟硬币，确保流通的硬币数量永远不可能超过 10,000。在游戏中有且只能有一个 Bank 存在，因此 Bank 用类来实现，并使用类型属性和类型方法来存储和管理其当前状态。

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class Bank {
    static var coinsInBank = 10_000
    static func distribute(coins numberOfCoinsRequested: Int) -> Int {
        let numberOfCoinsToVend = min(numberOfCoinsRequested, coinsInBank)
        coinsInBank -= numberOfCoinsToVend
        return numberOfCoinsToVend
    }
    static func receive(coins: Int) {
        coinsInBank += coins
    }
}

Bank 使用 coinsInBank 属性来跟踪它当前拥有的硬币数量。Bank 还提供了两个方法，distribute(coins:) 和 receive(coins:)，分别用来处理硬币的分发和收集。

distribute(coins:) 方法在 Bank 对象分发硬币之前检查是否有足够的硬币。如果硬币不足，Bank 对象会返回一个比请求时小的数字（如果 Bank 对象中没有硬币了就返回 0）。此方法返回一个整型值，表示提供的硬币的实际数量。

receive(coins:) 方法只是将 Bank 实例接收到的硬币数目加回硬币存储中。

Player 类描述了游戏中的一个玩家。每一个玩家在任意时间都有一定数量的硬币存储在他们的钱包中。这通过玩家的 coinsInPurse 属性来表示：

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class Player {
    var coinsInPurse: Int
    init(coins: Int) {
        coinsInPurse = Bank.distribute(coins: coins)
    }
    func win(coins: Int) {
        coinsInPurse += Bank.distribute(coins: coins)
    }
    deinit {
        Bank.receive(coins: coinsInPurse)
    }
}

每个 Player 实例在初始化的过程中，都从 Bank 对象获取指定数量的硬币。如果没有足够的硬币可用，Player 实例可能会收到比指定数量少的硬币。

Player 类定义了一个 win(coins:) 方法，该方法从 Bank 对象获取一定数量的硬币，并把它们添加到玩家的钱包。Player 类还实现了一个析构器，这个析构器在 Player 实例释放前被调用。在这里，析构器的作用只是将玩家的所有硬币都返还给 Bank 对象：

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var playerOne: Player? = Player(coins: 100)
print("A new player has joined the game with \(playerOne!.coinsInPurse) coins")
// 打印“A new player has joined the game with 100 coins”
print("There are now \(Bank.coinsInBank) coins left in the bank")
// 打印“There are now 9900 coins left in the bank”

创建一个 Player 实例的时候，会向 Bank 对象申请得到 100 个硬币，前提是有足够的硬币可用。这个 Player 实例存储在一个名为 playerOne 的可选类型的变量中。这里使用了一个可选类型的变量，是因为玩家可以随时离开游戏，设置为可选使你可以追踪玩家当前是否在游戏中。

因为 playerOne 是可选的，所以在访问其 coinsInPurse 属性来打印钱包中的硬币数量和调用 win(coins:) 方法时，使用感叹号（!）强制解包：

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playerOne!.win(coins: 2_000)
print("PlayerOne won 2000 coins & now has \(playerOne!.coinsInPurse) coins")
// 打印“PlayerOne won 2000 coins & now has 2100 coins”
print("The bank now only has \(Bank.coinsInBank) coins left")
// 打印“The bank now only has 7900 coins left”

在这里，玩家已经赢得了 2,000 枚硬币，所以玩家的钱包中现在有 2,100 枚硬币，而 Bank 对象只剩余 7,900 枚硬币。

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playerOne = nil
print("PlayerOne has left the game")
// 打印“PlayerOne has left the game”
print("The bank now has \(Bank.coinsInBank) coins")
// 打印“The bank now has 10000 coins”

玩家现在已经离开了游戏。这通过将可选类型的 playerOne 变量设置为 nil 来表示，意味着“没有 Player 实例”。当这一切发生时，playerOne 变量对 Player 实例的引用被破坏了。没有其它属性或者变量引用 Player 实例，因此该实例会被释放，以便回收内存。在这之前，该实例的析构器被自动调用，玩家的硬币被返还给银行。

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构造过程

构造过程是使用类、结构体或枚举类型的实例之前的准备过程。在新实例使用前有个过程是必须的，它包括设置实例中每个存储属性的初始值和执行其他必须的设置或构造过程。

你要通过定义构造器来实现构造过程，它就像用来创建特定类型新实例的特殊方法。与 Objective-C 中的构造器不同，Swift 的构造器没有返回值。它们的主要任务是保证某种类型的新实例在第一次使用前完成正确的初始化。

类的实例也可以通过实现析构器来执行它释放之前自定义的清理工作。想了解更多关于析构器的内容，请参 考 析构过程。

存储属性的初始赋值

类和结构体在创建实例时，必须为所有存储型属性设置合适的初始值。存储型属性的值不能处于一个未知的状态。

你可以在构造器中为存储型属性设置初始值，也可以在定义属性时分配默认值。以下小节将详细介绍这两种方法。

注意

当你为存储型属性分配默认值或者在构造器中为设置初始值时，它们的值是被直接设置的，不会触发任何属性观察者。

构造器

构造器在创建某个特定类型的新实例时被调用。它的最简形式类似于一个不带任何形参的实例方法，以关键字 init 命名：

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init() {
    // 在此处执行构造过程
}

下面例子中定义了一个用来保存华氏温度的结构体 Fahrenheit，它拥有一个 Double 类型的存储型属性 temperature：

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struct Fahrenheit {
    var temperature: Double
    init() {
        temperature = 32.0
    }
}
var f = Fahrenheit()
print("The default temperature is \(f.temperature)° Fahrenheit")
// 打印“The default temperature is 32.0° Fahrenheit”

这个结构体定义了一个不带形参的构造器 init，并在里面将存储型属性 temperature 的值初始化为 32.0（华氏温度下水的冰点）。

默认属性值

如前所述，你可以在构造器中为存储型属性设置初始值。同样，你也可以在属性声明时为其设置默认值。

注意

如果一个属性总是使用相同的初始值，那么为其设置一个默认值比每次都在构造器中赋值要好。两种方法的最终结果是一样的，只不过使用默认值让属性的初始化和声明结合得更紧密。它能让你的构造器更简洁、更清晰，且能通过默认值自动推导出属性的类型；同时，它也能让你充分利用默认构造器、构造器继承等特性，后续章节将讲到。

你可以通过在属性声明时为 temperature 提供默认值来使用更简单的方式定义结构体 Fahrenheit ：

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struct Fahrenheit {
    var temperature = 32.0
}

自定义构造过程

你可以通过输入形参和可选属性类型来自定义构造过程，也可以在构造过程中分配常量属性。这些都将在后面章节中提到。

形参的构造过程

自定义构造过程时，可以在定义中提供构造形参，指定其值的类型和名字。构造形参的功能和语法跟函数和方法的形参相同。

下面例子中定义了一个用来保存摄氏温度的结构体 Celsius。它定义了两个不同的构造器：init(fromFahrenheit:) 和 init(fromKelvin:)，二者分别通过接受不同温标下的温度值来创建新的实例：

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struct Celsius {
    var temperatureInCelsius: Double
    init(fromFahrenheit fahrenheit: Double) {
        temperatureInCelsius = (fahrenheit - 32.0) / 1.8
    }
    init(fromKelvin kelvin: Double) {
        temperatureInCelsius = kelvin - 273.15
    }
}

let boilingPointOfWater = Celsius(fromFahrenheit: 212.0)
// boilingPointOfWater.temperatureInCelsius 是 100.0
let freezingPointOfWater = Celsius(fromKelvin: 273.15)
// freezingPointOfWater.temperatureInCelsius 是 0.0

第一个构造器拥有一个构造形参，其实参标签为 fromFahrenheit，形参命名为 fahrenheit；第二个构造器也拥有一个构造形参，其实参标签为 fromKelvin，形参命名为 kelvin。这两个构造器都将单一的实参转换成摄氏温度值，并保存在属性 temperatureInCelsius 中。

形参命名和实参标签

跟函数和方法形参相同，构造形参可以同时使用在构造器里使用的形参命名和一个外部调用构造器时使用的实参标签。

然而，构造器并不像函数和方法那样在括号前有一个可辨别的方法名。因此在调用构造器时，主要通过构造器中形参命名和类型来确定应该被调用的构造器。正因如此，如果你在定义构造器时没有提供实参标签，Swift 会为构造器的每个形参自动生成一个实参标签。

以下例子中定义了一个结构体 Color，它包含了三个常量：red、green 和 blue。这些属性可以存储 0.0 到 1.0 之间的值，用来表明颜色中红、绿、蓝成分的含量。

Color 提供了一个构造器，为红蓝绿提供三个合适 Double 类型的形参命名。Color 也提供了第二个构造器，它只包含名为 white 的 Double 类型的形参，它为三个颜色的属性提供相同的值。

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struct Color {
    let red, green, blue: Double
    init(red: Double, green: Double, blue: Double) {
        self.red   = red
        self.green = green
        self.blue  = blue
    }
    init(white: Double) {
        red   = white
        green = white
        blue  = white
    }
}

两种构造器都能通过为每一个构造器形参提供命名值来创建一个新的 Color 实例：

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let magenta = Color(red: 1.0, green: 0.0, blue: 1.0)
let halfGray = Color(white: 0.5)

注意，如果不通过实参标签传值，这个构造器是没法调用的。如果构造器定义了某个实参标签，就必须使用它，忽略它将导致编译期错误：

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let veryGreen = Color(0.0, 1.0, 0.0)
// 报编译期错误-需要实参标签

不带实参标签的构造器形参

如果你不希望构造器的某个形参使用实参标签，可以使用下划线（_）来代替显式的实参标签来重写默认行为。

下面是之前 形参的构造过程 中 Celsius 例子的扩展，多了一个用已经的摄氏表示的 Double 类型值来创建新的 Celsius 实例的额外构造器：

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struct Celsius {
    var temperatureInCelsius: Double
    init(fromFahrenheit fahrenheit: Double) {
        temperatureInCelsius = (fahrenheit - 32.0) / 1.8
    }
    init(fromKelvin kelvin: Double) {
        temperatureInCelsius = kelvin - 273.15
    }
    init(_ celsius: Double){
        temperatureInCelsius = celsius
    }
}

let bodyTemperature = Celsius(37.0)
// bodyTemperature.temperatureInCelsius 为 37.0

构造器调用 Celsius(37.0) 意图明确，不需要实参标签。因此适合使用 init(_ celsius: Double) 这样的构造器，从而可以通过提供未命名的 Double 值来调用构造器。

可选属性类型

如果你自定义的类型有一个逻辑上允许值为空的存储型属性——无论是因为它无法在初始化时赋值，还是因为它在之后某个时机可以赋值为空——都需要将它声明为 可选类型。可选类型的属性将自动初始化为 nil，表示这个属性是特意在构造过程设置为空。

下面例子中定义了类 SurveyQuestion，它包含一个可选 String 属性 response：

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class SurveyQuestion {
    var text: String
    var response: String?
    init(text: String) {
        self.text = text
    }
    func ask() {
        print(text)
    }
}

let cheeseQuestion = SurveyQuestion(text: "Do you like cheese?")
cheeseQuestion.ask()
// 打印“Do you like cheese?”
cheeseQuestion.response = "Yes, I do like cheese."

调查问题的答案在询问前是无法确定的，因此我们将属性 response 声明为 String? 类型，或者说是 “可选类型 String“。当 SurveyQuestion 的实例初始化时，它将自动赋值为 nil，表明“暂时还没有字符“。

构造过程中常量属性的赋值

你可以在构造过程中的任意时间点给常量属性赋值，只要在构造过程结束时它设置成确定的值。一旦常量属性被赋值，它将永远不可更改。

注意

对于类的实例来说，它的常量属性只能在定义它的类的构造过程中修改；不能在子类中修改。

你可以修改上面的 SurveyQuestion 示例，用常量属性替代变量属性 text，表示问题内容 text 在 SurveyQuestion 的实例被创建之后不会再被修改。尽管 text 属性现在是常量，我们仍然可以在类的构造器中设置它的值：

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class SurveyQuestion {
    let text: String
    var response: String?
    init(text: String) {
        self.text = text
    }
    func ask() {
        print(text)
    }
}
let beetsQuestion = SurveyQuestion(text: "How about beets?")
beetsQuestion.ask()
// 打印“How about beets?”
beetsQuestion.response = "I also like beets. (But not with cheese.)"

默认构造器

如果结构体或类为所有属性提供了默认值，又没有提供任何自定义的构造器，那么 Swift 会给这些结构体或类提供一个默认构造器。这个默认构造器将简单地创建一个所有属性值都设置为它们默认值的实例。

下面例子中定义了一个类 ShoppingListItem，它封装了购物清单中的某一物品的名字（name）、数量（quantity）和购买状态 purchase state：

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class ShoppingListItem {
    var name: String?
    var quantity = 1
    var purchased = false
}
var item = ShoppingListItem()

由于 ShoppingListItem 类中的所有属性都有默认值，且它是没有父类的基类，它将自动获得一个将为所有属性设置默认值的并创建实例的默认构造器（由于 name 属性是可选 String 类型，它将接收一个默认 nil 的默认值，尽管代码中没有写出这个值）。上面例子中使用默认构造器创造了一个 ShoppingListItem 类的实例（使用 ShoppingListItem() 形式的构造器语法），并将其赋值给变量 item。

结构体的逐一成员构造器

结构体如果没有定义任何自定义构造器，它们将自动获得一个逐一成员构造器（memberwise initializer）。不像默认构造器，即使存储型属性没有默认值，结构体也能会获得逐一成员构造器。

逐一成员构造器是用来初始化结构体新实例里成员属性的快捷方法。新实例的属性初始值可以通过名字传入逐一成员构造器中。

下面例子中定义了一个结构体 Size，它包含两个属性 width 和 height。根据这两个属性默认赋值为 0.0 ，它们的类型被推断出来为 Double。

结构体 Size 自动获得了一个逐一成员构造器 init(width:height:)。你可以用它来创建新的 Size 实例：

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struct Size {
    var width = 0.0, height = 0.0
}
let twoByTwo = Size(width: 2.0, height: 2.0)

当你调用一个逐一成员构造器（memberwise initializer）时，可以省略任何一个有默认值的属性。在上面这个例子中，Size 结构体的 height 和 width 属性各有一个默认值。你可以省略两者或两者之一，对于被省略的属性，构造器会使用默认值。举个例子：

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let zeroByTwo = Size(height: 2.0)
print(zeroByTwo.width, zeroByTwo.height)
// 打印 "0.0 2.0"

let zeroByZero = Size()
print(zeroByZero.width, zeroByZero.height)
// 打印 "0.0 0.0"

值类型的构造器代理

构造器可以通过调用其它构造器来完成实例的部分构造过程。这一过程称为构造器代理，它能避免多个构造器间的代码重复。

构造器代理的实现规则和形式在值类型和类类型中有所不同。值类型（结构体和枚举类型）不支持继承，所以构造器代理的过程相对简单，因为它们只能代理给自己的其它构造器。类则不同，它可以继承自其它类（请参考 继承）。这意味着类有责任保证其所有继承的存储型属性在构造时也能正确的初始化。这些责任将在后续章节 类的继承和构造过程 中介绍。

对于值类型，你可以使用 self.init 在自定义的构造器中引用相同类型中的其它构造器。并且你只能在构造器内部调用 self.init。

请注意，如果你为某个值类型定义了一个自定义的构造器，你将无法访问到默认构造器（如果是结构体，还将无法访问逐一成员构造器）。这种限制避免了在一个更复杂的构造器中做了额外的重要设置，但有人不小心使用自动生成的构造器而导致错误的情况。

注意

假如你希望默认构造器、逐一成员构造器以及你自己的自定义构造器都能用来创建实例，可以将自定义的构造器写到扩展（extension）中，而不是写在值类型的原始定义中。想查看更多内容，请查看 扩展 章节。

下面例子定义一个自定义结构体 Rect，用来代表几何矩形。这个例子需要两个辅助的结构体 Size 和 Point，它们各自为其所有的属性提供了默认初始值 0.0。

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struct Size {
    var width = 0.0, height = 0.0
}

struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
}

你可以通过以下三种方式为 Rect 创建实例——使用含有默认值的 origin 和 size 属性来初始化；提供指定的 origin 和 size 实例来初始化；提供指定的 center 和 size 来初始化。在下面 Rect 结构体定义中，我们为这三种方式提供了三个自定义的构造器：

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struct Rect {
    var origin = Point()
    var size = Size()
    init() {}

    init(origin: Point, size: Size) {
        self.origin = origin
        self.size = size
    }

    init(center: Point, size: Size) {
        let originX = center.x - (size.width / 2)
        let originY = center.y - (size.height / 2)
        self.init(origin: Point(x: originX, y: originY), size: size)
    }
}

第一个 Rect 构造器 init()，在功能上跟没有自定义构造器时自动获得的默认构造器是一样的。这个构造器是函数体是空的，使用一对大括号 {} 来表示。调用这个构造器将返回一个 Rect 实例，它的 origin 和 size 属性都使用定义时的默认值 Point(x: 0.0, y: 0.0) 和 Size(width: 0.0, height: 0.0)：

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let basicRect = Rect()
// basicRect 的 origin 是 (0.0, 0.0)，size 是 (0.0, 0.0)

第二个 Rect 构造器 init(origin:size:)，在功能上跟结构体在没有自定义构造器时获得的逐一成员构造器是一样的。这个构造器只是简单地将 origin 和 size 的实参值赋给对应的存储型属性：

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let originRect = Rect(origin: Point(x: 2.0, y: 2.0),
    size: Size(width: 5.0, height: 5.0))
// originRect 的 origin 是 (2.0, 2.0)，size 是 (5.0, 5.0)

第三个 Rect 构造器 init(center:size:) 稍微复杂一点。它先通过 center 和 size 的值计算出 origin 的坐标，然后再调用（或者说代理给）init(origin:size:) 构造器来将新的 origin 和 size 值赋值到对应的属性中：

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let centerRect = Rect(center: Point(x: 4.0, y: 4.0),
    size: Size(width: 3.0, height: 3.0))
// centerRect 的 origin 是 (2.5, 2.5)，size 是 (3.0, 3.0)

构造器 init(center:size:) 可以直接将 origin 和 size 的新值赋值到对应的属性中。然而，构造器 init(center:size:) 通过使用提供了相关功能的现有构造器将会更加便捷（而且意图更清晰）。

注意

如果你想用另外一种不需要自己定义 init() 和 init(origin:size:) 的方式来实现这个例子，请参考 扩展。

类的继承和构造过程

类里面的所有存储型属性——包括所有继承自父类的属性——都必须在构造过程中设置初始值。

Swift 为类类型提供了两种构造器来确保实例中所有存储型属性都能获得初始值，它们被称为指定构造器和便利构造器。

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：

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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：

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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。

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 0 或 nil）。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 0 或 nil 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：

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：

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。

构造器的继承和重写

跟 Objective-C 中的子类不同，Swift 中的子类默认情况下不会继承父类的构造器。Swift 的这种机制可以防止一个父类的简单构造器被一个更精细的子类继承，而在用来创建子类时的新实例时没有完全或错误被初始化。

注意

父类的构造器仅会在安全和适当的某些情况下被继承。具体内容请参考后续章节 构造器的自动继承。

假如你希望自定义的子类中能提供一个或多个跟父类相同的构造器，你可以在子类中提供这些构造器的自定义实现。

当你在编写一个和父类中指定构造器相匹配的子类构造器时，你实际上是在重写父类的这个指定构造器。因此，你必须在定义子类构造器时带上 override 修饰符。即使你重写的是系统自动提供的默认构造器，也需要带上 override 修饰符，具体内容请参考 默认构造器。

正如重写属性，方法或者是下标，override 修饰符会让编译器去检查父类中是否有相匹配的指定构造器，并验证构造器参数是否被按预想中被指定。

注意

当你重写一个父类的指定构造器时，你总是需要写 override 修饰符，即使是为了实现子类的便利构造器。

相反，如果你编写了一个和父类便利构造器相匹配的子类构造器，由于子类不能直接调用父类的便利构造器（每个规则都在上文 类的构造器代理规则 有所描述），因此，严格意义上来讲，你的子类并未对一个父类构造器提供重写。最后的结果就是，你在子类中“重写”一个父类便利构造器时，不需要加 override 修饰符。

在下面的例子中定义了一个叫 Vehicle 的基类。基类中声明了一个存储型属性 numberOfWheels，它是默认值为 Int 类型的 0。numberOfWheels 属性用在一个描述车辆特征 String 类型为 descrpiption 的计算型属性中：

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class Vehicle {
    var numberOfWheels = 0
    var description: String {
        return "\(numberOfWheels) wheel(s)"
    }
}

Vehicle 类只为存储型属性提供默认值，也没有提供自定义构造器。因此，它会自动获得一个默认构造器，具体内容请参考 默认构造器。默认构造器（如果有的话）总是类中的指定构造器，可以用于创建 numberOfWheels 为 0 的 Vehicle 实例：

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let vehicle = Vehicle()
print("Vehicle: \(vehicle.description)")
// Vehicle: 0 wheel(s)

下面例子中定义了一个 Vehicle 的子类 Bicycle：

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class Bicycle: Vehicle {
    override init() {
        super.init()
        numberOfWheels = 2
    }
}

子类 Bicycle 定义了一个自定义指定构造器 init()。这个指定构造器和父类的指定构造器相匹配，所以 Bicycle 中这个版本的构造器需要带上 override 修饰符。

Bicycle 的构造器 init() 以调用 super.init() 方法开始，这个方法的作用是调用 Bicycle 的父类 Vehicle 的默认构造器。这样可以确保 Bicycle 在修改属性之前，它所继承的属性 numberOfWheels 能被 Vehicle 类初始化。在调用 super.init() 之后，属性 numberOfWheels 的原值被新值 2 替换。

如果你创建一个 Bicycle 实例，你可以调用继承的 description 计算型属性去查看属性 numberOfWheels 是否有改变：

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let bicycle = Bicycle()
print("Bicycle: \(bicycle.description)")
// 打印“Bicycle: 2 wheel(s)”

如果子类的构造器没有在阶段 2 过程中做自定义操作，并且父类有一个无参数的自定义构造器。你可以在所有父类的存储属性赋值之后省略 super.init() 的调用。

这个例子定义了另一个 Vehicle 的子类 Hoverboard ，只设置它的 color 属性。这个构造器依赖隐式调用父类的构造器来完成，而不是显示调用 super.init()。

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class Hoverboard: Vehicle {
    var color: String
    init(color: String) {
        self.color = color
        // super.init() 在这里被隐式调用
    }
    override var description: String {
        return "\(super.description) in a beautiful \(color)"
    }
}

Hoverboard 的实例用 Vehicle 构造器里默认的轮子数量。

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let hoverboard = Hoverboard(color: "silver")
print("Hoverboard: \(hoverboard.description)")
// Hoverboard: 0 wheel(s) in a beautiful silver

注意

子类可以在构造过程修改继承来的变量属性，但是不能修改继承来的常量属性。

构造器的自动继承

如上所述，子类在默认情况下不会继承父类的构造器。但是如果满足特定条件，父类构造器是可以被自动继承的。事实上，这意味着对于许多常见场景你不必重写父类的构造器，并且可以在安全的情况下以最小的代价继承父类的构造器。

假设你为子类中引入的所有新属性都提供了默认值，以下 2 个规则将适用：

规则 1

如果子类没有定义任何指定构造器，它将自动继承父类所有的指定构造器。

规则 2

如果子类提供了所有父类指定构造器的实现——无论是通过规则 1 继承过来的，还是提供了自定义实现——它将自动继承父类所有的便利构造器。

即使你在子类中添加了更多的便利构造器，这两条规则仍然适用。

注意

子类可以将父类的指定构造器实现为便利构造器来满足规则 2。

指定构造器和便利构造器实践

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：

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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：

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：

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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：

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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：

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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 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：

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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：

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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：

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

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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。

可失败构造器

有时，定义一个构造器可失败的类，结构体或者枚举是很有用的。这里所指的“失败” 指的是，如给构造器传入无效的形参，或缺少某种所需的外部资源，又或是不满足某种必要的条件等。

为了妥善处理这种构造过程中可能会失败的情况。你可以在一个类，结构体或是枚举类型的定义中，添加一个或多个可失败构造器。其语法为在 init 关键字后面添加问号（init?）。

注意

可失败构造器的参数名和参数类型，不能与其它非可失败构造器的参数名，及其参数类型相同。

可失败构造器会创建一个类型为自身类型的可选类型的对象。你通过 return nil 语句来表明可失败构造器在何种情况下应该 “失败”。

注意

严格来说，构造器都不支持返回值。因为构造器本身的作用，只是为了确保对象能被正确构造。因此你只是用 return nil 表明可失败构造器构造失败，而不要用关键字 return 来表明构造成功。

例如，实现针对数字类型转换的可失败构造器。确保数字类型之间的转换能保持精确的值，使用这个 init(exactly:) 构造器。如果类型转换不能保持值不变，则这个构造器构造失败。

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let wholeNumber: Double = 12345.0
let pi = 3.14159

if let valueMaintained = Int(exactly: wholeNumber) {
    print("\(wholeNumber) conversion to Int maintains value of \(valueMaintained)")
}
// 打印“12345.0 conversion to Int maintains value of 12345”

let valueChanged = Int(exactly: pi)
// valueChanged 是 Int? 类型，不是 Int 类型

if valueChanged == nil {
    print("\(pi) conversion to Int does not maintain value")
}
// 打印“3.14159 conversion to Int does not maintain value”

下例中，定义了一个名为 Animal 的结构体，其中有一个名为 species 的 String 类型的常量属性。同时该结构体还定义了一个接受一个名为 species 的 String 类型形参的可失败构造器。这个可失败构造器检查传入的species 值是否为一个空字符串。如果为空字符串，则构造失败。否则，species 属性被赋值，构造成功。

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struct Animal {
    let species: String
    init?(species: String) {
        if species.isEmpty {
            return nil
        }
        self.species = species
    }
}

你可以通过该可失败构造器来尝试构建一个 Animal 的实例，并检查构造过程是否成功：

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let someCreature = Animal(species: "Giraffe")
// someCreature 的类型是 Animal? 而不是 Animal

if let giraffe = someCreature {
    print("An animal was initialized with a species of \(giraffe.species)")
}
// 打印“An animal was initialized with a species of Giraffe”

如果你给该可失败构造器传入一个空字符串到形参 species，则会导致构造失败：

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let anonymousCreature = Animal(species: "")
// anonymousCreature 的类型是 Animal?, 而不是 Animal

if anonymousCreature == nil {
    print("The anonymous creature could not be initialized")
}
// 打印“The anonymous creature could not be initialized”

注意

检查空字符串的值（如 ""，而不是 "Giraffe" ）和检查值为 nil 的可选类型的字符串是两个完全不同的概念。上例中的空字符串（""）其实是一个有效的，非可选类型的字符串。这里我们之所以让 Animal 的可失败构造器构造失败，只是因为对于 Animal 这个类的 species 属性来说，它更适合有一个具体的值，而不是空字符串。

枚举类型的可失败构造器

你可以通过一个带一个或多个形参的可失败构造器来获取枚举类型中特定的枚举成员。如果提供的形参无法匹配任何枚举成员，则构造失败。

下例中，定义了一个名为 TemperatureUnit 的枚举类型。其中包含了三个可能的枚举状态（Kelvin、Celsius 和 Fahrenheit），以及一个根据表示温度单位的 Character 值找出合适的枚举成员的可失败构造器：

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enum TemperatureUnit {
    case Kelvin, Celsius, Fahrenheit
    init?(symbol: Character) {
        switch symbol {
        case "K":
            self = .Kelvin
        case "C":
            self = .Celsius
        case "F":
            self = .Fahrenheit
        default:
            return nil
        }
    }
}

你可以利用该可失败构造器在三个枚举成员中选择合适的枚举成员，当形参不能和任何枚举成员相匹配时，则构造失败：

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let fahrenheitUnit = TemperatureUnit(symbol: "F")
if fahrenheitUnit != nil {
    print("This is a defined temperature unit, so initialization succeeded.")
}
// 打印“This is a defined temperature unit, so initialization succeeded.”

let unknownUnit = TemperatureUnit(symbol: "X")
if unknownUnit == nil {
    print("This is not a defined temperature unit, so initialization failed.")
}
// 打印“This is not a defined temperature unit, so initialization failed.”

带原始值的枚举类型的可失败构造器

带原始值的枚举类型会自带一个可失败构造器 init?(rawValue:)，该可失败构造器有一个合适的原始值类型的 rawValue 形参，选择找到的相匹配的枚举成员，找不到则构造失败。

因此上面的 TemperatureUnit 的例子可以用原始值类型的 Character 和进阶的 init?(rawValue:) 构造器重写为：

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enum TemperatureUnit: Character {
    case Kelvin = "K", Celsius = "C", Fahrenheit = "F"
}

let fahrenheitUnit = TemperatureUnit(rawValue: "F")
if fahrenheitUnit != nil {
    print("This is a defined temperature unit, so initialization succeeded.")
}
// 打印“This is a defined temperature unit, so initialization succeeded.”

let unknownUnit = TemperatureUnit(rawValue: "X")
if unknownUnit == nil {
    print("This is not a defined temperature unit, so initialization failed.")
}
// 打印“This is not a defined temperature unit, so initialization failed.”

构造失败的传递

类、结构体、枚举的可失败构造器可以横向代理到它们自己其他的可失败构造器。类似的，子类的可失败构造器也能向上代理到父类的可失败构造器。

无论是向上代理还是横向代理，如果你代理到的其他可失败构造器触发构造失败，整个构造过程将立即终止，接下来的任何构造代码不会再被执行。

注意

可失败构造器也可以代理到其它的不可失败构造器。通过这种方式，你可以增加一个可能的失败状态到现有的构造过程中。

下面这个例子，定义了一个名为 CartItem 的 Product 类的子类。这个类建立了一个在线购物车中的物品的模型，它有一个名为 quantity 的常量存储型属性，并确保该属性的值至少为 1：

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class Product {
    let name: String
    init?(name: String) {
        if name.isEmpty { return nil }
        self.name = name
    }
}

class CartItem: Product {
    let quantity: Int
    init?(name: String, quantity: Int) {
        if quantity < 1 { return nil }
        self.quantity = quantity
        super.init(name: name)
    }
}

CartItem 可失败构造器首先验证接收的 quantity 值是否大于等于 1 。倘若 quantity 值无效，则立即终止整个构造过程，返回失败结果，且不再执行余下代码。同样地，Product 的可失败构造器首先检查 name 值，假如 name 值为空字符串，则构造器立即执行失败。

如果你通过传入一个非空字符串 name 以及一个值大于等于 1 的 quantity 来创建一个 CartItem 实例，那么构造方法能够成功被执行：

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if let twoSocks = CartItem(name: "sock", quantity: 2) {
    print("Item: \(twoSocks.name), quantity: \(twoSocks.quantity)")
}
// 打印“Item: sock, quantity: 2”

倘若你以一个值为 0 的 quantity 来创建一个 CartItem 实例，那么将导致 CartItem 构造器失败：

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if let zeroShirts = CartItem(name: "shirt", quantity: 0) {
    print("Item: \(zeroShirts.name), quantity: \(zeroShirts.quantity)")
} else {
    print("Unable to initialize zero shirts")
}
// 打印“Unable to initialize zero shirts”

同样地，如果你尝试传入一个值为空字符串的 name 来创建一个 CartItem 实例，那么将导致父类 Product 的构造过程失败：

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if let oneUnnamed = CartItem(name: "", quantity: 1) {
    print("Item: \(oneUnnamed.name), quantity: \(oneUnnamed.quantity)")
} else {
    print("Unable to initialize one unnamed product")
}
// 打印“Unable to initialize one unnamed product”

重写一个可失败构造器

如同其它的构造器，你可以在子类中重写父类的可失败构造器。或者你也可以用子类的非可失败构造器重写一个父类的可失败构造器。这使你可以定义一个不会构造失败的子类，即使父类的构造器允许构造失败。

注意，当你用子类的非可失败构造器重写父类的可失败构造器时，向上代理到父类的可失败构造器的唯一方式是对父类的可失败构造器的返回值进行强制解包。

注意

你可以用非可失败构造器重写可失败构造器，但反过来却不行。

下例定义了一个名为 Document 的类。这个类模拟一个文档并可以用 name 属性来构造，属性的值必须为一个非空字符串或 nil，但不能是一个空字符串：

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class Document {
    var name: String?
    // 该构造器创建了一个 name 属性的值为 nil 的 document 实例
    init() {}
    // 该构造器创建了一个 name 属性的值为非空字符串的 document 实例
    init?(name: String) {
        if name.isEmpty { return nil }
        self.name = name
    }
}

下面这个例子，定义了一个 Document 类的子类 AutomaticallyNamedDocument。这个子类重写了所有父类引入的指定构造器。这些重写确保了无论是使用 init() 构造器，还是使用 init(name:) 构造器，在没有名字或者形参传入空字符串时，生成的实例中的 name 属性总有初始值 "[Untitled]"：

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class AutomaticallyNamedDocument: Document {
    override init() {
        super.init()
        self.name = "[Untitled]"
    }
    override init(name: String) {
        super.init()
        if name.isEmpty {
            self.name = "[Untitled]"
        } else {
            self.name = name
        }
    }
}

AutomaticallyNamedDocument 用一个不可失败构造器 init(name:) 重写了父类的可失败构造器 init?(name:)。因为子类用另一种方式处理了空字符串的情况，所以不再需要一个可失败构造器，因此子类用一个不可失败构造器代替了父类的可失败构造器。

你可以在子类的不可失败构造器中使用强制解包来调用父类的可失败构造器。比如，下面的 UntitledDocument 子类的 name 属性的值总是 "[Untitled]"，它在构造过程中使用了父类的可失败构造器 init?(name:)：

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class UntitledDocument: Document {
    override init() {
        super.init(name: "[Untitled]")!
    }
}

在这个例子中，如果在调用父类的可失败构造器 init?(name:) 时传入的是空字符串，那么强制解包操作会引发运行时错误。不过，因为这里是通过字符串常量来调用它，构造器不会失败，所以并不会发生运行时错误。

init! 可失败构造器

通常来说我们通过在 init 关键字后添加问号的方式（init?）来定义一个可失败构造器，但你也可以通过在 init 后面添加感叹号的方式来定义一个可失败构造器（init!），该可失败构造器将会构建一个对应类型的隐式解包可选类型的对象。

你可以在 init? 中代理到 init!，反之亦然。你也可以用 init? 重写 init!，反之亦然。你还可以用 init 代理到 init!，不过，一旦 init! 构造失败，则会触发一个断言。

必要构造器

在类的构造器前添加 required 修饰符表明所有该类的子类都必须实现该构造器：

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class SomeClass {
    required init() {
        // 构造器的实现代码
    }
}

在子类重写父类的必要构造器时，必须在子类的构造器前也添加 required 修饰符，表明该构造器要求也应用于继承链后面的子类。在重写父类中必要的指定构造器时，不需要添加 override 修饰符：

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class SomeSubclass: SomeClass {
    required init() {
        // 构造器的实现代码
    }
}

注意

如果子类继承的构造器能满足必要构造器的要求，则无须在子类中显式提供必要构造器的实现。

通过闭包或函数设置属性的默认值

如果某个存储型属性的默认值需要一些自定义或设置，你可以使用闭包或全局函数为其提供定制的默认值。每当某个属性所在类型的新实例被构造时，对应的闭包或函数会被调用，而它们的返回值会当做默认值赋值给这个属性。

这种类型的闭包或函数通常会创建一个跟属性类型相同的临时变量，然后修改它的值以满足预期的初始状态，最后返回这个临时变量，作为属性的默认值。

下面模板介绍了如何用闭包为属性提供默认值：

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class SomeClass {
    let someProperty: SomeType = {
        // 在这个闭包中给 someProperty 创建一个默认值
        // someValue 必须和 SomeType 类型相同
        return someValue
    }()
}

注意闭包结尾的花括号后面接了一对空的小括号。这用来告诉 Swift 立即执行此闭包。如果你忽略了这对括号，相当于将闭包本身作为值赋值给了属性，而不是将闭包的返回值赋值给属性。

注意

如果你使用闭包来初始化属性，请记住在闭包执行时，实例的其它部分都还没有初始化。这意味着你不能在闭包里访问其它属性，即使这些属性有默认值。同样，你也不能使用隐式的 self 属性，或者调用任何实例方法。

下面例子中定义了一个结构体 Chessboard，它构建了西洋跳棋游戏的棋盘，西洋跳棋游戏在一副黑白格交替的 8 x 8 的棋盘中进行的：

为了呈现这副游戏棋盘，Chessboard 结构体定义了一个属性 boardColors，它是一个包含 64 个 Bool 值的数组。在数组中，值为 true 的元素表示一个黑格，值为 false 的元素表示一个白格。数组中第一个元素代表棋盘上左上角的格子，最后一个元素代表棋盘上右下角的格子。

boardColors 数组是通过一个闭包来初始化并设置颜色值的：

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struct Chessboard {
    let boardColors: [Bool] = {
        var temporaryBoard = [Bool]()
        var isBlack = false
        for i in 1...8 {
            for j in 1...8 {
                temporaryBoard.append(isBlack)
                isBlack = !isBlack
            }
            isBlack = !isBlack
        }
        return temporaryBoard
    }()
    func squareIsBlackAt(row: Int, column: Int) -> Bool {
        return boardColors[(row * 8) + column]
    }
}

每当一个新的 Chessboard 实例被创建时，赋值闭包则会被执行，boardColors 的默认值会被计算出来并返回。上面例子中描述的闭包将计算出棋盘中每个格子对应的颜色，并将这些值保存到一个临时数组 temporaryBoard 中，最后在构建完成时将此数组作为闭包返回值返回。这个返回的数组会保存到 boardColors 中，并可以通过工具函数 squareIsBlackAtRow 来查询：

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let board = Chessboard()
print(board.squareIsBlackAt(row: 0, column: 1))
// 打印“true”
print(board.squareIsBlackAt(row: 7, column: 7))
// 打印“false”

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继承

一个类可以继承另一个类的方法，属性和其它特性。当一个类继承其它类时，继承类叫子类，被继承类叫超类（或父类）。在 Swift 中，继承是区分「类」与其它类型的一个基本特征。

在 Swift 中，类可以调用和访问超类的方法、属性和下标，并且可以重写这些方法，属性和下标来优化或修改它们的行为。Swift 会检查你的重写定义在超类中是否有匹配的定义，以此确保你的重写行为是正确的。

可以为类中继承来的属性添加属性观察器，这样一来，当属性值改变时，类就会被通知到。可以为任何属性添加属性观察器，无论它原本被定义为存储型属性还是计算型属性。

定义一个基类

不继承于其它类的类，称之为基类。

注意

Swift 中的类并不是从一个通用的基类继承而来的。如果你不为自己定义的类指定一个超类的话，这个类就会自动成为基类。

下面的例子定义了一个叫 Vehicle 的基类。这个基类声明了一个名为 currentSpeed，默认值是 0.0 的存储型属性（属性类型推断为 Double）。currentSpeed 属性的值被一个 String 类型的只读计算型属性 description 使用，用来创建对于车辆的描述。

Vehicle 基类还定义了一个名为 makeNoise 的方法。这个方法实际上不为 Vehicle 实例做任何事，但之后将会被 Vehicle 的子类定制：

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class Vehicle {
    var currentSpeed = 0.0
    var description: String {
        return "traveling at \(currentSpeed) miles per hour"
    }
    func makeNoise() {
        // 什么也不做——因为车辆不一定会有噪音
    }
}

可以用初始化语法创建一个 Vehicle 的新实例，即类名后面跟一个空括号：

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let someVehicle = Vehicle()

现在已经创建了一个 Vehicle 的新实例，你可以访问它的 description 属性来打印车辆的当前速度：

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print("Vehicle: \(someVehicle.description)")
// 打印“Vehicle: traveling at 0.0 miles per hour”

Vehicle 类定义了一个具有通用特性的车辆类，但实际上对于它本身来说没什么用处。为了让它变得更加有用，还需要进一步完善它，从而能够描述一个具体类型的车辆。

子类生成

子类生成指的是在一个已有类的基础上创建一个新的类。子类继承超类的特性，并且可以进一步完善。你还可以为子类添加新的特性。

为了指明某个类的超类，将超类名写在子类名的后面，用冒号分隔：

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class SomeClass: SomeSuperclass {
    // 这里是子类的定义
}

下一个例子，定义了一个叫 Bicycle 的子类，继承自父类 Vehicle：

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class Bicycle: Vehicle {
    var hasBasket = false
}

新的 Bicycle 类自动继承 Vehicle 类的所有特性，比如 currentSpeed 和 description 属性，还有 makeNoise() 方法。

除了所继承的特性，Bicycle 类还定义了一个默认值为 false 的存储型属性 hasBasket（属性推断为 Bool）。

默认情况下，你创建的所有新的 Bicycle 实例不会有一个篮子（即 hasBasket 属性默认为 false）。创建该实例之后，你可以为 Bicycle 实例设置 hasBasket 属性为 ture：

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let bicycle = Bicycle()
bicycle.hasBasket = true

你还可以修改 Bicycle 实例所继承的 currentSpeed 属性，和查询实例所继承的 description 属性：

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bicycle.currentSpeed = 15.0
print("Bicycle: \(bicycle.description)")
// 打印“Bicycle: traveling at 15.0 miles per hour”

子类还可以继续被其它类继承，下面的示例为 Bicycle 创建了一个名为 Tandem（双人自行车）的子类：

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class Tandem: Bicycle {
    var currentNumberOfPassengers = 0
}

Tandem 从 Bicycle 继承了所有的属性与方法，这又使它同时继承了 Vehicle 的所有属性与方法。Tandem 也增加了一个新的叫做 currentNumberOfPassengers 的存储型属性，默认值为 0。

如果你创建了一个 Tandem 的实例，你可以使用它所有的新属性和继承的属性，还能查询从 Vehicle 继承来的只读属性 description：

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let tandem = Tandem()
tandem.hasBasket = true
tandem.currentNumberOfPassengers = 2
tandem.currentSpeed = 22.0
print("Tandem: \(tandem.description)")
// 打印：“Tandem: traveling at 22.0 miles per hour”

重写

子类可以为继承来的实例方法，类方法，实例属性，类属性，或下标提供自己定制的实现。我们把这种行为叫重写。

如果要重写某个特性，你需要在重写定义的前面加上 override 关键字。这么做，就表明了你是想提供一个重写版本，而非错误地提供了一个相同的定义。意外的重写行为可能会导致不可预知的错误，任何缺少 override 关键字的重写都会在编译时被认定为错误。

override 关键字会提醒 Swift 编译器去检查该类的超类（或其中一个父类）是否有匹配重写版本的声明。这个检查可以确保你的重写定义是正确的。

访问超类的方法，属性及下标

当你在子类中重写超类的方法，属性或下标时，有时在你的重写版本中使用已经存在的超类实现会大有裨益。比如，你可以完善已有实现的行为，或在一个继承来的变量中存储一个修改过的值。

在合适的地方，你可以通过使用 super 前缀来访问超类版本的方法，属性或下标：

• 在方法 someMethod() 的重写实现中，可以通过 super.someMethod() 来调用超类版本的 someMethod() 方法。
• 在属性 someProperty 的 getter 或 setter 的重写实现中，可以通过 super.someProperty 来访问超类版本的 someProperty 属性。
• 在下标的重写实现中，可以通过 super[someIndex] 来访问超类版本中的相同下标。

重写方法

在子类中，你可以重写继承来的实例方法或类方法，提供一个定制或替代的方法实现。

下面的例子定义了 Vehicle 的一个新的子类，叫 Train，它重写了从 Vehicle 类继承来的 makeNoise() 方法：

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class Train: Vehicle {
    override func makeNoise() {
        print("Choo Choo")
    }
}

如果你创建一个 Train 的新实例，并调用了它的 makeNoise() 方法，你就会发现 Train 版本的方法被调用：

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let train = Train()
train.makeNoise()
// 打印“Choo Choo”

重写属性

你可以重写继承来的实例属性或类型属性，提供自己定制的 getter 和 setter，或添加属性观察器，使重写的属性可以观察到底层的属性值什么时候发生改变。

重写属性的 Getters 和 Setters

你可以提供定制的 getter（或 setter）来重写任何一个继承来的属性，无论这个属性是存储型还是计算型属性。子类并不知道继承来的属性是存储型的还是计算型的，它只知道继承来的属性会有一个名字和类型。你在重写一个属性时，必须将它的名字和类型都写出来。这样才能使编译器去检查你重写的属性是与超类中同名同类型的属性相匹配的。

你可以将一个继承来的只读属性重写为一个读写属性，只需要在重写版本的属性里提供 getter 和 setter 即可。但是，你不可以将一个继承来的读写属性重写为一个只读属性。

注意

如果你在重写属性中提供了 setter，那么你也一定要提供 getter。如果你不想在重写版本中的 getter 里修改继承来的属性值，你可以直接通过 super.someProperty 来返回继承来的值，其中 someProperty 是你要重写的属性的名字。

以下的例子定义了一个新类，叫 Car，它是 Vehicle 的子类。这个类引入了一个新的存储型属性叫做 gear，默认值为整数 1。Car 类重写了继承自 Vehicle 的 description 属性，提供包含当前档位的自定义描述：

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class Car: Vehicle {
    var gear = 1
    override var description: String {
        return super.description + " in gear \(gear)"
    }
}

重写的 description 属性首先要调用 super.description 返回 Vehicle 类的 description 属性。之后，Car 类版本的 description 在末尾增加了一些额外的文本来提供关于当前档位的信息。

如果你创建了 Car 的实例并且设置了它的 gear 和 currentSpeed 属性，你可以看到它的 description 返回了 Car 中的自定义描述：

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let car = Car()
car.currentSpeed = 25.0
car.gear = 3
print("Car: \(car.description)")
// 打印“Car: traveling at 25.0 miles per hour in gear 3”

重写属性观察器

你可以通过重写属性为一个继承来的属性添加属性观察器。这样一来，无论被继承属性原本是如何实现的，当其属性值发生改变时，你就会被通知到。关于属性观察器的更多内容，请看 属性观察器。

注意

你不可以为继承来的常量存储型属性或继承来的只读计算型属性添加属性观察器。这些属性的值是不可以被设置的，所以，为它们提供 willSet 或 didSet 实现也是不恰当。 此外还要注意，你不可以同时提供重写的 setter 和重写的属性观察器。如果你想观察属性值的变化，并且你已经为那个属性提供了定制的 setter，那么你在 setter 中就可以观察到任何值变化了。

下面的例子定义了一个新类叫 AutomaticCar，它是 Car 的子类。AutomaticCar 表示自动档汽车，它可以根据当前的速度自动选择合适的档位:

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class AutomaticCar: Car {
    override var currentSpeed: Double {
        didSet {
            gear = Int(currentSpeed / 10.0) + 1
        }
    }
}

当你设置 AutomaticCar 的 currentSpeed 属性，属性的 didSet 观察器就会自动地设置 gear 属性，为新的速度选择一个合适的档位。具体来说就是，属性观察器将新的速度值除以 10，然后向下取得最接近的整数值，最后加 1 来得到档位 gear 的值。例如，速度为 35.0 时，档位为 4：

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let automatic = AutomaticCar()
automatic.currentSpeed = 35.0
print("AutomaticCar: \(automatic.description)")
// 打印“AutomaticCar: traveling at 35.0 miles per hour in gear 4”

防止重写

你可以通过把方法，属性或下标标记为 final 来防止它们被重写，只需要在声明关键字前加上 final 修饰符即可（例如：final var、final func、final class func 以及 final subscript）。

任何试图对带有 final 标记的方法、属性或下标进行重写的代码，都会在编译时会报错。在类扩展中的方法，属性或下标也可以在扩展的定义里标记为 final。

可以通过在关键字 class 前添加 final 修饰符（final class）来将整个类标记为 final 。这样的类是不可被继承的，试图继承这样的类会导致编译报错。

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下标

下标可以定义在类、结构体和枚举中，是访问集合、列表或序列中元素的快捷方式。可以使用下标的索引，设置和获取值，而不需要再调用对应的存取方法。举例来说，用下标访问一个 Array 实例中的元素可以写作 someArray[index]，访问 Dictionary 实例中的元素可以写作 someDictionary[key]。

一个类型可以定义多个下标，通过不同索引类型进行重载。下标不限于一维，你可以定义具有多个入参的下标满足自定义类型的需求。

下标语法

下标允许你通过在实例名称后面的方括号中传入一个或者多个索引值来对实例进行存取。语法类似于实例方法语法和计算型属性语法的混合。与定义实例方法类似，定义下标使用 subscript 关键字，指定一个或多个输入参数和返回类型；与实例方法不同的是，下标可以设定为读写或只读。这种行为由 getter 和 setter 实现，有点类似计算型属性：

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subscript(index: Int) -> Int {
    get {
      // 返回一个适当的 Int 类型的值
    }
    set(newValue) {
      // 执行适当的赋值操作
    }
}

newValue 的类型和下标的返回类型相同。如同计算型属性，可以不指定 setter 的参数（newValue）。如果不指定参数，setter 会提供一个名为 newValue 的默认参数。

如同只读计算型属性，可以省略只读下标的 get 关键字：

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subscript(index: Int) -> Int {
    // 返回一个适当的 Int 类型的值
}

下面代码演示了只读下标的实现，这里定义了一个 TimesTable 结构体，用来表示传入整数的乘法表：

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struct TimesTable {
    let multiplier: Int
    subscript(index: Int) -> Int {
        return multiplier * index
    }
}
let threeTimesTable = TimesTable(multiplier: 3)
print("six times three is \(threeTimesTable[6])")
// 打印“six times three is 18”

在上例中，创建了一个 TimesTable 实例，用来表示整数 3 的乘法表。数值 3 被传递给结构体的构造函数，作为实例成员 multiplier 的值。

你可以通过下标访问 threeTimesTable 实例，例如上面演示的 threeTimesTable[6]。这条语句查询了 3 的乘法表中的第六个元素，返回 3 的 6 倍即 18。

注意

TimesTable 例子基于一个固定的数学公式，对 threeTimesTable[someIndex] 进行赋值操作并不合适，因此下标定义为只读的。

下标用法

下标的确切含义取决于使用场景。下标通常作为访问集合，列表或序列中元素的快捷方式。你可以针对自己特定的类或结构体的功能来自由地以最恰当的方式实现下标。

例如，Swift 的 Dictionary 类型实现下标用于对其实例中储存的值进行存取操作。为字典设值时，在下标中使用和字典的键类型相同的键，并把一个和字典的值类型相同的值赋给这个下标：

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var numberOfLegs = ["spider": 8, "ant": 6, "cat": 4]
numberOfLegs["bird"] = 2

上例定义一个名为 numberOfLegs 的变量，并用一个包含三对键值的字典字面量初始化它。numberOfLegs 字典的类型被推断为 [String: Int]。字典创建完成后，该例子通过下标将 String 类型的键 bird 和 Int 类型的值 2 添加到字典中。

更多关于 Dictionary 下标的信息请参考 读取和修改字典。

注意

Swift 的 Dictionary 类型的下标接受并返回可选类型的值。上例中的 numberOfLegs 字典通过下标返回的是一个 Int? 或者说“可选的 int”。Dictionary 类型之所以如此实现下标，是因为不是每个键都有个对应的值，同时这也提供了一种通过键删除对应值的方式，只需将键对应的值赋值为 nil 即可。

下标选项

下标可以接受任意数量的入参，并且这些入参可以是任意类型。下标的返回值也可以是任意类型。下标可以使用可变参数，并且可以提供默认参数数值，但是不能使用输入输出参数。

一个类或结构体可以根据自身需要提供多个下标实现，使用下标时将通过入参的数量和类型进行区分，自动匹配合适的下标，这就是下标的重载。

虽然接受单一入参的下标是最常见的，但也可以根据情况定义接受多个入参的下标。例如下例定义了一个 Matrix 结构体，用于表示一个 Double 类型的二维矩阵。Matrix 结构体的下标接受两个整型参数：

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struct Matrix {
    let rows: Int, columns: Int
    var grid: [Double]
    init(rows: Int, columns: Int) {
        self.rows = rows
        self.columns = columns
        grid = Array(repeating: 0.0, count: rows * columns)
    }
    func indexIsValid(row: Int, column: Int) -> Bool {
        return row >= 0 && row < rows && column >= 0 && column < columns
    }
    subscript(row: Int, column: Int) -> Double {
        get {
            assert(indexIsValid(row: row, column: column), "Index out of range")
            return grid[(row * columns) + column]
        }
        set {
            assert(indexIsValid(row: row, column: column), "Index out of range")
            grid[(row * columns) + column] = newValue
        }
    }
}

Matrix 提供了一个接受两个入参的构造方法，入参分别是 rows 和 columns，创建了一个足够容纳 rows * columns 个 Double 类型的值的数组。通过传入数组长度和初始值 0.0 到数组的构造器，将矩阵中每个位置的值初始化为 0.0。关于数组的这种构造方法请参考 创建一个带有默认值的数组。

你可以通过传入合适的 row 和 column 的数量来构造一个新的 Matrix 实例：

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var matrix = Matrix(rows: 2, columns: 2)

上例中创建了一个 Matrix 实例来表示两行两列的矩阵。该 Matrix 实例的 grid 数组按照从左上到右下的阅读顺序将矩阵扁平化存储：

将 row 和 column 的值传入下标来为矩阵设值，下标的入参使用逗号分隔：

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matrix[0, 1] = 1.5
matrix[1, 0] = 3.2

上面两条语句分别调用下标的 setter 将矩阵右上角位置（即 row 为 0、column 为 1 的位置）的值设置为 1.5，将矩阵左下角位置（即 row 为 1、column 为 0 的位置）的值设置为 3.2：

Matrix 下标的 getter 和 setter 中都含有断言，用来检查下标入参 row 和 column 的值是否有效。为了方便进行断言，Matrix 包含了一个名为 indexIsValid(row:column:) 的便利方法，用来检查入参 row 和 column 的值是否在矩阵范围内：

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func indexIsValid(row: Int, column: Int) -> Bool {
    return row >= 0 && row < rows && column >= 0 && column < columns
}

断言在下标越界时触发：

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let someValue = matrix[2, 2]
// 断言将会触发，因为 [2, 2] 已经超过了 matrix 的范围

类型下标

正如上节所述，实例下标是在特定类型的一个实例上调用的下标。你也可以定义一种在这个类型本身上调用的下标。这种下标的类型被称作类型下标。你可以通过在 subscript 关键字之前写下 static 关键字的方式来表示一个类型下标。类可以使用 class 关键字来允许子类重写父类中对那个下标的实现。下面的例子展示了如何定义和调用一个类型下标：

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enum Planet: Int {
    case mercury = 1, venus, earth, mars, jupiter, saturn, uranus, neptune
    static subscript(n: Int) -> Planet {
        return Planet(rawValue: n)!
    }
}
let mars = Planet[4]
print(mars)

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方法

方法是与某些特定类型相关联的函数。类、结构体、枚举都可以定义实例方法；实例方法为给定类型的实例封装了具体的任务与功能。类、结构体、枚举也可以定义类型方法；类型方法与类型本身相关联。类型方法与 Objective-C 中的类方法（class methods）相似。

结构体和枚举能够定义方法是 Swift 与 C/Objective-C 的主要区别之一。在 Objective-C 中，类是唯一能定义方法的类型。但在 Swift 中，你不仅能选择是否要定义一个类/结构体/枚举，还能灵活地在你创建的类型（类/结构体/枚举）上定义方法。

实例方法（Instance Methods）

实例方法是属于某个特定类、结构体或者枚举类型实例的方法。实例方法提供访问和修改实例属性的方法或提供与实例目的相关的功能，并以此来支撑实例的功能。实例方法的语法与函数完全一致，详情参见 函数。

实例方法要写在它所属的类型的前后大括号之间。实例方法能够隐式访问它所属类型的所有的其他实例方法和属性。实例方法只能被它所属的类的某个特定实例调用。实例方法不能脱离于现存的实例而被调用。

下面的例子，定义一个很简单的 Counter 类，Counter 能被用来对一个动作发生的次数进行计数：

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class Counter {
    var count = 0
    func increment() {
        count += 1
    }
    func increment(by amount: Int) {
        count += amount
    }
    func reset() {
        count = 0
    }
}

Counter 类定义了三个实例方法：

• increment 让计数器按一递增；
• increment(by: Int) 让计数器按一个指定的整数值递增；
• reset 将计数器重置为0。

Counter 这个类还声明了一个可变属性 count，用它来保持对当前计数器值的追踪。

和调用属性一样，用点语法（dot syntax）调用实例方法：

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let counter = Counter()
// 初始计数值是0
counter.increment()
// 计数值现在是1
counter.increment(by: 5)
// 计数值现在是6
counter.reset()
// 计数值现在是0

函数参数可以同时有一个局部名称（在函数体内部使用）和一个外部名称（在调用函数时使用），详情参见 指定外部参数名。方法参数也一样，因为方法就是函数，只是这个函数与某个类型相关联了。

self 属性

类型的每一个实例都有一个隐含属性叫做 self，self 完全等同于该实例本身。你可以在一个实例的实例方法中使用这个隐含的 self 属性来引用当前实例。

上面例子中的 increment 方法还可以这样写：

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func increment() {
    self.count += 1
}

实际上，你不必在你的代码里面经常写 self。不论何时，只要在一个方法中使用一个已知的属性或者方法名称，如果你没有明确地写 self，Swift 假定你是指当前实例的属性或者方法。这种假定在上面的 Counter 中已经示范了：Counter 中的三个实例方法中都使用的是 count（而不是 self.count）。

使用这条规则的主要场景是实例方法的某个参数名称与实例的某个属性名称相同的时候。在这种情况下，参数名称享有优先权，并且在引用属性时必须使用一种更严格的方式。这时你可以使用 self 属性来区分参数名称和属性名称。

下面的例子中，self 消除方法参数 x 和实例属性 x 之间的歧义：

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struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
    func isToTheRightOf(x: Double) -> Bool {
        return self.x > x
    }
}
let somePoint = Point(x: 4.0, y: 5.0)
if somePoint.isToTheRightOf(x: 1.0) {
    print("This point is to the right of the line where x == 1.0")
}
// 打印“This point is to the right of the line where x == 1.0”

如果不使用 self 前缀，Swift会认为 x 的两个用法都引用了名为 x 的方法参数。

在实例方法中修改值类型

结构体和枚举是值类型。默认情况下，值类型的属性不能在它的实例方法中被修改。

但是，如果你确实需要在某个特定的方法中修改结构体或者枚举的属性，你可以为这个方法选择 可变（mutating）行为，然后就可以从其方法内部改变它的属性；并且这个方法做的任何改变都会在方法执行结束时写回到原始结构中。方法还可以给它隐含的 self 属性赋予一个全新的实例，这个新实例在方法结束时会替换现存实例。

要使用 可变方法，将关键字 mutating 放到方法的 func 关键字之前就可以了：

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struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
    mutating func moveBy(x deltaX: Double, y deltaY: Double) {
        x += deltaX
        y += deltaY
    }
}
var somePoint = Point(x: 1.0, y: 1.0)
somePoint.moveBy(x: 2.0, y: 3.0)
print("The point is now at (\(somePoint.x), \(somePoint.y))")
// 打印“The point is now at (3.0, 4.0)”

上面的 Point 结构体定义了一个可变方法 moveBy（x：y :) 来移动 Point 实例到给定的位置。该方法被调用时修改了这个点，而不是返回一个新的点。方法定义时加上了 mutating 关键字，从而允许修改属性。

注意，不能在结构体类型的常量（a constant of structure type）上调用可变方法，因为其属性不能被改变，即使属性是变量属性，详情参见 常量结构体的存储属性：

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let fixedPoint = Point(x: 3.0, y: 3.0)
fixedPoint.moveBy(x: 2.0, y: 3.0)
// 这里将会报告一个错误

在可变方法中给 self 赋值

可变方法能够赋给隐含属性 self 一个全新的实例。上面 Point 的例子可以用下面的方式改写：

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struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
    mutating func moveBy(x deltaX: Double, y deltaY: Double) {
        self = Point(x: x + deltaX, y: y + deltaY)
    }
}

新版的可变方法 moveBy(x:y:) 创建了一个新的结构体实例，它的 x 和 y 的值都被设定为目标值。调用这个版本的方法和调用上个版本的最终结果是一样的。

枚举的可变方法可以把 self 设置为同一枚举类型中不同的成员：

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enum TriStateSwitch {
    case off, low, high
    mutating func next() {
        switch self {
        case .off:
            self = .low
        case .low:
            self = .high
        case .high:
            self = .off
        }
    }
}
var ovenLight = TriStateSwitch.low
ovenLight.next()
// ovenLight 现在等于 .high
ovenLight.next()
// ovenLight 现在等于 .off

上面的例子中定义了一个三态切换的枚举。每次调用 next() 方法时，开关在不同的电源状态（off, low, high）之间循环切换。

类型方法

实例方法是被某个类型的实例调用的方法。你也可以定义在类型本身上调用的方法，这种方法就叫做类型方法。在方法的 func 关键字之前加上关键字 static，来指定类型方法。类还可以用关键字 class 来指定，从而允许子类重写父类该方法的实现。

注意

在 Objective-C 中，你只能为 Objective-C 的类类型（classes）定义类型方法（type-level methods）。在 Swift 中，你可以为所有的类、结构体和枚举定义类型方法。每一个类型方法都被它所支持的类型显式包含。

类型方法和实例方法一样用点语法调用。但是，你是在类型上调用这个方法，而不是在实例上调用。下面是如何在 SomeClass 类上调用类型方法的例子：

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class SomeClass {
    class func someTypeMethod() {
        // 在这里实现类型方法
    }
}
SomeClass.someTypeMethod()

在类型方法的方法体（body）中，self 属性指向这个类型本身，而不是类型的某个实例。这意味着你可以用 self 来消除类型属性和类型方法参数之间的歧义（类似于我们在前面处理实例属性和实例方法参数时做的那样）。

一般来说，在类型方法的方法体中，任何未限定的方法和属性名称，可以被本类中其他的类型方法和类型属性引用。一个类型方法可以直接通过类型方法的名称调用本类中的其它类型方法，而无需在方法名称前面加上类型名称。类似地，在结构体和枚举中，也能够直接通过类型属性的名称访问本类中的类型属性，而不需要前面加上类型名称。

下面的例子定义了一个名为 LevelTracker 结构体。它监测玩家的游戏发展情况（游戏的不同层次或阶段）。这是一个单人游戏，但也可以存储多个玩家在同一设备上的游戏信息。

游戏初始时，所有的游戏等级（除了等级 1）都被锁定。每次有玩家完成一个等级，这个等级就对这个设备上的所有玩家解锁。LevelTracker 结构体用类型属性和方法监测游戏的哪个等级已经被解锁。它还监测每个玩家的当前等级。

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struct LevelTracker {
    static var highestUnlockedLevel = 1
    var currentLevel = 1

    static func unlock(_ level: Int) {
        if level > highestUnlockedLevel { highestUnlockedLevel = level }
    }

    static func isUnlocked(_ level: Int) -> Bool {
        return level <= highestUnlockedLevel
    }

    @discardableResult
    mutating func advance(to level: Int) -> Bool {
        if LevelTracker.isUnlocked(level) {
            currentLevel = level
            return true
        } else {
            return false
        }
    }
}

LevelTracker 监测玩家已解锁的最高等级。这个值被存储在类型属性 highestUnlockedLevel 中。

LevelTracker 还定义了两个类型方法与 highestUnlockedLevel 配合工作。第一个类型方法是 unlock(_:)，一旦新等级被解锁，它会更新 highestUnlockedLevel 的值。第二个类型方法是 isUnlocked(_:)，如果某个给定的等级已经被解锁，它将返回 true。（注意，尽管我们没有使用类似 LevelTracker.highestUnlockedLevel 的写法，这个类型方法还是能够访问类型属性 highestUnlockedLevel）

除了类型属性和类型方法，LevelTracker 还监测每个玩家的进度。它用实例属性 currentLevel 来监测每个玩家当前的等级。

为了便于管理 currentLevel 属性，LevelTracker 定义了实例方法 advance(to:)。这个方法会在更新 currentLevel 之前检查所请求的新等级是否已经解锁。advance(to:) 方法返回布尔值以指示是否能够设置 currentLevel。因为允许在调用 advance(to:) 时候忽略返回值，不会产生编译警告，所以函数被标注为 @discardableResult 属性，更多关于属性信息，请参考 特性章节。

下面，Player 类使用 LevelTracker 来监测和更新每个玩家的发展进度：

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class Player {
    var tracker = LevelTracker()
    let playerName: String
    func complete(level: Int) {
        LevelTracker.unlock(level + 1)
        tracker.advance(to: level + 1)
    }
    init(name: String) {
        playerName = name
    }
}

Player 类创建一个新的 LevelTracker 实例来监测这个用户的进度。它提供了 complete(level:) 方法，一旦玩家完成某个指定等级就调用它。这个方法为所有玩家解锁下一等级，并且将当前玩家的进度更新为下一等级。（我们忽略了 advance(to:) 返回的布尔值，因为之前调用 LevelTracker.unlock(_:) 时就知道了这个等级已经被解锁了）。

你还可以为一个新的玩家创建一个 Player 的实例，然后看这个玩家完成等级一时发生了什么：

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var player = Player(name: "Argyrios")
player.complete(level: 1)
print("highest unlocked level is now \(LevelTracker.highestUnlockedLevel)")
// 打印“highest unlocked level is now 2”

如果你创建了第二个玩家，并尝试让他开始一个没有被任何玩家解锁的等级，那么试图设置玩家当前等级将会失败：

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player = Player(name: "Beto")
if player.tracker.advance(to: 6) {
    print("player is now on level 6")
} else {
    print("level 6 has not yet been unlocked")
}
// 打印“level 6 has not yet been unlocked”

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属性

属性将值与特定的类、结构体或枚举关联。存储属性会将常量和变量存储为实例的一部分，而计算属性则是直接计算（而不是存储）值。计算属性可以用于类、结构体和枚举，而存储属性只能用于类和结构体。

存储属性和计算属性通常与特定类型的实例关联。但是，属性也可以直接与类型本身关联，这种属性称为类型属性。

另外，还可以定义属性观察器来监控属性值的变化，以此来触发自定义的操作。属性观察器可以添加到类本身定义的存储属性上，也可以添加到从父类继承的属性上。

存储属性

简单来说，一个存储属性就是存储在特定类或结构体实例里的一个常量或变量。存储属性可以是变量存储属性（用关键字 var 定义），也可以是常量存储属性（用关键字 let 定义）。

可以在定义存储属性的时候指定默认值，请参考 默认构造器 一节。也可以在构造过程中设置或修改存储属性的值，甚至修改常量存储属性的值，请参考 构造过程中常量属性的修改 一节。

下面的例子定义了一个名为 FixedLengthRange 的结构体，该结构体用于描述整数的区间，且这个范围值在被创建后不能被修改。

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struct FixedLengthRange {
    var firstValue: Int
    let length: Int
}
var rangeOfThreeItems = FixedLengthRange(firstValue: 0, length: 3)
// 该区间表示整数 0，1，2
rangeOfThreeItems.firstValue = 6
// 该区间现在表示整数 6，7，8

FixedLengthRange 的实例包含一个名为 firstValue 的变量存储属性和一个名为 length 的常量存储属性。在上面的例子中，length 在创建实例的时候被初始化，且之后无法修改它的值，因为它是一个常量存储属性。

常量结构体实例的存储属性

如果创建了一个结构体实例并将其赋值给一个常量，则无法修改该实例的任何属性，即使被声明为可变属性也不行:

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let rangeOfFourItems = FixedLengthRange(firstValue: 0, length: 4)
// 该区间表示整数 0，1，2，3
rangeOfFourItems.firstValue = 6
// 尽管 firstValue 是个可变属性，但这里还是会报错

因为 rangeOfFourItems 被声明成了常量（用 let 关键字），所以即使 firstValue 是一个可变属性，也无法再修改它了。

这种行为是由于结构体属于值类型。当值类型的实例被声明为常量的时候，它的所有属性也就成了常量。

属于引用类型的类则不一样。把一个引用类型的实例赋给一个常量后，依然可以修改该实例的可变属性。

延时加载存储属性

延时加载存储属性是指当第一次被调用的时候才会计算其初始值的属性。在属性声明前使用 lazy 来标示一个延时加载存储属性。

注意

必须将延时加载属性声明成变量（使用 var 关键字），因为属性的初始值可能在实例构造完成之后才会得到。而常量属性在构造过程完成之前必须要有初始值，因此无法声明成延时加载。

当属性的值依赖于一些外部因素且这些外部因素只有在构造过程结束之后才会知道的时候，延时加载属性就会很有用。或者当获得属性的值因为需要复杂或者大量的计算，而需要采用需要的时候再计算的方式，延时加载属性也会很有用。

下面的例子使用了延时加载存储属性来避免复杂类中不必要的初始化工作。例子中定义了 DataImporter 和 DataManager 两个类，下面是部分代码：

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class DataImporter {
    /*
    DataImporter 是一个负责将外部文件中的数据导入的类。
    这个类的初始化会消耗不少时间。
    */
    var fileName = "data.txt"
    // 这里会提供数据导入功能
}

class DataManager {
    lazy var importer = DataImporter()
    var data = [String]()
    // 这里会提供数据管理功能
}

let manager = DataManager()
manager.data.append("Some data")
manager.data.append("Some more data")
// DataImporter 实例的 importer 属性还没有被创建

DataManager 类包含一个名为 data 的存储属性，初始值是一个空的字符串数组。这里没有给出全部代码，只需知道 DataManager 类的目的是管理和提供对这个字符串数组的访问即可。

DataManager 的一个功能是从文件中导入数据。这个功能由 DataImporter 类提供，DataImporter 完成初始化需要消耗不少时间：因为它的实例在初始化时可能需要打开文件并读取文件中的内容到内存中。

DataManager 管理数据时也可能不从文件中导入数据。所以当 DataManager 的实例被创建时，没必要创建一个 DataImporter 的实例，更明智的做法是第一次用到 DataImporter 的时候才去创建它。

由于使用了 lazy，DataImporter 的实例 importer 属性只有在第一次被访问的时候才被创建。比如访问它的属性 fileName 时：

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print(manager.importer.fileName)
// DataImporter 实例的 importer 属性现在被创建了
// 输出“data.txt”

注意

如果一个被标记为 lazy 的属性在没有初始化时就同时被多个线程访问，则无法保证该属性只会被初始化一次。

存储属性和实例变量

如果您有过 Objective-C 经验，应该知道 Objective-C 为类实例存储值和引用提供两种方法。除了属性之外，还可以使用实例变量作为一个备份存储将变量值赋值给属性。

Swift 编程语言中把这些理论统一用属性来实现。Swift 中的属性没有对应的实例变量，属性的备份存储也无法直接访问。这就避免了不同场景下访问方式的困扰，同时也将属性的定义简化成一个语句。属性的全部信息——包括命名、类型和内存管理特征——作为类型定义的一部分，都定义在一个地方。

计算属性

除存储属性外，类、结构体和枚举可以定义计算属性。计算属性不直接存储值，而是提供一个 getter 和一个可选的 setter，来间接获取和设置其他属性或变量的值。

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struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
}
struct Size {
    var width = 0.0, height = 0.0
}
struct Rect {
    var origin = Point()
    var size = Size()
    var center: Point {
        get {
            let centerX = origin.x + (size.width / 2)
            let centerY = origin.y + (size.height / 2)
            return Point(x: centerX, y: centerY)
        }
        set(newCenter) {
            origin.x = newCenter.x - (size.width / 2)
            origin.y = newCenter.y - (size.height / 2)
        }
    }
}
var square = Rect(origin: Point(x: 0.0, y: 0.0),
    size: Size(width: 10.0, height: 10.0))
let initialSquareCenter = square.center
square.center = Point(x: 15.0, y: 15.0)
print("square.origin is now at (\(square.origin.x), \(square.origin.y))")
// 打印“square.origin is now at (10.0, 10.0)”

这个例子定义了 3 个结构体来描述几何形状：

• Point 封装了一个 (x, y) 的坐标
• Size 封装了一个 width 和一个 height
• Rect 表示一个有原点和尺寸的矩形

Rect 也提供了一个名为 center 的计算属性。一个 Rect 的中心点可以从 origin（原点）和 size（大小）算出，所以不需要将中心点以 Point 类型的值来保存。Rect 的计算属性 center 提供了自定义的 getter 和 setter 来获取和设置矩形的中心点，就像它有一个存储属性一样。

上述例子中创建了一个名为 square 的 Rect 实例，初始值原点是 (0, 0)，宽度高度都是 10。如下图中蓝色正方形所示。

square 的 center 属性可以通过点运算符（square.center）来访问，这会调用该属性的 getter 来获取它的值。跟直接返回已经存在的值不同，getter 实际上通过计算然后返回一个新的 Point 来表示 square 的中心点。如代码所示，它正确返回了中心点 (5, 5)。

center 属性之后被设置了一个新的值 (15, 15)，表示向右上方移动正方形到如下图橙色正方形所示的位置。设置属性 center 的值会调用它的 setter 来修改属性 origin 的 x 和 y 的值，从而实现移动正方形到新的位置。

简化 Setter 声明

如果计算属性的 setter 没有定义表示新值的参数名，则可以使用默认名称 newValue。下面是使用了简化 setter 声明的 Rect 结构体代码：

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