Swift初始化的安全方式

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我们在深入初始化方法之前,不妨先再想想 Swift 中的初始化想要达到一种怎样的目的。

其实就是安全。在 Objective-C 中,init 方法是非常不安全的:没有人能保证 init 只被调用一次,也没有人保证在初始化方法调用以后实例的各个变量都完成初始化,甚至如果在初始化里使用属性进行设置的话,还可能会造成各种问题,虽然 Apple 也明确说明了不应该在 init 中使用属性来访问,但是这并不是编译器强制的,因此还是会有很多开发者犯这样的错误。

所以 Swift 有了超级严格的初始化方法。一方面,Swift 强化了 designated 初始化方法的地位。Swift 中不加修饰的 init 方法都需要在方法中保证所有非 Optional 的实例变量被赋值初始化,而在子类中也强制 (显式或者隐式地) 调用 super 版本的 designated 初始化,所以无论如何走何种路径,被初始化的对象总是可以完成完整的初始化的。

class ClassA {
let numA: Int
init(num: Int) {
numA = num
}
}
class ClassB: ClassA {
let numB: Int
override init(num: Int) {
numB = num + 1
super.init(num: num)
}
}

在上面的示例代码中,注意在 init 里我们可以对 let 的实例常量进行赋值,这是初始化方法的重要特点。在 Swift 中 let 声明的值是不变量,无法被写入赋值,这对于构建线程安全的 API 十分有用。而因为 Swift 的 init 只可能被调用一次,因此在 init 中我们可以为不变量进行赋值,而不会引起任何线程安全的问题。

与 designated 初始化方法对应的是在 init 前加上 convenience 关键字的初始化方法。这类方法是 Swift 初始化方法中的 “二等公民”,只作为补充和提供使用上的方便。所有的 convenience 初始化方法都必须调用同一个类中的 designated 初始化完成设置,另外 convenience 的初始化方法是不能被子类重写或者是从子类中以 super 的方式被调用的。

class ClassA {
let numA: Int
init(num: Int) {
numA = num
}
convenience init(bigNum: Bool) {
self.init(num: bigNum ? 10000 : 1)
}
}
class ClassB: ClassA {
let numB: Int
override init(num: Int) {
numB = num + 1
super.init(num: num)
}
}

只要在子类中实现重写了父类 convenience 方法所需要的 init 方法的话,我们在子类中就也可以使用父类的 convenience 初始化方法了。比如在上面的代码中,我们在 ClassB 里实现了 init(num: Int)的重写。这样,即使在 ClassB 中没有 bigNum 版本的 convenience init(bigNum: Bool),我们仍然还是可以用这个方法来完成子类初始化:

let anObj = ClassB(bigNum: true)
// anObj.numA = 10000, anObj.numB = 10001

因此进行一下总结,可以看到初始化方法永远遵循以下两个原则:

  1. 初始化路径必须保证对象完全初始化,这可以通过调用本类型的 designated 初始化方法来得到保证;
  2. 子类的 designated 初始化方法必须调用父类的 designated 方法,以保证父类也完成初始化。

对于某些我们希望子类中一定实现的 designated 初始化方法,我们可以通过添加 required 关键字进行限制,强制子类对这个方法重写实现。这样的一个最大的好处是可以保证依赖于某个 designated 初始化方法的 convenience 一直可以被使用。一个现成的例子就是上面的 init(bigNum: Bool):如果我们希望这个初始化方法对于子类一定可用,那么应当将 init(num: Int) 声明为必须,这样我们在子类中调用 init(bigNum: Bool) 时就始终能够找到一条完全初始化的路径了:

class ClassA {
let numA: Int
required init(num: Int) {
numA = num
}
convenience init(bigNum: Bool) {
self.init(num: bigNum ? 10000 : 1)
}
}
class ClassB: ClassA {
let numB: Int
required init(num: Int) {
numB = num + 1
super.init(num: num)
}
}

另外需要说明的是,其实不仅仅是对 designated 初始化方法,对于 convenience 的初始化方法,我们也可以加上 required 以确保子类对其进行实现。这在要求子类不直接使用父类中的 convenience 初始化方法时会非常有帮助。

来源:王巍 (@ONEVCAT)

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