Swift结构体与类
在面向过程的编程语言(如C语言)中,结构体用得比较多,但是面向对象之后,如在C++和Objective-C中,结构体已经很少使用了。这是因为结构体能够做的事情,类完全可以取而代之。
而Swift语言却非常重视结构体,把结构体作为实现面向对象的重要手段。Swift中的结构体与C++和Objective-C中的结构体有很大的差别,C++和Objective-C中的结构体只能定义一组相关的成员变量,而Swift中的结构体不仅可以定义成员变量(属性),还可以定义成员方法。因此,我们可以把结构体看做是一种轻量级的类。
Swift中的类和结构体非常类似,都具有定义和使用属性、方法、下标和构造器等面向对象特性,但是结构体不具有继承性,也不具备运行时强制类型转换、使用析构器和使用引用计等能力。
一、类和结构体定义
Swift中的类和结构体定义的语法也是非常相似的。我们可以使用class关键词定义类,使用struct关键词定义结构体,它们的语法格式如下:
class 类名 {
定义类的成员
}
struct 结构体名 {
定义结构体的成员
}
从语法格式上看,Swift中的类和结构体的定义更类似于Java语法,不需要像C++和Objective-C那样把接口部分和实现部分放到不同的文件中。
类名、结构体名的命名规范与枚举类型的要求是一样的。下面我们来看一个示例:
class Employee {//定义员工类
var no : Int = 0//定义员工编号属性
var name : String = ""//定义员工姓名属性
var job : String?//定义工作属性
var salary : Double = 0//定义薪资属性
var dept : Department? //定义所在部门属性
}
struct Department {//定义部门结构体
var no : Int = 0//定义部门编号属性
var name : String = ""//定义部门名称属性
}
Employee是我们定义的类,Department是我们定义的结构体。在Employee和Department中我们只定义了一些属性。关于属性的内容我们将在下一章介绍。
Employee和Department是有关联关系的,Employee所在部门的属性dept与Department关联起来,它们的类图如下图所示。
我们可以通过下列语句实例化:
var emp = Employee()
var dept = Department()
Employee()和Department()是调用它们的构造器实现实例化,关于构造器我们会在14.1节介绍。
提示实例化之后会开辟内存空间,emp和dept被称为“实例”,但只有类实例化的“实例”才能被称为“对象”。事实上,不仅仅是结构体和类可以实例化,枚举、函数类型和闭包开辟内存空间的过程也可以称为实例化,结果也可以叫“实例”,但不能叫“对象”。
二、再谈值类型和引用类型
数据类型可以分为:值类型和引用类型,这是由赋值或参数传递方式决定的。值类型就是在赋值或给函数传递参数时候,创建一个副本,把副本传递过去,这样在函数的调用过程中不会影响原始数据。引用类型就是在赋值或给函数传递参数的时候,把本身数据传递过去,这样在函数的调用过程中会影响原始数据。
在众多的数据类型中,我们只需记住:只有类是引用类型,其他类型全部是值类型。即便结构体与类非常相似,它也是值类型。值类型还包括整型、浮点型、布尔型、字符串、元组、集合和枚举。
Swift中的引用类型与Java中的引用类型是一样的,Java中的类也是引用类型。如果你没有Java经验,可以把引用类型理解为C、C++和Objective-C语言中的指针类型,只不过不需要在引用类型变量或常量前面加星号(*)。
下面我们看一个示例:
- var dept = Department() ①
- dept.no = 10
- dept.name = "Sales" ②
- var emp = Employee() ③
- emp.no = 1000
- emp.name = "Martin"
- emp.job = "Salesman"
- emp.salary = 1250
- emp.dept = dept ④
- func updateDept (dept : Department) { ⑤
- dept.name = "Research" ⑥
- }
- println("Department更新前:\(dept.name)") ⑦
- updateDept(dept) ⑧
- println("Department更新后:\(dept.name)") ⑨
- func updateEmp (emp : Employee) { ⑩
- emp.job = "Clerk" ⑪
- }
- println("Employee更新前:\(emp.job)") ⑫
- updateEmp(emp) ⑬
- println("Employee更新后:\(emp.job)") ⑭
上述代码第①~②行创建Department结构体实例,并设置它的属性。代码第③~④行创建Employee类实例,并设置它的属性。
为了测试结构体是否是值类型,我们在第⑤行代码定义了updateDept函数,它的参数是Department结构体实例。第⑥行代码dept.name = "Research"是改变dept实例。然后在第⑦行打印更新前的部门名称属性,在第⑧行进行更新,在第⑨行打印更新后的部门名称属性。如果更新前和更新后的结果一致,则说明结构体是值类型,反之则为引用类型。事实上第⑥行代码会有编译错误,错误信息如下。
Playground execution failed: error: <REPL>:34:15: error: cannot assign to 'name' in 'dept'
dept.name = "Research"
~~~~~~~~~ ^
这个错误提示dept.name = "Research"是不能赋值的,这说明了dept结构体不能修改,因为它是值类型。其实有另外一种办法可以使值类型参数能够以引用类型传递,我们在第9章介绍过使用inout声明的输入输出类型参数,这里需要修改一下代码:
func updateDept (inout dept : Department) {
dept.name = "Research"
}
println("Department更新前:\(dept.name)")
updateDept(&dept)
println("Department更新后:\(dept.name)")
我们不仅要将参数声明为inout,而且要在使用实例前加上&符号。这样修改后输出结果如下:
Department更新前:Sales
Department更新后:Research
相比之下,第⑩行代码是定义updateEmp函数,它的参数是Employee类的实例,我们不需要将参数声明为inout类型。在第⑪行修改emp没有编译错误,这说明Employee类是引用类型,在调用的时候不用在变量前面添加&符号,见代码第 行。输出结果如下:
Employee更新前:Salesman
Employee更新后:Clerk
这个结果再次说明了类是引用类。
三、引用类型的比较
我们在第4章介绍了基本运算符,提到了恒等于(===)和不恒等于(!===)关系运算符。===用于比较两个引用是否为同一个实例,!===则恰恰相反,它只能用于引用类型,也就是类的实例。
下面我们看一个示例:
- var emp1 = Employee() ①
- emp1.no = 1000
- emp1.name = "Martin"
- emp1.job = "Salesman"
- emp1.salary = 1250
- var emp2 = Employee() ②
- emp2.no = 1000
- emp2.name = "Martin"
- emp2.job = "Salesman"
- emp2.salary = 1250
- if emp1 === emp2 ③
- {
- println("emp1 === emp2")
- }
- if emp1 === emp1 ④
- {
- println("emp1 === emp1")
- }
- var dept1 = Department() ⑤
- dept1.no = 10
- dept1.name = "Sales"
- var dept2 = Department() ⑥
- dept2.no = 10
- dept2.name = "Sales"
- if dept1 == dept2 //编译失败 ⑦
- {
- println("dept1 === dept2")
- }
上述代码第①行和第②行分别创建了emp1和emp2两个Employee实例。在代码第③行比较emp1和emp2两个引用是否为一个实例。可以看到,比较结果为False,也就是emp1和emp2两个引用不是一个实例,即便是它们内容完全一样,结果也是False,而第④行的比较结果为True。如果我们采用==比较,结果会如何呢?代码如下:
if emp1 == emp2
{
println("emp1 === emp2")
}
答案是有如下编译错误。==比较要求两个实例的类型(类、结构体、枚举等)必须要在该类型中重写==运算符,定义相等规则。同样的错误也会发生在第⑦行代码。
Playground execution failed: error: <REPL>:42:9: error: could not find an overload for '==' that accepts the supplied arguments
if emp1 == emp2
~~~~~^~~~~~~
代码第⑤行和第⑥行分别创建了dept1和dept2两个Department实例。在代码第⑦行使用==比较dept1和dept2两个值是否相等,不仅不能比较,而且还会发生编译错误,这在上面已经解释过了。
如果我们采用恒等于===比较dept1和dept2,结果会如何呢?代码如下:
if dept1 === dept2
{
println("dept1 === dept2")
}
我们发现会有编译错误。===不能比较值类型,而Department结构体是值类型,因此不能使用===比较。
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