Objective-C對象的初始化（2）——便利初始化函數

0x01 便利初始化函數

有些對象擁有多個以init開頭的方法名，這些方法和普通的方法一樣，只是遵循命名規則約定，用init開頭表示它用於初始化。

很多類中包含便利初始化函數（Convenience Initializer），它們是用來完成某些額外工作的初始化方法。

 

下面我們用NSString類中的一些初始化方法來舉例。

1、基本的初始化方法，返回一個空字符串：

- (id) init;

//-----------------------------------------------------------------------

NSString *emptyString = [[NSString alloc] init];
//最基本的init對不可變的NSString類來說就僅僅是初始化一個空字符串

NSMutableString *emptyMutableString = [[NSString alloc] init];
//但初始化一個NSMutableString類的對象就可以開始向其中添加字符

 

2、帶格式化操作的初始化方法，直接返回帶格式的字符串，效果類似stringWithFormat：

- (id) initWithFormat: (NSString *) format, ...;

//-----------------------------------------------------------------------

string = [[NSString alloc] initWithFormat: @"%d or %d", 25, 624];
//This gives you a string with the value of "25 or 624".

這裏可以看出Apple建議把alloc和init分開的原因，分配和初始化的功能是不一樣的，把初始化步驟獨立開來可以爲程序帶來更多靈活性。

作爲Cocoa的編程人員應該熟練地使用alloc+init，而new只是輔助方法。

 

3、使用文件中的內容來初始化字符串：

- (id) initWithContentsOfFile:(NSString *) path 
                     encoding:(NSStringEncoding) enc 
                        error:(NSError **) error

//-----------------------------------------------------------------------

NSError *error = nil;
NSStringEncoding encoding = NSUTF8StringEncoding;
NSString *string = [[NSString alloc] initWithContentsOfFile:@"/tmp/words.txt"
                                               usedEncoding:&encoding
                                                      error:&error];
if(nil != error)
{
  NSLog(@"Unable to read data from file, %@", [error localizedDescription]);
}

• @"/tmp/words.txt"指定了文件路徑，方法將在該文件讀取內容並使用該內容初始化一個字符串；
• encoding參數將文件內容的類型告訴API，一般來說使用的是NSUTF8StringEncoding；
• error參數如果初始化正常則返回 nil, 否則返回錯誤信息。這些錯誤信息被封裝成 NSError 對象，可以使用 NSError 的對象方法: localizedDescription來查明情況，並使用%@格式符打印錯誤信息；
• 注意這裏的error是指針的指針！

 

0x02 初始化函數的使用

當我們的類對象中存在成員變量時，我們可以用初始化函數對其進行初始賦值。

以Tire類爲例，我們將之擴展，用pressure記錄胎壓，treadDepth記錄胎紋深度，所以接口部分修改如下：

#import <Cocoa/Cocoa.h>
@interface Tire : NSObject
{
 float pressure;
 float treadDepth;
} //Tire類多了兩個成員變量，pressure是胎壓，treadDepth是胎紋深度

//--------------------pressure的setter/getter方法
-(void) setPressure: (float) pressure;
-(float) pressure;
//--------------------treadDepth的setter/getter方法
-(void) setTreadDepth: (float) treadDepth;
-(float) treadDepth;

@end // Tire.h

在Tire類的實現中，爲使用者提供了訪問tire對象的方法，並提供了初始化函數，最後對description方法也進行了相應的修改：

#import "Tire.h"
@implementation Tire
- (id) init
{
 if (self = [super init])
 {
  pressure = 34.0; 
  treadDepth = 20.0;
 }
 return (self);
} // init
  //初始化完成後，新的tire對象將是帶有預置參數值的新對象

- (void) setPressure: (float) p
{
pressure = p;
} // setPressure
- (float) pressure
{
  return (pressure);
} // pressure

- (void) setTreadDepth: (float) td
{
  treadDepth = td;
} // setTreadDepth
- (float) treadDepth
{
 return (treadDepth);
} // treadDepth

- (NSString *) description
{
 NSString *desc;
  desc = [NSString stringWithFormat:@"Tire: Pressure: %.1f TreadDepth: %.1f", pressure, treadDepth];
  return (desc);
} // description

@end // Tire.m

因爲Tire類關鍵代碼發生了變化，包含了Tire類的Car類也需要進行相應修改，在此就不詳述了。

 

0x03 構造便利初始化函數

假設我們要用Tire類創建一個新的tire對象，main()函數節選代碼如下：

...
tire = [[Tire alloc] init];
[tire setPressure: 23 + i];
[tire setTreadDepth: 33 - i];
...

爲了創建一個新的對象，發送了4個消息，3行代碼。

如果Tire類中的成員變量更多，只會讓程序顯得更加冗長。

爲了更快、更方便地執行初始化，我們可以構造一個能同時獲得成員變量的便利初始化函數：

@interface Tire : NSObject
{
 float pressure;
 float treadDepth;
}
//New Convenience Initializer
- (id) initWithPressure: (float) pressure treadDepth: (float) treadDepth;

- (void) setPressure: (float) pressure;
- (float) pressure;
- (void) setTreadDepth: (float) treadDepth;
- (float) treadDepth;

@end // Tire

該便利初始化函數的實現非常簡單：

- (id) initWithPressure: (float) p treadDepth: (float) td
{
  if (self = [super init]) {
     pressure = p;
     treadDepth = td;
}
 return (self);
} // initWithPressure:treadDepth:

現在，main（）函數中只需一行代碼即可完成新tire對象的分配和初始化工作：

...
Tire *tire;
tire = [[Tire alloc] initWithPressure: 23 + i treadDepth: 33 - i];
...

 

0x04 便利初始化函數的缺點

在子類化的時候，爲了保證超類能正常初始化，就需要重寫超類所有的初始化方法和便利初始化方法，並添加子類成員變量的初始化方法。

但即使我們都重寫了這些超類的方法，當超類修改或者添加初始化方法的時候，子類仍然需要做相應的修改。

這樣的設計偏離了高內聚低耦合的設計原則！

 

0x05 指定初始化函數

類中的某個初始化方法被指派爲指定初始化函數，該類的所有初始化方法都使用指定初始化方法執行初始化操作。

而子類使用其超類的指定初始化方法進行超類的初始化。

通常，接收參數最多的初始化方法是最終的指定初始化函數，通常它最靈活。

因此，對於子類來說，只要重寫超類的指定初始化方法就可以解決便利初始化方法的缺點。

爲了保證指定初始化函數的順利執行，所有其他的初始化函數均應該按照initWithPressure：treadDepth：的形式實現：

 

首先修改Tire類：

#import "Tire.h"

@implementation Tire

- (id) init
{
    if (self = [self initWithPressure: 34 treadDepth: 20]) {
    //...
    }

    return (self);
} // init


- (id) initWithPressure: (float) p
{
    if (self = [self initWithPressure: p treadDepth: 20.0]) {
    //...
    }

    return (self);
} // initWithPressure


- (id) initWithTreadDepth: (float) td
{
    if (self = [self initWithPressure: 34.0 treadDepth: td]) {
    //...
    }

    return (self);
} // initWithTreadDepth


- (id) initWithPressure: (float) p treadDepth: (float) td
{
    if (self = [super init]) {
        pressure = p;
        treadDepth = td;
    }

    return (self);
} // initWithPressure:treadDepth:

 

再向Tire類的子類AllWeatherRadial類添加指定初始化函數：

#import "AllWeatherRadial.h"

@implementation AllWeatherRadial

// 指定初始化函數
- (id) initWithPressure: (float) p treadDepth: (float) td
{
    self = [super initWithPressure: p treadDepth: td];     //重寫超類的指定初始化函數
    if (self) {
        rainHandling = 23.7;
        snowHandling = 42.5;
    }                                                      //添加子類的成員變量值
    return (self);
} 

//-----------------------------------------------------------------------

- (void) setRainHandling: (float) rh
{
    rainHandling = rh;
} // setRainHandling


- (float) rainHandling
{
    return (rainHandling);
} // rainHandling


- (void) setSnowHandling: (float) sh
{
    snowHandling = sh;
} // setSnowHandling


- (float) snowHandling
{
    return (snowHandling);
} // snowHandling

...

 

0x06 子類也可以有指定初始化函數

同理，子類也能給自己指定初始化函數，這樣就能讓用戶在初始化的時候決定自己要的成員變量值：

...

//子類也可以有自己的指定初始化函數
- (id)initWithSnowHanding:(float)s andRainHanding:(float)r
{
    self = [super init];
    if (self) {
        self.snowHandling = s;
        self.rainHandling = r;
    }
    return self;
}
...

相應的，在mian()函數中初始化新的tire對象，可以同時調用該initWithSnowHanding:andRainHanding:方法：

#import <Foundation/Foundation.h>

#import "Car.h"
#import "Slant6.h"
#import "AllWeatherRadial.h"

int main(int argc, const char * argv[])
{
    @autoreleasepool
    {
        Car *car = [[Car alloc] init];
        
        for (int i = 0; i < 4; i++)
        {
            AllWeatherRadial *tire;
            //tire = [[AllWeatherRadial alloc] init];
            //使用子類的指定初始化函數設置成員變量值
            tire = [[AllWeatherRadial alloc] initWithSnowHanding:11.0 andRainHanding:22.0];
            
            [car setTire: tire atIndex: i];
        }
        
        Engine *engine = [[Slant6 alloc] init];
        [car setEngine: engine];
        
        [car print];
    }
    return 0;
}

//Output：
//AllWeatherRadial: 34.0 / 20.0 / 22.0 / 11.0
//AllWeatherRadial: 34.0 / 20.0 / 22.0 / 11.0
//AllWeatherRadial: 34.0 / 20.0 / 22.0 / 11.0
//AllWeatherRadial: 34.0 / 20.0 / 22.0 / 11.0
//I am a slant-6. VROOOM!
//Program ended with exit code: 0
//

 

0x07 初始化函數規則

• 如果不需要設置任何狀態，或者默認的alloc+init方法效果非常不錯，那就不一定要去創建初始化函數；
• 如果創建了一個指定初始化函數，則一定要在自己的指定初始化函數中調用超類的指定初始化函數；
• 如果初始化函數不止一個，則需要選擇一個作爲指定初始化函數；
• 被選定的方法應該調用超類的的指定初始化函數；
• 要按照指定初始化函數的形式實現所有其他初始化函數。