⽆主引⽤
和弱引用類似，無主引用不會牢牢保持住引用的實例。和弱引用不同的是，⽆主引用在其他實例有相同或者更長的⽣命週期時使
⽤。你可以在聲明屬性或者變量時，在前面加上關鍵字 unowned 表示這是一個⽆主引用。
⽆主引用通常都被期望擁有值。不過 ARC 無法在實例被銷燬後將⽆主引用設爲 nil ，因爲非可選類型的變量不允許被賦值爲 nil 。
重點
使用無主引用，你必須確保引用始終指向一個未銷燬的實例。如果你試圖在實例被銷燬後，訪問該實例的無主引用，會觸發運行時
錯誤。
下面的例子定義了兩個類， Customer 和 CreditCard ，模擬了銀⾏客戶和客戶的信用卡。這兩個類中，每一個都將另外一個類的
實例作爲自身的屬性。這種關係可能會造成循環強引用。
Customer 和 CreditCard 之間的關係與前⾯弱引用例子中 Apartment 和 Person 的關係略微不同。在這個數據模型中，⼀個客戶
可能有或者沒有信用卡，但是一張信⽤卡總是關聯着一個客戶。爲了表示這種關係， Customer 類有一個可選類型的 card 屬性，
但是 CreditCard 類有一個非可選類型的 customer 屬性。
此外，只能通過將一個 number 值和 customer 實例傳遞給 CreditCard 構造器的方式來創建 CreditCard 實例。這樣可以確保當創
建 CreditCard 實例時總是有一個 customer 實例與之關聯。
由於信⽤卡總是關聯着一個客戶，因此將 customer 屬性定義爲⽆主引用，⽤以避免循環強引用:
class Customer {
let name: String
var card: CreditCard?
init(name: String) { self.name = name }
deinit { print("\(name) is being deinitialized") }
}
class CreditCard {
let number: UInt64
unowned let customer: Customer
init(number: UInt64, customer: Customer) {
self.number = number
self.customer = customer
}
deinit { print("Card #\(number) is being deinitialized") }
}
注意
CreditCard 類的 number 屬性被定義爲 UInt64 類型⽽不是 Int 類型，以確保 number 屬性的存儲量在 32 位和 64 位系統上都能
足夠容納 16 位的卡號。
下⾯的代碼片段定義了一個叫 john 的可選類型 Customer 變量，用來保存某個特定客戶的引用。由於是可選類型， 所以變量被
初始化爲 nil :
var john: Customer?
現在你可以創建 Customer 類的實例，用它初始化 CreditCard 實例，並將新創建的 CreditCard 實例賦值爲客戶的 card 屬性:
john = Customer(name: "John Appleseed")
john!.card = CreditCard(number: 1234_5678_9012_3456, customer: john!)
在你關聯兩個實例後，它們的引用關係如下圖所示:
Customer 實例持有對 CreditCard 實例的強引用，而 CreditCard 實例持有對 Customer 實例的無主引用。 由於 customer 的無主
引用，當你斷開 john 變量持有的強引用時，再也沒有指向 Customer 實例的強引用了:
由於再也沒有指向 Customer 實例的強引用，該實例被銷燬了。其後，再也沒有指向 CreditCard 實例的強引用，該實例也隨之被
銷燬了:
john = nil
// 打印“John Appleseed is being deinitialized”
// 打印“Card #1234567890123456 is being deinitialized”
最後的代碼展示了在 john 變量被設爲 nil 後 Customer 實例和 CreditCard 實例的析構器都打印出了“銷 毀”的信息。
注意
上⾯的例子展示了如何使用安全的無主引用。對於需要禁用運⾏時的安全檢查的情況(例如，出於性能⽅面的原因)，Swift 還提
供了不安全的無主引用。與所有不安全的操作一樣，你需要負責檢查代碼以確保其安全性。 你可以通過 unowned(unsafe) 來聲
明不安全無主引用。如果你試圖在實例被銷燬後，訪問該實例的不安全無主引用，你的程序會嘗試訪問該實例之前所在的內存地
址，這是一個不安全的操作。
⽆主引用和隱式解包可選值屬性
上⾯弱引用和無主引⽤的例子涵蓋了兩種常用的需要打破循環強引用的場景。
Person 和 Apartment 的例子展示了兩個屬性的值都允許爲 nil ，並會潛在的產生循環強引用。這種場景最適合用弱引用來解
決。
Customer 和 CreditCard 的例子展示了一個屬性的值允許爲 nil ，而另一個屬性的值不允許爲 nil ，這也可能會產生循環強引
⽤。這種場景最適合通過⽆主引用來解決。
然而，存在着第三種場景，在這種場景中，兩個屬性都必須有值，並且初始化完成後永遠不會爲 nil 。在這種場景中， 需要一個
類使⽤無主屬性，而另外一個類使用隱式解包可選值屬性。
這使兩個屬性在初始化完成後能被直接訪問(不需要可選展開)，同時避免了循環引用。這一節將爲你展示如何建立這種關係。
下面的例子定義了兩個類， Country 和 City ，每個類將另外一個類的實例保存爲屬性。在這個模型中，每個國家必須有首都，每
個城市必須屬於一個國家。爲了實現這種關係， Country 類擁有一個 capitalCity 屬性，而 City 類有一個 country 屬性:
class Country {
let name: String
var capitalCity: City!
init(name: String, capitalName: String) {
self.name = name
self.capitalCity = City(name: capitalName, country: self)
}
}
class City {
let name: String
unowned let country: Country
init(name: String, country: Country) {
self.name = name
self.country = country
}
}
爲了建立兩個類的依賴關係， City 的構造器接受一個 Country 實例作爲參數，並且將實例保存到 country 屬性。
Country 的構造器調用了 City 的構造器。然而，只有 Country 的實例完全初始化後， Country 的構造器才能把 self 傳給 City 的
構造器。在《兩段式構造過程》中有具體描述。
爲了滿足這種需求，通過在類型結尾處加上感嘆號( City! )的方式，將 Country 的 capitalCity 屬性聲明爲隱式解包可選值類型的
屬性。這意味着像其他可選類型一樣， capitalCity 屬性的默認值爲 nil ，但是不需要展開它的值就能訪問它。在《隱式解包可選
值》中有描述。
由於 capitalCity 默認值爲 nil ，一旦 Country 的實例在構造器中給 name 屬性賦值後，整個初始化過程就完成了。這意味着一旦
name 屬性被賦值後， Country 的構造器就能引用並傳遞隱式的 self 。 Country 的構造器在賦值 capitalCity 時，就能將 self 作爲
參數傳遞給 City 的構造器。
以上的意義在於你可以通過一條語句同時創建 Country 和 City 的實例，⽽不產生循環強引用，並且 capitalCity 的屬性能被直接
訪問，⽽不需要通過感嘆號來展開它的可選值:
var country = Country(name: "Canada", capitalName: "Ottawa")
print("\(country.name)'s capital city is called \(country.capitalCity.name)")
// 打印“Canada's capital city is called Ottawa”
在上面的例子中，使⽤隱式解包可選值意味着滿足了類的構造器的兩個構造階段的要求。 capitalCity 屬性在初始化完成後，能像
非可選值一樣使⽤和存取，同時還避免了循環強引用。
閉包的循環強引用
前面我們看到了循環強引用是在兩個類實例屬性互相保持對方的強引用時產生的，還知道了如何⽤弱引用和無主引用來打破這些
循環強引用。
循環強引用還會發生在當你將一個閉包賦值給類實例的某個屬性，並且這個閉包體中又使用了這個類實例時。這個閉包體中可能
訪問了實例的某個屬性，例如 self.someProperty ，或者閉包中調用了實例的某個方法，例如 self.someMethod() 。這兩種情況
都導致了閉包“捕獲” self ，從而產生了循環強引用。
循環強引⽤的產生，是因爲閉包和類相似，都是引用類型。當你把一個閉包賦值給某個屬性時，你是將這個閉包的引⽤賦值給了
屬性。實質上，這跟之前的問題是一樣的——兩個強引用讓彼此一直有效。但是，和兩個類實例不同，這次一個是類實例，另⼀
個是閉包。
Swift 提供了一種優雅的⽅法來解決這個問題，稱之爲閉包捕獲列表 (closure capture list)。同樣的，在學習如何用閉包捕獲列
表打破循環強引用之前，先來了解一下這⾥的循環強引⽤是如何產⽣的，這對我們很有幫助。
下⾯的例子爲你展示了當一個閉包引用了 self 後是如何產生一個循環強引用的。例子中定義了一個叫 HTMLElement的類，用一
種簡單的模型表示 HTML 文檔中的一個單獨的元素:
class HTMLElement {
let name: String
let text: String?
lazy var asHTML: () -> String = {
if let text = self.text {
return "<\(self.name)>\(text)</\(self.name)>"
} else {
return "<\(self.name) />"
}
}
init(name: String, text: String? = nil) {
self.name = name
self.text = text
}
deinit { print("\(name) is being deinitialized") }
}
HTMLElement 類定義了一個 name 屬性來表示這個元素的名稱，例如代表頭部元素的 "h1" ，代表段落的 "p" ， 或者代表換行的
"br" 。 HTMLElement 還定義了一個可選屬性 text ，用來設置 HTML 元素呈現的文本。
除了上⾯的兩個屬性， HTMLElement 還定義了一個 lazy 屬性 asHTML 。這個屬性引用了一個將 name 和 text 組合成 HTML 字
符串片段的閉包。該屬性是 Void -> String 類型，或者可以理解爲“一個沒有參數，返回String 的函數”。
默認情況下，閉包賦值給了 asHTML 屬性，這個閉包返回一個代表 HTML 標籤的字符串。如果 text 值存在，該標籤就包含可選
值 text ;如果 text 不存在，該標籤就不包含文本。對於段落元素，根據 text 是 "some text" 還是 nil ，閉包會返回 "<p>some
text</p>" 或者 "<p />" 。
可以像實例方法那樣去命名、使用 asHTML 屬性。然⽽，由於 asHTML 是閉包而不是實例方法，如果你想改變特定 HTML 元素
的處理⽅式的話，可以用⾃定義的閉包來取代默認值。（實現重寫了）
例如，可以將一個閉包賦值給 asHTML 屬性，這個閉包能在 text 屬性是 nil 時使用默認文本，這是爲了避免返回一個空的 HTML
標籤:
let heading = HTMLElement(name: "h1")
let defaultText = "some default text"
heading.asHTML = {
return "<\(heading.name)>\(heading.text ?? defaultText)</\(heading.name)>"
}
print(heading.asHTML())
// 打印“<h1>some default text</h1>”
注意
asHTML 聲明爲 lazy 屬性，因爲只有當元素確實需要被處理爲 HTML 輸出的字符串時，才需要使用 asHTML 。也就是說，在默
認的閉包中可以使用 self ，因爲只有當初始化完成以及 self 確實存在後，才能訪問 lazy 屬性。
HTMLElement 類只提供了一個構造器，通過 name 和 text (如果有的話)參數來初始化一個新元素。該類也定義了一個析構器，
當 HTMLElement 實例被銷燬時，打印一條消息。 下面的代碼展示了如何用 HTMLElement 類創建實例並打印消息:
var paragraph: HTMLElement? = HTMLElement(name: "p", text: "hello, world")
print(paragraph!.asHTML())
// 打印“<p>hello, world</p>”
注意
上⾯的 paragraph 變量定義爲可選類型的 HTMLElement ，因此我們可以賦值 nil 給它來演示循環強引用。
不幸的是，上面寫的 HTMLElement 類產生了類實例和作爲 asHTML 默認值的閉包之間的循環強引用。循環強引用如下圖所示:
實例的 asHTML 屬性持有閉包的強引用。但是，閉包在其閉包體內使用了 self (引用了 self.name 和 self.text )，因此閉包捕獲了
self ，這意味着閉包又反過來持有了 HTMLElement 實例的強引用。這樣兩個對象就產生了循環強引⽤。(更多關於閉包捕獲值的
信息，請參考《值捕獲》)。
注意
雖然閉包多次使用了 self ，它只捕獲 HTMLElement 實例的一個強引用。
如果設置 paragraph 變量爲 nil ，打破它持有的 HTMLElement 實例的強引用， HTMLElement 實例和它的閉包都不會被銷燬，也
是因爲循環強引用:
paragraph = nil
注意， HTMLElement 的析構器中的消息並沒有被打印，證明了 HTMLElement 實例並沒有被銷燬。
解決閉包的循環強引⽤
在定義閉包時同時定義捕獲列表作爲閉包的一部分，通過這種方式可以解決閉包和類實例之間的循環強引用。捕獲列表定義了閉
包體內捕獲一個或者多個引用類型的規則。跟解決兩個類實例間的循環強引用一樣，聲明每個捕獲的引用爲弱引用或無主引⽤，
而不是強引用。應當根據代碼關係來決定使用弱引用還是無主引用。
注意
Swift 有如下要求:只要在閉包內使用 self 的成員，就要用 self.someProperty 或者 self.someMethod() (⽽不只是
someProperty 或 someMethod() )。這提醒你可能會一不小心就捕獲了 self 。
定義捕獲列列表
捕獲列表中的每一項都由一對元素組成，一個元素是 weak 或 unowned 關鍵字，另一個元素是類實例的引用(例如self )或初始化
過的變量(如 delegate = self.delegate! )。這些項在方括號中用逗號分開。
如果閉包有參數列表和返回類型，把捕獲列表放在它們前面:
lazy var someClosure: (Int, String) -> String = {
[unowned self, weak delegate = self.delegate!] (index: Int, stringToProcess: String) ->
String in
// 這⾥是閉包的函數體
}
如果閉包沒有指明參數列表或者返回類型，它們會通過上下文推斷，那麼可以把捕獲列表和關鍵字 in 放在閉包最開始的地方:
lazy var someClosure: () -> String = {
[unowned self, weak delegate = self.delegate!] in
// 這里是閉包的函數體
}
弱引⽤和無主引⽤
在閉包和捕獲的實例總是互相引用並且總是同時銷燬時，將閉包內的捕獲定義爲無主引用 。 相反的，在被捕獲的引用可能會變
爲 nil 時，將閉包內的捕獲定義爲弱引用 。弱引用總是可選類型，並且當引用的實例被銷燬後，弱引用的值會自動置爲 nil 。這
使我們可以在閉包體內檢查它們是否存在。
注意
如果被捕獲的引用絕對不會變爲 nil ，應該用無主引用，而不是弱引用。
前面的 HTMLElement 例子中，無主引用是正確的解決循環強引用的方法。這樣編寫 HTMLElement 類來避免循環強引用:
class HTMLElement {
let name: String
let text: String?
lazy var asHTML: () -> String = {
[unowned self] in
if let text = self.text {
return "<\(self.name)>\(text)</\(self.name)>"
} else {
return "<\(self.name) />"
}
}
init(name: String, text: String? = nil) {
self.name = name
self.text = text
}
deinit { print("\(name) is being deinitialized") }
}
上⾯的 HTMLElement 實現和之前的實現一致，除了在 asHTML 閉包中多了一個捕獲列表。這里，捕獲列表是 [unowned self] ，
表示“將 self 捕獲爲無主引⽤而不是強引用”。
和之前一樣，我們可以創建並打印 HTMLElement 實例:
var paragraph: HTMLElement? = HTMLElement(name: "p", text: "hello, world")
print(paragraph!.asHTML())
// 打印“<p>hello, world</p>”
使用捕獲列表後引用關係如下圖所示:
這一次，閉包以無主引用的形式捕獲 self ，並不會持有 HTMLElement 實例的強引用。如果將 paragraph 賦值爲nil ，
HTMLElement 實例將會被銷燬，並能看到它的析構器打印出的消息:
paragraph = nil
// 打印“p is being deinitialized”
你可以查看《捕獲列表》章節，獲取更多關於捕獲列表的信息。