Swift中的多态、初始化、可选链

重写override

• 重写类型方法、下标

  1. 被class修饰的类型方法、下标，允许被子类重写
  2. 被static修饰的类型方法、下标，不允许被子类重写

  注意：如果此时继承父类重写父类方法之后，如果重写的方法不想继续被子类去重写，那么可以此时在重写的方法前面添加static关键字修饰来确保子类不能够重写当前的方法

    class AnimalSubscript {
        func speak() {
            print("animal speak")
        }
        subscript(index: Int) -> Int {index}
        
        class func eat() {
            print("animal eat")
        }
        
        static func drink() {
            print("animal drink")
        }
    }
    
    class Cat: AnimalSubscript {
        override func speak() {
            print("cat speak")
        }
        
        override subscript(index: Int) -> Int {index + 20}
        override class func eat() {
            print("cat eat")
        }
        
        //此时重写的方法将不能被子类重写修改
//        override static func eat(){
//            print("终结当前的方法")
//        }
        
    }

• 重写属性
  1. 子类可以将父类的计算属性、存储属性重写为计算属性
  2. 子类不可以将父类重写为存储属性
  3. 只能重写var变量属性。不能重写let属性
  4. 重写时，属性名、类型要一致
  5. 子类重写后的属性权限不能小于父类属性的权限
  6. 如果父类属性是只读的，那么子类重写后的属性可以是只读的，也可以是可读写的
  7. 如果父类属性是可读可写的，那么子类重写后的属性也必须是可读写的

    class OverrideCircle {
        //懒加载
        lazy var lazyVar: Int = {
            return 1
        }()
        
        private(set) var onlyRead: Int = 0
        var radius: Int = 0
        var diameter: Int{
            get {
                print("get diameter")
                return (radius * 2)
            }
            
            set {
                radius = newValue
                print("Circle set diameter")
            }
        }
        
    }
    
    class OverrideCircleSon: OverrideCircle {
        
        var newRadius = 0
        override var diameter: Int {
            get {
                print("overrideCircleSon get value")
                return radius * 2
            }
            
            set {
                print("overrideCircleSon set value")
                radius = newValue
            }
        }
        
        override var radius: Int{
            get {
                print("reWrite stored perproty of radius")
                return newRadius
            }
            
            set {
                print("reGet sotre perproty of radius")
                newRadius = newValue
            }
        }
    }

• 属性观察器
  1. 可以在子类为父类属性（除了只读计算属性、let属性）增加属性观察器
  2. set 与willset 、get 与 willget 均不能共存的
  3. 不管父类是实例属性，类型属性或者存储属性，计算属性，子类都可以为父类添加观察属性

    class perprotyObserverClass: OverrideCircle{
        override var radius: Int{
            willSet {
                print("will set value", newValue)
            }
            didSet {
                //此时的radius不会引发死循环，因为此时并没有重写计算属性，此时访问的仍旧是radius本身，
                //属性监听器的实现是通过中间临时变量来实现的，所以不存在死循环
                print("set value finish", oldValue, radius)
            }
        }
        //不能够正常添加观察期监听
//        override var onlyRead: Int{
//            willSet {
//
//            }
//        }
        override var lazyVar: Int{
            willSet {
                print("lazy load will set")
            }
        }
    }

• final 使用
  1. 被final修饰的方法、下标、属性，禁止被重写
  2. 被final修饰的类，禁止被继承

final class finalClass {
        final var radius: Int {
            set {
                print("radius write")
            }
            get {
                print("circle get radius")
                return 20
            }
        }
        
    }

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多态

1. 多态是指：父类指针指向子类对象的行为现象
2. 在OC中多态是依靠runtime来实现的，而Swift中的实现方式类似于C++中的虚函数表来实现的

几个问题：

1. 父类是如何判断对应的子类对象的类型的（多态）
2. 如果将class类型换成struct类型，那么在内存中调用的时候有什么区别？
   因为对于结构体来说，存储在栈空间，所以存储的地址在编译期间就已经确定。而对象的实例，需要堆空间去动态分配内存，此时的堆空间的地址是动态分配的，由此调用对应的方法由于对象实例分配动态的原因，并不能直接在编译期间直接找到其内存地址，所以需要在运行的时候去找到动态分配的地址空间，进而去通过该地址间接找到要调用的方法地址，因此对象的方法的调用地址是变化的。所以相比于类调用方法，结构体调用的方法执行效率要比放在类中执行的效率高很多

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初始化器

• 特点

  1. 类、结构体、枚举都可以定义初始化器
  2. 类有两种初始化器：指定初始化器（designed initializer）、便捷初始化器（convenience initializer）
  3. 每个类至少有一个初始化器，指定初始化器是类的主要初始化器
  4. 默认初始化器总是类的指定初始化器
  5. 类偏向于少量的指定初始化器，一个类通常只有一个指定初始化器
  6. 初始化过程(为了保证初始化安全，设定了两段式初始化、安全检查)

• 初始化器的相互调用规则

  1. 指定初始化器必须从它的直系父类调用指定初始化器
  2. 便携初始化器必须从相同的类里调用另一个初始化器
  3. 便携初始化器最终必须调用一个指定初始化器

    class Person {
        var name: String
        init(name: String) {
            self.name = name
        }
    }
    
    class Student: Person {
        
        var score: Int
        var height: Double
        
        //指定初始化器
        init(score: Int, height: Double) {
            self.score = score
            self.height = height
            super.init(name: "student")
        }
        
        //便携初始化器
        convenience init(score: Int) {
            self.init(score:99, height: 20.0)
            self.score = score
        }
        
        //重写父类的指定初始化器为便捷初始化器
        convenience override init(name: String) {
            self.init(score: 98, height: 177)
        }
        
    }

• 两段式初始化过程

  • 初始化所有的存储属性
    1. 外层调用指定/便携初始化器
    2. 分配内存给实例，但未初始化
    3. 指定初始化器来确保当前类定义的存储属性都初始化
    4. 指定初始化器调用父类的初始化器，不断向上调用，形成初始化器链

  • 设置新的存储属性值
    1. 从顶部初始化器往下，链中的每一个指定初始化器都有机会进一步定制实例
    2. 初始化器现在能够使用self（访问、修改它的属性，调用它的实例方法等等）
    3. 最终，链中的任何便捷初始化器都有机会定制实例以及使用self

  • 如果存在继承关系，初始化顺序如下：

    1. 先初始化指定初始化器完成子类的初始化
    2. 依次调用父类的指定初始化器完成初始化操作

  • 安全检查
    1. 指定初始化器必须保证在调用父类初始化之前，其所在类定义的所有存储属性都要初始化完成
    2. 指定初始化器必须先调用父类初始化器，然后才能为继承的属性设置新值
    3. 便捷初始化器必须先调用同类中的其他初始化器，然后再为任意属性设置新值
    4. 初始化器在第一阶段初始化完成之前，不能调用任何实例方法，不能读取任何实例属性的值，也不能引用self
    5. 直到第一阶段完成，实例才能算完全合法

  • 重写父类的指定初始化器
    1. 必须加上override（即使子类实现的是便捷初始化器）
    2. 因为父类的便捷初始化器永远不会通过子类直接调用，所以，子类无法重写父类的便捷初始化器

• 自动继承

  • 特点
  1. 如果子类没有定义任何初始化器，那么它将自动继承父类所有的指定初始化器
  2. 如果子类提供了父类所有指定初始化器的实现（一种是全部重写、另一种是通过步骤1来实现），此时子类将会自动继承所有的父类的便捷初始化器
  3. 就算子类添加很多便捷初始化器，以上特点依旧适用
  4. 子类用便捷初始化器的形式重写父类的指定初始化器，此时步骤2也适用于这种情况

• required使用

  • 特点
  1. 用required修饰指定初始化器，表明其所有子类都必须实现该初始化器（通过继承或者重写来实现）
  2. 如果子类重写了required初始化器，也必须加上required，不用加override

• 初始化引发的属性观察器的变化
  特点:
  1. 父类的属性在它自己的初始化器中赋值不会触发属性观察器
  2. 在子类的初始化器中赋值会触发属性观察器

class Animal {
        var type: String {
            didSet {
                print("oldValue:\(oldValue), new value:\(type)")
            }
            willSet {
                print("newValue:\(newValue)")
            }
        }
        
        required init(type: String) {
            self.type = type
        }
    }
    
    class Dog: Animal {
        
        var age: Int
        init(age: Int) {
            self.age = age
            super.init(type: "dog")
        }
        
        required init(type: String) {
            self.age = 0
            super.init(type: "dog")
            self.type = "pig"
        }
        
    }

• 反初始化器 deinit

  1. 类似于C++的析构函数、OC中的dealloc方法
  2. 当类的实例对象被释放内存的时候，会调用实例对象的deinit方法
  3. deinit不能接受任何参数、不能写小括号、不能自行调用
  4. 父类的deinit能被子类继承
  5. 子类的deinit实现执行完毕后，会调用父类的deinit

• 可失败初始化器
  特点：

  1. 类、结构体、枚举都可以使用init?定义可失败初始化器
  2. 不允许同时定义参数标签、参数个数、参数类型相同的可失败初始化器与非可失败初始化器
  3. 可失败初始化器可以调用非可失败初始化器，非可失败初始化器调用可失败初始化器需要进行解包操作
  4. 如果初始化器调用一个可失败初始化器导致初始化失败，那么整个初始化过程都会失败，并且之后的代码都会停止
  5. 可以用一个非可失败初始化器重写一个可失败初始化器，但反过来是不行的
  6. 可以通过可选链来间接的进行判空容错（如果为nil，不执行后序语句内容）

class PersonCanFailed {
        var name: String
        var age: Int?
        init?(name: String) {
            if name.isEmpty {
                return nil
            }
            self.name = name
        }
        
        //定义一个便捷初始化器
        convenience init?() {
            self.init(name: "leo") //如果初始化失败，后序代码将不会再执行
            self.age = 10
        }
        
        //已经接触到的可失败初始化器
        func demo() {
            //可能初始化失败
            let _ = Int("12345555")
            enum Answer: Int{
                case wrong, right
            }
            //可能初始化失败
            let _ = Answer(rawValue: 1)
        }
    }

    func testOptinolChainUse() {
        var scores = ["Jack": [89, 99, 67],
                      "Rose": [89, 99, 67]]
        
        scores["Jack"]?[0] = 100
        scores["Rose"]?[2] = 87
        
        //判断下面num1与num2 内容是什么类型
        var num1: Int? = 5
        num1? = 10   //Optinoal(10)
        
        //num2? 等同于判定num2是否为空，如果为空后序赋值操作将取消，如果不为空则正常操作
        var num2: Int? = nil
        num2? = 10  //nil
        num2 = 19 //19
    }
    
    func testOptionalChainDictUse() {
        var dict:[String: (Int, Int) -> Int] = ["sum":(+), "difference":(-)]
        var result = dict["sum"]?(10, 20) //Optional(30), Int?
        
    }

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可选链 ?

• 可选链调用特点

  1. ?的作用是判断调用者是否有值，有的话会继续调用后序方法，没有的话，直接返回，返回的内容是可选类型（这个行为改变了原有的返回数据类型，将之前返回的内容包装成可选类型了）
  2. 方法没有返回值却能够使用var进行接收，原因是方法的调用默认返回值是Void，可以认定是一个空元组类型
  3. 可以通过可选链接收返回值的方法来判定方法是否调用成功

• 其他需要注意的点

  1. 如果可选为nil，调用方法、下标、属性失效，结果为nil
  2. 如果可选项不为nil，调用方法、下标、属性成功，结果会被包装成可选类型
  3. 如果结果本来就是可选项，不会进行再包装
  4. 多个?可选可以链接在一起
  5. 如果可选链中任何一个节点是nil，那么整个可选链就会调用失败

func testOptionlUse() {
        var person: CarPerson? = CarPerson()
        var age = person?.age()  //可选链调用
        var age1 = person!.age() //强制解包
        var name = person?.name  //可选链调用
        var result = person?.eat() //没有返回值仍能够通过变量去接受返回值
        
        if let _ = person?.eat() {
            print("调用eat成功")
        }else{
            print("调用eat失败")
        }
    }