Swift和Objective-C中的属性特性

Objective-C的开发者们都知道，OC中的属性（Property）通常都有一组特性（Attributes）来说明该属性的一些附加信息。在Swift当中，这个特性的功能“似乎”是被取消掉了，但是，我们仍然可以通过一些不同的方法来指明属性的这些特性。

基本的属性声明

使用属性，我们可以避免手工编写繁琐的setter和getter方法，避免因为这些方法来内存的问题，同时也节省编写代码的时间。

在Objecitve-C中，我们声明属性一般都是这样声明的：

// Some.h
@property int count;

// Some.m
@synthesize count;

而在Swift当中，我们则是这样声明就可以了：

// Some.swift
var count: Int

注意的是，Swift中的属性只能够声明在类的上下文环境当中，而不能声明在其他地方（包括类当中的方法），否则Xcode就不会认为它是属性，而是认为它是一个局部变量了。

读写特性

特写特性主要是对属性的读写权限进行控制与操作的，这个特性是针对于外部的。因为属性实际上会生成两个方法：setter和getter，外部访问这个属性实际上是调用这两个方法来对属性进行操作的。

在Objective-C中，拥有这样两个读写特性：readwrite和readonly，意思简单明了，就是可读可写以及只读。默认情况下，属性默认是可读可写的。

比如说我们在Objecitve-C中可以声明这样一个只读属性：

@property(readonly) int count;

这样这个属性在外部只能够读取（使用getter），而不能够修改了，因为Xcode不会生成这个属性对应的setter方法。

而在Swift当中，则有如下两种选择：

对于存储属性来说，只读特性的属性应该声明为：

let count: Int

注意：在Swift1.2之后，常量可以事先不声明值，而是事后声明，但是常量的值一经确定，那么常量仍然就不可改变。

而对于计算属性来说，只读特性的属性只需要提供getter方法就可以了。而可读可写特性的则必须要提供getter和setter方法。例如：

let count: Int {
    get {
        // ...do something
    }
}

setter语意特性

setter语意特性主要是用来告诉Xcode，对于这个属性，应该如何去自动实现它的setter方法。这个特性主要是针对非ARC情况的。

在Objective-C中，拥有三个setter语意特性：assign、retain和copy，默认情况下属性特性是assign的。

• assign，简单赋值特性，它不会对索引计数（Reference Counting）进行更改。

• retain，释放(release)旧的对象，然后将旧对象的值赋予输入对象，再将输入对象的索引计数增加1（retain）。

• copy，建立一个索引计数为1的对象，然后释放掉旧对象。

是不是不好理解？没关系，我们举一个例子来研究下。

比如说这样一个语句声明：

NSString *paper = [[NSString alloc] initWithString:@"纸"];

这一段代码将会执行以下两种动作：

1. 在堆上分配一块内存空间，用来存储@"纸"这个字符串对象，我们假设这块内存地址为0x1111`。

2. 在栈上分配一块内存空间，用来存储paper这个对象，我们假设这块内存地址为0x2222。

对于setter语意特性来说，它们都是在执行setter方法后，对“旧对象”执行这几个操作而已，这三个操作实际上也是Objective-C内存管理机制的重要组成部分。

assign

那么对于assign来说，声明一个带有assign特性的属性，就相当于如下语句：

NSString *newsPaper = [paper assign];

此时，paper和newspaper的内容都是指向地址0x1111的纸。也就是说，newspaper只是paper的一个别名，对newspaper进行变更，也会对paper进行变更，因为它们本质上都是一个东西。因此，他们的引用计数并不会增加。

换句话说，assign就是相当于是给一个保险柜（存放纸的存储空间）只配了一把钥匙（指针），无论是谁来要去打开保险柜，实际上都是使用了这把钥匙。

Retain

那么对于retain来说，声明一个带有retain特性的属性，就相当于如下语句：

NSString *newsPaper = [paper retain];

这个时候，newsPaper的地址就不是0x2222了，而是变成了一个新的地址，只不过它的内容仍然还是位于地址0x1111的纸而已，而此时引用计数就会增加1。

换句话说，retain就是相当于给保险柜配了多把钥匙，这些钥匙都能够打开这个保险柜，每多配一把钥匙，那么引用计数（保险柜所拥有的钥匙数量）就要增加1。

Copy

那么对于copy来说，声明一个带有copy特性的属性，就相当于如下语句：

NSString *newsPaper = [paper copy];

这个时候，就会在堆上重新开辟一段内存空间，来存放纸这个对象，同时也会为newsPaper也分配一段新的内存空间。这个时候，newspaper的地址就是新的了，而它里面的内容也会是新的了。

换句话说，copy就是相当于重新搞了个保险柜，可能保险柜里面的东西都是一样的，但是钥匙却变成两把了。不过每个保险柜所对应的钥匙数量仍然都是为1。

什么时候使用这些语意特性呢？

只要是值类型、简单类型的类型，比如说NSInteger、CGPoint、CGFloat，以及C数据类型int、float、double等，都应该使用assign。

那么对于含有可深复制子类的对象，比如说NSArray、NSSet、NSDictionary、NSData、NSString等等，都应该使用copy特性。

注意：对于NSMutableArray之类的可变类型，不能够使用Copy特性，否则初始化会出现错误。

至于其他的NSObject对象，那么都应该使用retain来进行操作，这也是绝大多数所使用的情况。

等等，Swift呢？

我们开头已经提到过，getter语意特性是针对非ARC情况的，我们都知道，Swift语言是直接采用ARC进行内存管理的，所以这些操作在Swift中都是找不到对应的情况的。

不过，对于Swift来说，有一项特性和copy特性是十分相似的。

NSCopying

Swift中用@NSCopying特性来修饰存储属性，这个特性将使该属性的setter与属性值的一个副本拷贝合成，也就是说，@NSCopying特性也是将属性进行了复制，开辟了一段新的内存空间，从而达成“两个保险箱”的作用效果。

和copy特性不同的是，这个特性将会导致属性的getter方法是用copyWithZone方法所返回的值，而不是返回属性本身的值。因此，这个属性的类型必须要遵循NSCopying协议。

所有者特性

对于ARC来说，上一节中所说的getter语意特性将被所有者特性所代替。

在Objective-C中，拥有两个所有者特性：strong和weak。默认情况下属性特性是strong的。

对于strong来说，它就相当于getter语意特性中的retain特性，即这个特性的属性将会成为对象的持有者。这个特性称之为强引用。

对于weak来说，它声明的属性不会拥有这个对象的所有权，当对象被废弃之后，对象将被自动赋值为nil。

那么怎么来理解strong和weak呢？我们仍然以之前的保险柜的例子：

假设保险柜现在是超市外面的寄存处的保险柜，大家都知道，寄存处在某个保险柜不再使用的时候（对象被释放），就会回收这个保险柜（回收内存空间），以供下一个人使用。

我们申请了一个保险柜（申请内存空间）之后，我们将我们的东西（对象）存放到保险柜当中，那么如何要保证我们的东西不会被超市坑掉呢？这就需要保险柜给我们的开门的钥匙（强引用），只要这个钥匙还在，那么我们的东西就不会被回收（一定期限内）。

再假设为了防止恐怖分子，超市对这些保险柜都置放了扫描装置，只要我们的东西还在保险柜里面，那么保安就能够通过装置看到我们的东西（弱引用）。而如果我们用钥匙把里面的东西拿走了，将钥匙归还了（销毁对象）。那么保安就不能看到我们的东西了。为了节省电力，这个保险柜的扫描装置就会进入休眠（所有弱引用变为nil）。

面对ARC机制中，最令人头疼的就是“循环强引用”的问题，所谓循环强引用，就是我们申请了两个保险柜，然后分别将另外一个保险柜的钥匙锁在了保险柜当中。这样就会造成什么现象呢？我们完全就无法归还钥匙了，这两个保险柜就无法再重新使用了。那么使用弱引用，就不会出现这个问题了。

好了，我们就此打住，关于循环强引用的解决方案，不在本文的叙述范围之中。

那么Swift呢？和Objective-C一样，Swift同样也有strong和weak两种所有者特性，但是，Swift还有另外一种特性：unowned，无主引用。无主引用和弱引用的作用基本是一样的，不过与弱引用不同的是，无主引用不能够为nil。

在一般的开发流程中，往往都建议将delegate和IBOutlet设置为weak特性，因为这两个属性都极有可能会被其他类所拥有，设置为weak特性可以防止循环强引用的产生。

原子特性

原子特性，简要来说，是针对多线程而设置的。Objective-C拥有两种原子特性，分别是atomic和nonatomic。

我们知道，如果使用多线程的话，有时会出现两个线程互相等待而导致的死锁现象。使用atomic特性，Objective-C可以防止这种线程互斥的情况发生，但是会造成一定的资源消耗。这个特性是默认的。

而如果使用nonatomic，就不会有这种阻止死锁的功能，但是如果我们确定不使用多线程的话，那么使用这个特性可以极大地改善应用性能。

相比之下，swift目前还不支持这些特性。如果我们要实现线程安全，似乎只能使用objc_sync_enter此类的方法，来保证属性的处理只有一个线程在进行。或者使用属性观察器来完成这些操作。

总结

我们总共介绍了四种属性特性，分别是读写特性、setter语意特性、所有者特性和原子特性。一个特性中，只能够有一个出现，不能够出现多个读写特性的情况。此外，setter语意特性和所有者特性也是互斥的，因为一旦使用了所有者特性，就说明项目使用了ARC，而ARC是不支持setter语意特性的。

对于Swift来说，我们目前能够以其他方式实现的，也就是“读写特性”和“所有者特性”而已，其他的特性目前是赞不支持的。因此，可以看到，在不久的将来，原子特性可能也会提供支持。

综上所述，我们分析和对比了Objective-C和Swift的属性特性，可以看出Swift使用了一些特殊的特性来实现原有的Objective-C属性特性的功能，虽然目前还有很多欠缺的地方，但是也不失减轻了开发者的负担。

（编辑：李大同）

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