Swift初始化的安全方式

我們在深入初始化方法之前，不妨先再想想 Swift 中的初始化想要達到一種怎樣的目的。

其實就是安全。在 Objective-C 中，init 方法是非常不安全的：沒有人能保證 init 只被調用一次，也沒有人保證在初始化方法調用以后實例的各個變量都完成初始化，甚至如果在初始化里使用屬性進行設置的話，還可能會造成各種問題，雖然 Apple 也明確說明了不應該在 init 中使用屬性來訪問，但是這并不是編譯器強制的，因此還是會有很多開發者犯這樣的錯誤。

所以 Swift 有了超級嚴格的初始化方法。一方面，Swift 強化了 designated 初始化方法的地位。Swift 中不加修飾的 init 方法都需要在方法中保證所有非 Optional 的實例變量被賦值初始化，而在子類中也強制 (顯式或者隱式地) 調用 super 版本的 designated 初始化，所以無論如何走何種路徑，被初始化的對象總是可以完成完整的初始化的。

class ClassA {
    let numA: Int
    init(num: Int) {
        numA = num
    }
}

class ClassB: ClassA {
    let numB: Int

    override init(num: Int) {
        numB = num + 1
        super.init(num: num)
    }
}

在上面的示例代碼中，注意在 init 里我們可以對 let 的實例常量進行賦值，這是初始化方法的重要特點。在 Swift 中 let 聲明的值是不變量，無法被寫入賦值，這對于構建線程安全的 API 十分有用。而因為 Swift 的 init 只可能被調用一次，因此在 init 中我們可以為不變量進行賦值，而不會引起任何線程安全的問題。

與 designated 初始化方法對應的是在 init 前加上 convenience 關鍵字的初始化方法。這類方法是 Swift 初始化方法中的 “二等公民”，只作為補充和提供使用上的方便。所有的 convenience 初始化方法都必須調用同一個類中的 designated 初始化完成設置，另外 convenience 的初始化方法是不能被子類重寫或者是從子類中以 super 的方式被調用的。

class ClassA {
    let numA: Int
    init(num: Int) {
        numA = num
    }

    convenience init(bigNum: Bool) {
        self.init(num: bigNum ? 10000 : 1)
    }
}

class ClassB: ClassA {
    let numB: Int

    override init(num: Int) {
        numB = num + 1
        super.init(num: num)
    }
}

只要在子類中實現重寫了父類 convenience 方法所需要的 init 方法的話，我們在子類中就也可以使用父類的 convenience 初始化方法了。比如在上面的代碼中，我們在 ClassB 里實現了 init(num: Int)的重寫。這樣，即使在 ClassB 中沒有 bigNum 版本的 convenience init(bigNum: Bool)，我們仍然還是可以用這個方法來完成子類初始化：

let anObj = ClassB(bigNum: true)
// anObj.numA = 10000, anObj.numB = 10001

因此進行一下總結，可以看到初始化方法永遠遵循以下兩個原則：

1. 初始化路徑必須保證對象完全初始化，這可以通過調用本類型的 designated 初始化方法來得到保證；
2. 子類的 designated 初始化方法必須調用父類的 designated 方法，以保證父類也完成初始化。

對于某些我們希望子類中一定實現的 designated 初始化方法，我們可以通過添加 required 關鍵字進行限制，強制子類對這個方法重寫實現。這樣的一個最大的好處是可以保證依賴于某個 designated 初始化方法的 convenience 一直可以被使用。一個現成的例子就是上面的 init(bigNum: Bool)：如果我們希望這個初始化方法對于子類一定可用，那么應當將 init(num: Int) 聲明為必須，這樣我們在子類中調用 init(bigNum: Bool) 時就始終能夠找到一條完全初始化的路徑了：

class ClassA {
    let numA: Int
    required init(num: Int) {
        numA = num
    }

    convenience init(bigNum: Bool) {
        self.init(num: bigNum ? 10000 : 1)
    }
}

class ClassB: ClassA {
    let numB: Int

    required init(num: Int) {
        numB = num + 1
        super.init(num: num)
    }
}

另外需要說明的是，其實不僅僅是對 designated 初始化方法，對于 convenience 的初始化方法，我們也可以加上 required 以確保子類對其進行實現。這在要求子類不直接使用父類中的 convenience 初始化方法時會非常有幫助。

來源：王巍 (@ONEVCAT)