前言

不久前，公司決定在一個 Objective-C 老工程中，開始使用 Swift 進行混合開發(fā)。期間，碰到一個與 Swift 類構(gòu)造過程相關(guān)的 Crash。在解決的過程中，對 Swift 構(gòu)造過程有了更深刻的理解，特作此記錄，期望對剛?cè)肟?Swift 開發(fā)的同學能有所幫助。

Crash 回顧

先來看一下代碼，以下定義了 BaseiewController 和 AViewController 兩個類：

// BaseViewController.h
#import <UIKit/UIKit.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface BaseViewController : UIViewController

- (instancetype)initWithParamenterA:(NSInteger)parameterA;

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

// BaseViewController.m
#import "BaseViewController.h"

@interface BaseViewController ()

@property (nonatomic, assign) NSInteger parameterA;

@end

@implementation BaseViewController

- (instancetype)initWithParamenterA:(NSInteger)parameterA {
  self = [super init];

  if (self) {
    self.parameterA = parameterA;
  }
  return self;
}

@end

以上代碼段定義了 Objective-C 類 BaseViewController，并且自定義了構(gòu)造器 initWithParamenterA。

// AViewController.swift
import UIKit

class AViewController: BaseViewController {
  let count: Int

  init(count: Int, parameterA: Int) {
    self.count = count
    super.init(paramenterA: parameterA)
  }

  // 后面的 “initCoder 從哪兒來” 小節(jié)會講講這個構(gòu)造器
  required init?(coder aDecoder: NSCoder) {
    fatalError("init(coder:) has not been implemented")
  }
}

第二塊代碼段定義了 Swift 類 AViewController，繼承自 BaseViewController，并且自定義了構(gòu)造器 init(count: Int, parameterA: Int)，這個構(gòu)造器還調(diào)用到了父類的 initWithParamenterA 構(gòu)造器。細心的同學可能發(fā)現(xiàn)了，代碼中還出現(xiàn)了 init?(coder aDecoder: NSCoder) 構(gòu)造器，對此，在 initCoder 從哪兒來小節(jié)會有詳細解釋。

代碼就這么多。構(gòu)建運行工程，前往 AViewController 頁面，出乎意料，Crash?？刂婆_輸出：

`Fatal error: Use of unimplemented initializer 'init(nibName:bundle:)' for class 'XXX.AViewController'`

意思是 AViewController 沒有實現(xiàn) init(nibName:bundle:) 方法，從而導致了 Crash。

對于剛?cè)肟?Swift 不久的同學可能就會有些懵逼。明明在 Objective-C 的時候這樣寫根本沒有問題啊，怎么到 Swift 這兒就 Crash 了呢？

Swift 類類型的構(gòu)造過程回顧

如果想要了解 Crash 的原因，就需要了解 UIViewController 所屬的類類型（class）構(gòu)造器的相關(guān)知識。

注：本小節(jié)大部分內(nèi)容摘自Swift 官方中文教程。

指定構(gòu)造器和便利構(gòu)造器

Swift 為類類型提供了兩種構(gòu)造器，分別是指定構(gòu)造器和便利構(gòu)造器。

類傾向于擁有極少的指定構(gòu)造器，普遍的是一個類只擁有一個指定構(gòu)造器。每一個類都必須至少擁有一個指定構(gòu)造器。指定構(gòu)造器語法如下：

init(parameters) {
  statements
}

便利構(gòu)造器是類中比較次要的、輔助型的構(gòu)造器。你可以定義便利構(gòu)造器來調(diào)用同一個類中的指定構(gòu)造器，并為部分形參提供默認值。一般只在必要的時候為類提供便利構(gòu)造器。

便利構(gòu)造器也采用相同樣式的寫法，但需要在 init 關(guān)鍵字之前放置 convenience 關(guān)鍵字，并使用空格將它們倆分開：

convenience init(parameters) {
  statements
}

類類型的構(gòu)造器代理

規(guī)則 1

指定構(gòu)造器必須調(diào)用其直接父類的的指定構(gòu)造器。

規(guī)則 2

便利構(gòu)造器必須調(diào)用同類中定義的其它構(gòu)造器。

規(guī)則 3

便利構(gòu)造器最后必須調(diào)用指定構(gòu)造器。

一個更方便記憶的方法是：

• 指定構(gòu)造器必須總是向上代理
• 便利構(gòu)造器必須總是橫向代理

這些規(guī)則可以通過下面圖例來說明：

類類型的繼承和重寫

跟 Objective-C 中的子類不同，Swift 中的子類默認情況下不會繼承父類的構(gòu)造器。Swift 的這種機制可以防止一個父類的簡單構(gòu)造器被一個更精細的子類繼承，而在用來創(chuàng)建子類時的新實例時沒有完全或錯誤被初始化。

構(gòu)造器的自動繼承

如上所述，子類在默認情況下不會繼承父類的構(gòu)造器。但是如果滿足特定條件，父類構(gòu)造器是可以被自動繼承的。事實上，這意味著對于許多常見場景你不必重寫父類的構(gòu)造器，并且可以在安全的情況下以最小的代價繼承父類的構(gòu)造器。
假設(shè)你為子類中引入的所有新屬性都提供了默認值，以下 2 個規(guī)則將適用：

規(guī)則 1

如果子類沒有定義任何指定構(gòu)造器，它將自動繼承父類所有的指定構(gòu)造器。（反之，如果定義了指定構(gòu)造器，就不會繼承父類的指定構(gòu)造器）

規(guī)則 2

如果子類提供了所有父類指定構(gòu)造器的實現(xiàn)——無論是通過規(guī)則 1 繼承過來的，還是提供了自定義實現(xiàn)——它將自動繼承父類所有的便利構(gòu)造器。

即使你在子類中添加了更多的便利構(gòu)造器，這兩條規(guī)則仍然適用。

注意

子類可以將父類的指定構(gòu)造器實現(xiàn)為便利構(gòu)造器來滿足規(guī)則 2。

UIViewController 的指定構(gòu)造器

UIViewController 在 Swift 中定義了兩個指定構(gòu)造器。

當使用 StoryBoard 創(chuàng)建 UIViewController 時，最終會調(diào)用：

init?(coder: NSCoder)

在使用除了 StoryBoard 之外的其它方式創(chuàng)建時，包括代碼、Xib 的創(chuàng)建，最終會調(diào)用：

init(nibName nibNameOrNil: String?, bundle nibBundleOrNil: Bundle?)

分析與解決

講完了 Swift 類類型構(gòu)造器知識，先來分析一下 Swift 類 AViewController 。AViewController 定義了一個指定構(gòu)造器 init(count: Int, parameterA: Int)，因此根據(jù)構(gòu)造器的自動繼承的規(guī)則 1， AViewController 不會自動繼承父類的指定構(gòu)造器，包括 init(nibName:bundle:)。也就是說 AViewController 沒有實現(xiàn) init(nibName:bundle:)。

其次 BaseViewController  是 Objective-C 類，所以可以不遵循 Swift 構(gòu)造器的規(guī)則。我們可以看到在 BaseViewController 的指定構(gòu)造器 initWithParamenterA 中，調(diào)用的是 [super init] ，這個方法并不是其父類的指定構(gòu)造器，不過就算這樣寫，編譯器也不會報錯。

@implementation BaseViewController

- (instancetype)initWithParamenterA:(NSInteger)parameterA {
 	// 在 Objective-C 中，子類的指定構(gòu)造器，不需要強制調(diào)用父類的指定構(gòu)造器。
 	// 調(diào)用 init，編譯允許通過
  self = [super init];

  if (self) {
    self.parameterA = parameterA;
  }
  return self;
}

@end

而在 AViewController 的構(gòu)造過程中，BaseViewController 的指定構(gòu)造器中 [super init] 這句代碼最終會調(diào)用當前類（AViewController）并沒有實現(xiàn)的 init(nibName:bundle:) ，從而導致了 Crash。這也就對應(yīng)了控制臺輸出的信息：

Fatal error: Use of unimplemented initializer 'init(nibName:bundle:)' for class 'XXX.AViewController'

再來簡單總結(jié)一下 Crash 的原因：

1. 子類 AViewController 自定義了指定構(gòu)造器，但沒有實現(xiàn)父類的指定構(gòu)造器 init(nibName:bundle:)
2. 父類 BaseViewController 的構(gòu)造器中直接調(diào)用了 [super init]，導致最終調(diào)用了 AViewController 沒有實現(xiàn)的 init(nibName:bundle:) ，從而 Crash。

換句話說，如果子類 AViewController 沒有自定義指定構(gòu)造器或者父類 BaseViewController 遵循了類類型的構(gòu)造器代理的規(guī)則1，就不會發(fā)生 Crash。

據(jù)此，解決的方案也呼之欲出啦：

方法一：此處定義一個 SwiftBaseViewController 來替代 BaseViewController，其指定構(gòu)造器不允許調(diào)用 super.init ，因此也就避免了 Crash：

import UIKit

class SwiftBaseViewController: UIViewController {

  let parameterA: Int

  init(parameterA: Int) {
    self.parameterA = parameterA
   	
   	// 調(diào)用 super.init()，編譯不通過
				// 報錯信息：Must call a designated initializer of the superclass 'UIViewController'
//    super.init()
   
   	// 必須調(diào)用父類的指定構(gòu)造器
    super.init(nibName: nil, bundle: nil)
  }

  required init?(coder: NSCoder) {
    fatalError("init(coder:) has not been implemented")
  }
}

這個方法的好處是可以從編譯器層面阻止直接調(diào)用 super.init，避免了程序員犯錯的可能。

不過這個方法的缺點是需要改變 BaseViewController 的編寫語言。遷移成本較大。

方法二：修改 BaseViewController 的構(gòu)造器實現(xiàn)，將 self = [super init] 替換為 self = [super initWithNibName:nil bundle:nil]。

@implementation BaseViewController

- (instancetype)initWithParamenterA:(NSInteger)parameterA {
 	
  //self = [super init];
 	self = [super initWithNibName:nil bundle:nil];

  if (self) {
    self.parameterA = parameterA;
  }
  return self;
}

@end

這種方法是讓 Objective-C 類 BaseViewController 強制遵循 Swift 構(gòu)造器的規(guī)則，調(diào)用了父類的指定構(gòu)造器。

方法三：在子類 AViewController 中修改：

class AViewController: BaseViewController {
  var count: Int = 0
		// 使用便利構(gòu)造器
  convenience init(count: Int, parameterA: Int) {
    self.init(paramenterA: parameterA)
    self.count = count
  }
}

使用便利構(gòu)造器代替了原先的指定構(gòu)造器，根據(jù)構(gòu)造器的自動繼承規(guī)則 1，AViewController 自動繼承了父類所有的指定構(gòu)造器，包括 init(nibName:bundle:)。這個方法的缺點是，原本的常量屬性 count 需要變更為變量，并被賦予默認值。

initCoder 從哪兒來

在 Swift 的 UIViewController 子類中，如果自定義指定構(gòu)造器后，就必須實現(xiàn)構(gòu)造器 init?(coder aDecoder: NSCoder)，這是為什么呢？

我們可以查看 UIViewController 的接口文件，其遵循 NSCoding 協(xié)議：

class UIViewController : NSCoding, ...

再來看一下 NSCoding 協(xié)議的內(nèi)容：

protocol NSCoding {
  func encode(with coder: NSCoder)
 
  init?(coder: NSCoder) // NS_DESIGNATED_INITIALIZER
}

其中定義了一個指定構(gòu)造器 init?(coder: NSCoder)。因為還需要遵循協(xié)議，這個構(gòu)造器同時是一個必要構(gòu)造器。

必要構(gòu)造器

在類的構(gòu)造器前添加 required 修飾符表明所有該類的子類都必須實現(xiàn)該構(gòu)造器。

根據(jù)構(gòu)造器的自動繼承規(guī)則 1，如果子類自定義了指定構(gòu)造器，那么就無法繼承父類的指定構(gòu)造器，恰巧 init?(coder: NSCoder) 還是一個必要構(gòu)造器，所以就必須在子類中實現(xiàn)該方法。

那么，這種情況就比較尷尬啦。明明就沒有在項目中使用到 StoryBoard?？墒敲看味家由线@么一段代碼，顯得非常冗余：

required init?(coder aDecoder: NSCoder) {
  fatalError("init(coder:) has not been implemented")
}

那么有什么辦法可以避免重復寫這段代碼嗎？

答案是有的！方法是在 BaseViewController 中聲明該方法不可用，那么繼承自 BaseViewController 的所有子類都不需要實現(xiàn)這個方法。

Swift 版本：

@available(*, unavailable, message: "Unsupported init(coder:)")
required init?(coder aDecoder: NSCoder) {
  fatalError("init(coder:) has not been implemented")
}

Objective-C 版本：

- (nullable instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)coder NS_UNAVAILABLE;

Swift 構(gòu)造器知識拾遺

除了上面講到的一些構(gòu)造器知識，這里還會再講講一些其它比較重要的點。

默認構(gòu)造器

如果結(jié)構(gòu)體或類為所有屬性提供了默認值，又沒有提供任何自定義的構(gòu)造器，那么 Swift 會給這些結(jié)構(gòu)體或類提供一個默認構(gòu)造器。這個默認構(gòu)造器將簡單地創(chuàng)建一個所有屬性值都設(shè)置為它們默認值的實例。

class ShoppingListItem {
  var name: String?
  var quantity = 1
  var purchased = false
}
var item = ShoppingListItem()

逐一構(gòu)造器
只要你曾經(jīng)了解過 Swift，肯定聽說過許許多多關(guān)于類和結(jié)構(gòu)體的區(qū)別。對于習慣使用類的同學來說，這里不妨再多告訴你一個使用結(jié)構(gòu)體的理由。

官方文檔中提到，結(jié)構(gòu)體如果沒有定義任何自定義構(gòu)造器，它們將自動獲得逐一成員構(gòu)造器（memberwise initializer）。不像默認構(gòu)造器，即使存儲型屬性沒有默認值，結(jié)構(gòu)體也能會獲得逐一成員構(gòu)造器。

struct Size {
  var width = 0.0, height = 0.0
}
let twoByTwo = Size(width: 2.0, height: 2.0)
// Swift 5.1 甚至會為你生成省去了有默認值屬性的逐一構(gòu)造器。省去的屬性將會直接使用默認值
let zeroByTwo = Size(height: 2.0)
let twoByZero = Size(width: 2.0)

某些場景下，如果確實需要自定義一個構(gòu)造器，但又想保留逐一成員構(gòu)造器，那么請在 extension 中自定義構(gòu)造器。
不過對于類來說，所有的構(gòu)造器都必須自己來實現(xiàn)。所以從使用便利性的角度來說，結(jié)構(gòu)體無疑是一個更好的選擇。

可失敗構(gòu)造器

在 Swift 中可以定義一個構(gòu)造器可失敗的類，結(jié)構(gòu)體或者枚舉。這里的“失敗”指的是，如給構(gòu)造器傳入無效的形參，或缺少某種所需的外部資源，又或是不滿足某種必要的條件等。

為了妥善處理這種構(gòu)造過程中可能會失敗的情況。你可以在一個類，結(jié)構(gòu)體或是枚舉類型的定義中，添加一個或多個可失敗構(gòu)造器。其語法為在 init 關(guān)鍵字后面添加問號（init?）。比如 Int 存在如下可失敗構(gòu)造器：

init?(exactly source: Float)

推薦閱讀

想要更全面深入了解 Swift 的構(gòu)造過程，請閱讀下面的中英文教程：

• Swift 官方教程
• Swift 官方中文教程

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，謝謝大家對腳本之家的支持。

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