理解 Objective-C 中的指定构造方法

所有对象在被使用前都要先进行初始化。对于最简单的情况,我们只需要使用 init 方法进行初始化就可以了。然而,大多数情况下,对象的初始化都需要我们提供额外的信息,并且有时创建实例的方法不止一种,这时我们就需要提供多个构造方法。

对于需要多个构造方法的情况,我们需要确保有一个指定构造方法(designated initializer),指定构造方法用于为类提供必要的信息使其能完成初始化工作,所有其它的构造方法都要调用指定构造方法。这些其它的构造方法,我们通常称为“便利构造方法”,它们只能直接或者间接地调用指定构造方法,而不能直接对象进行初始化。

一个实例

假设我们有一个 Human 类,这个类有一个初始化方法:

实现:

在这个类里面,initWithName:就是它的指定构造方法,正常情况下,我们都应该调用它来对 Human 对象进行初始化。

但是如果有人偏偏要用 init 来进行初始化呢?这种情况下,name 会被自动初始化成 nil,但这可能不是我们想要的结果,所以我们可以对 init 进行覆写,然后在覆写的方法里面调用自身的指定构造方法:

现在创建一个 Programmer 类并继承自 Human:

在子类的构造方法里面,只需要处理子类新引用的属性,对于父类的初始化,只需要调用父类的指定构造方法就可以了。所以 在子类的指定构造方法里面,一定要调用父类的指定构造方法,这样才能保证所有必要的属性都被正确地初始化。

跟刚刚一样,这里也存在一个问题,我们有可能不经意间使用下面的代码对 Programmer 对象进行初始化:

使用这种方式初始化出来的 Programmer 对象将对它掌握的技能(skill)一无所知。

同样的,我们可以覆写父类的指定构造方法来解决这个问题:

你可能会想说,那我们是不是还需要实现 init 方法,答案是“不需要”。

当对 Programmer 对象调用 init 构造方法的时候,因为它没有实现这个方法,所以会变成调用其父类,即 Human 的 init 方法。而 Human 的 init 方法里面调用的是 [self initWithName:],这时的 self 是一个 Programmer 对象,所以它会调用 Programmer 的 initWithName: 方法,这个方法最终会调用到 Programmer 的指定构造方法,也即 initWithName:skill:

也就是说,只要我们在继承链当中的每个类都实现了指定构造方法,并保证其它的构造方法都调用到了指定构造方法,就可以保证整个初始化过程的正确性。

规则

以上的内容可以总结成几条规则:

  • 当一个类有多个构造方法的时候,要保证只有一个能真正对对象进行初始化,即指定构造方法。而其它的便利构造方法都要直接或者间接地调用指定构造方法。
  • 指定构造方法需要先调用父类的指定构造方法,然后再对自身类的属性进行初始化。
  • 如果子类的指定构造方法与父类不同,则该子类需要覆写父类的指定构造方法,并在该实现里面调用自身的指定构造方法。
  • 如果一个类有多个构造方法,需要在头文件中指定哪个是指定构造方法。

NS_DESIGNATED_INITIALIZER

对于上面提到的规则中的最后一条,以前都是在头文件中使用注释来说明哪个构造方法是指定构造方法。这种方法的缺点在于注释有可能过时,有时更新代码后却没有更新注释,这都有可能给后继的开发造成困扰。

自从 Xcode 6 开始,有了一个新的宏 — NS_DESIGNATED_INITIALIZER。只要在头文件中使用该宏表明哪个构造方法是指定构造方法,之后如果我们在实现构造方法的时候违反了上面的规则,编译器就会给出警告。

结论

指定构造方法在 Objective-C 当中已经存在很久了,但是它真正开始迅速受到关注还利益于 Swift。

在 Swift 当中,所有的 init 方法都是指定构造方法,其它的便利构造方法都需要在 init 方法前加上 convince 关键字。

由于 Swift 中对初始化过程的检查更加严格了,一个类中的所有属性都必须被初始化,只要违反了前面小节中提到的规则中的任意一条,都会导致无法通过编译。

当我们开始用 NS_DESIGNATED_INITIALIZER 对 Objective-C 的指定构造方法进行标记,或者在 Swift 当中使用 convince 关键字的时候,都能更好地在代码中表达我们的意图,并且让编译器来帮助我们减少一些不必要的 BUG。

参考

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