關於 Swift 繼承的兩三事

談到繼承就要用先寫一下 Swift 這個語言的 class 的寫法：

class Rectangle {  // 非正確寫法
  var width:Double
  var height:Double
}

這個就是 swift class 的定義方式，名稱為 Rectangle。有兩個 property 各是 width 和 height。 但是這樣寫並不算完成，因為 Swift 要求在產生這個 class 的實體(instance) 的時候所有的 property 都要有明確的值。所以我們來加上初始值

class Rectangle {
  var width:Double = 200.0 
  var height:Double = 300.0
}

這樣簡單的 class 就準備完成，然後我們需要來產生實體如下

var rect = Rectangle()

這樣就可以用 rect 來使用實體，然後改變 property 的內容如下

var rect = Rectangle()
rect.width = 50.0

Rectangle() 做了什麼事？讀者一定很好奇。其實對熟悉 Objective-C 的開發者來說，他就是 alloc - init 這兩個動作的簡化。 在 Swift 裡 Rectangle() 就會對應到 class 裡面的 init()。比如我們改寫一下 Rectangle 成

class Rectangle {
  var width:Double
  var height:Double
  init(){
    width = 200.0
    height = 300.0
  }
}

多了一個 init() 而且 var width 和 var height 之後並沒有給值，這樣可以嗎？ 這樣是可行的，因為在真正使用實體前，init() 會最先被呼叫，所以在 init() 裡面把 propety 值都設定好，就可以保證之後存取 property 都不怕沒有值。 讀者可以直接在 playground 上面試試，init() 這個第一個被執行的 method 也有一個別名叫做建構子 - constructor。 然後我們來新增一個 method 名為 area 如下

class Rectangle {
    var width:Double
    var height:Double
    init(){
        width  = 200.0
        height = 300.0
    }
    
    func area() -> Double {
        return width * height
    }
}
var rect = Rectangle()
rect.area() // 會得到 60000 

以上，就完成一個很基本的 Class 的定義。接下來才是繼承的問題 XD 所以我們來產生另一個 class 名為 Square，繼承 Rectangle 如下

class Square : Rectangle {
    
}
var s = Square()
s.height = 20.0
s.width = 20.0
s.area()

Square 裡面空空如也，只有一個 : Rectangle 的宣告，這樣一來 Square 就擁有 Rectangle 所有內容，包含 width 和 height 的 property 還有 area() 這個 method 自然也可以直接使用 這個就是繼承的好處 接下來我們來把 Square 做一些修改，比較符合我們的期待。

class Square : Rectangle { // 非正確寫法
    var side:Double
}

新增一個 side 的 variable 這樣一來要記得在 init() 指定給 side 值。 但是因為 Square 繼承 Rectangle ，已經有一個 init() 所以在 Square 的 init() 前面要加上 override (覆寫) 字樣。如下

class Square : Rectangle {
    var side:Double
    override init(){
        side = 50
    }
}

當子類別(指 Square) 要重寫一個和父類別(指 Rectangle)一樣的 method 的時候就要加上 override 的字樣，這樣執行的時候就是採用子類別的 method 程式碼而不是父類別的程式碼。 這樣一來就可以執行如下程式碼

class Square : Rectangle {
    var side:Double
    override init(){
        side = 50
        // 最後會執行 super.init()
    }
}
var s = Square()
s.area() // 得到 60000

有沒有發現一個奇怪的地方？按照推理 Square() 會去執行 Square 的 init()，裡面只有 side =50 ，s.area() 是去執行 Rectangle 裡面的 area() 程式碼，因為在 Square 並沒有 override area()。但 init() 裡面沒有對於 width 和 height 有給定值，s.area() 竟然會有值出現。由此我們可以推論 override init() 最後會去執行父類別的 init()，也就把 Square 從 Rectangle 繼承來的 width 和 height 都給了值 但是還是怪怪的，Square 的 area() 竟然不是和 side 有關而是 width 和 height ，所以我們更新 Square 如下

class Square : Rectangle {
    var side:Double
    override init(){
        side = 50
    }
    override  func area() -> Double {
        return side * side
    }
}

所以我們覆寫了 area()，讓它和 side 有關。這樣如下的程式碼在 Square 的用法上就更合理

class Square : Rectangle {
    var side:Double
    override init(){
        side = 50
    }
    
    override  func area() -> Double {
        return side * side
    }
}
var s = Square()
s.side = 30.0
s.area() // 會得到 900.0

So far, So good 看起來很不錯，但還是有一個小小的缺點。也就是當我們用 Square 的 side 的時候，也可以用 width 和 height，這兩個從 Rectangle 得到的變數，但這三個就是不同的變數，這樣一來觀念上很奇怪。比較好的方式是希望使用 Square 的 width 的時候也就是和 side 有連帶關係。拿 width 來說，如果設定 width 的值同時就是設定 side 的值，取得 width 的值也就是取得 side 的值這樣會比較合理。於是我們要來用到 Swift 語言裡很特別的功能，就是 override property。如下

class Square : Rectangle {
    var side:Double
    override init(){
        side = 50
    }
    
    override  func area() -> Double {
        return side * side
    }
    
    override var width:Double{
        get{
            return side
        }
        set{
            side = newValue
        }
    }
}

覆寫 property var width:Double 的方法如下

  
    override var width:Double{
        get{
            return side
        }
        set{
            side = newValue
        }
    }

前面也要加上一個 override 然後要用 {} 包起來，裡面有 get 和 set 關鍵字。 get 很好理解就回傳 side 的值，set 的區塊裡面要用 newValue 這個保留字代表要設定給 width 的新值，然後指定給 side 相同地 height 也照辦如下

  
override var height:Double{
        get{
            return side
        }
        set{
            side = newValue
        }
}

這樣一來不論是存取 width 或是 height 都是存取 side。 很理想，來測試一下

  
var s = Square()
s.width = 50.0
s.area() // 得到 2500.0

做個這篇的小結

1. 簡單 class 定義方式, 建構子 init() 使用時機 
2. 繼承的寫法，init() 在子類別和父類別的使用時機
3. 覆寫 method 和 property 的方法 

謝謝各位，大家下次見