Swift 中的初始化器是什么？什么是指定初始化器、便利初始化器和可失败初始化器？

Swift 中的初始化器是什么？什么是指定初始化器、便利初始化器和可失败初始化器？

Swift 中的初始化器用于创建类、结构体或枚举的新实例。初始化器确保所有存储属性在使用前都有合适的初始值，并执行其他必要的设置。

初始化器的基本概念：

• 使用 init 关键字定义
• 不需要 func 关键字
• 可以有参数
• 可以重载
• 确保实例完全初始化后才能使用

指定初始化器：

• 类的主要初始化器
• 完全初始化所有引入的属性
• 调用父类的指定初始化器
• 每个类至少有一个指定初始化器
• 示例：

  swift
  class Vehicle {
      var numberOfWheels: Int
      var maxSpeed: Int
      
      init(numberOfWheels: Int, maxSpeed: Int) {
          self.numberOfWheels = numberOfWheels
          self.maxSpeed = maxSpeed
      }
  }

便利初始化器：

• 辅助初始化器，提供便捷的初始化方式
• 必须调用同一个类中的其他初始化器
• 最终必须调用指定初始化器
• 使用 convenience 关键字标记
• 示例：

  swift
  class Car: Vehicle {
      var brand: String
      
      init(brand: String, numberOfWheels: Int, maxSpeed: Int) {
          self.brand = brand
          super.init(numberOfWheels: numberOfWheels, maxSpeed: maxSpeed)
      }
      
      convenience init(brand: String) {
          self.init(brand: brand, numberOfWheels: 4, maxSpeed: 200)
      }
      
      convenience init() {
          self.init(brand: "Unknown")
      }
  }

可失败初始化器：

• 可能返回 nil 的初始化器
• 使用 init? 或 init! 定义
• 在初始化失败时返回 nil
• 示例：

  swift
  struct Temperature {
      let celsius: Double
      
      init?(celsius: Double) {
          if celsius < -273.15 {
              return nil
          }
          self.celsius = celsius
      }
      
      init?(fahrenheit: Double) {
          let celsius = (fahrenheit - 32) * 5 / 9
          if celsius < -273.15 {
              return nil
          }
          self.celsius = celsius
      }
  }
  
  let validTemp = Temperature(celsius: 25)
  let invalidTemp = Temperature(celsius: -300)

初始化器规则：

1. 指定初始化器必须调用父类的指定初始化器
2. 便利初始化器必须调用同一个类中的其他初始化器
3. 在初始化完成前不能访问实例方法或属性
4. 必须先初始化当前类的属性，再调用父类初始化器

两段式初始化：

swift
class Base {
    var value: Int
    
    init(value: Int) {
        // 第一阶段：初始化当前类属性
        self.value = value
        // 第二阶段：调用父类初始化器
        // 对于基类，没有父类
    }
}

class Derived: Base {
    var extra: Int
    
    init(value: Int, extra: Int) {
        // 第一阶段：初始化当前类属性
        self.extra = extra
        // 第二阶段：调用父类初始化器
        super.init(value: value)
        // 现在可以访问实例方法
    }
}

必需初始化器：

• 使用 required 关键字标记
• 所有子类必须实现该初始化器
• 示例：

  swift
  class SomeClass {
      required init() {
          // 初始化代码
      }
  }
  
  class SubClass: SomeClass {
      required init() {
          // 必须实现
      }
  }

最佳实践：

1. 合理使用指定初始化器和便利初始化器
2. 使用可失败初始化器处理无效输入
3. 遵循两段式初始化规则
4. 避免在初始化器中调用实例方法
5. 使用必需初始化器确保子类一致性