Swift23-访问控制

Posted 2021-02-19 cjj-ggboy

模块和源文件、访问级别、访问控制语法、自定义类型、子类、常量，变量，属性，下标、构造器、协议、扩展、泛型、类型别名。

 

访问控制可以限定其它源文件或模块中的代码对你的代码的访问级别。这个特性可以让我们隐藏代码的一些实现细节，并且可以为其他人可以访问和使用的代码提供接口。

 

可以明确地给单个类型（类、结构体、枚举）设置访问级别，也可以给这些类型的属性、方法、构造器、下标等设置访问级别。协议也可以被限定在一定的范围内使用，包括协议里的全局常量、变量和函数。

 

Swift不仅提供了多种不同的访问级别，还为某些典型场景提供了默认的访问级别，这样就不需要在每段代码中都申明显式访问级别。其实，如果只是开发一个单一目标的应用程序，完全可以不用显式声明代码的访问级别。

 

以下对代码中可以设置访问级别的特性（属性、基本类型、函数等），在下面章节称之为“实体”。

 

模块和源文件：

Swift中的访问控制模型基于模块和源文件这两个概念。

模块指的是独立的代码单元，框架或应用程序会作为一个独立的模块来构建和发布。在Swift中，一个模块可以使用import关键字导入另外一个模块。

源文件就是Swift中的源代码文件，它通常属于一个模块，即一个应用程序或者框架。尽管我们一般会将不同的类型分别定义在不同的源文件中，但是同一个源文件也可以包含多个类型、函数之类的定义。

 

访问级别：

Siwft为代码中的实体提供了五种不同的访问级别。这些访问级别不仅与源文件中定义的实体相关，同时也与源文件所属的模块相关。

1）开放访问和公开访问可以访问一模块源文件中的任何实体，在模块外也可以通过导入该模块来访问源文件里的所有实体。通常情况下，框架中的某个接口可以被任何人使用时，可以将其设置为开放或者公开访问。

2）内部访问可以访问同一模块源文件中的任何实体，但是不能从模块外访问该模块源文件中的实体。某个接口只在应用程序或框架内部使用时，可以将其设置为内部访问。

3）文件私有访问限制实体只能被所定义的文件内部访问。当需要把这些细节给整个文件使用时，使用文件私有访问隐藏了一些特定功能的实现细节。

4）私有访问限制实体只能在所定义的作用域内使用。需要把这些细节给整个作用域使用时，使用文件私有访问隐藏了一些特定功能的实现细节。

开放访问最高（限制最少）访问级别，私有访问最低（限制最多）访问级别。

 

开放访问只作用于类类型和类的成员，它和公开访问的区别如下：

1）公开访问或者其它更严访问级别的类，只能在它们定义的模块内部被继承。

2）公开访问或者其它更严访问级别的类成员，只能在它们定义的模块内部的子类中重写。

3）开放访问的类，可以在它们定义的模块中被继承，也可以在引用它们的模块中被继承。

4）开放访问的类成员，可以在它们定义的模块中子类中重写，也可以在引用它们的模块中的子类重写。

5）把一个类标记为开放，显式地表明，你认为其它模块中的代码使用此类作为父类，然后你已经设计好了你的类的代码了。

 

访问级别基本原则：

Swift中的访问级别遵循一个基本原则：不可以在某个实体中定义访问级别更低（更严格）的实体。

例如：一个公开访问级别的变量，其类型的访问级别不能是内部，文件私有或是私有类型的。因为无法保证变量的类型在使用变量的地方也具有访问权限。

函数的访问级别不能高于它的参数类型和返回类型的访问级别。因为这样就会出现函数可以在任何地方被访问，但是它的参数类型和返回类型却不可以。

 

默认访问级别：

如果不为代码中的实体显式指定访问级别，那么它们默认为 internal 级别（有一些例外情况）。因此，在大多数情况下，不需要显式指定实体的访问级别。

 

单目标应用程序的访问级别：

当编写一个单目标应用程序时，应用的所有功能都是为该应用服务，而不需要提供给其它应用或者模块使用，所以不需要明确设置访问级别，使用默认的internal访问级别即可。

 

框架的访问级别：

当开发框架时，需要把一些对外的接口定义为开放访问或公开访问级别，以便使用者导入该框架后可以正常使用其功能。这些定义为对外的接口，就是这个框架的API。

注意：框架依然会使用默认的内部访问级别，也可以指定为文件私有访问或者私有访问级别。当你想把某个实体作为框架的API时，需显式为其指定开放访问或公开访问级别。

 

单元测试目标的访问级别：

当应用程序包含单元测试目标时，为了测试，测试模块需要访问应用程序模块中的代码。默认情况下只有开放访问或公开访问级别的实体才可以被其它模块访问。然而，如果在导入应用程序模块的语句前使用 @testable 特性，然后在允许测试的编译设置（Build Options -> Enable Testablity）下编译这个应用程序模块，单元测试目标就可以访问应用程序模块中所有内部级别的实体。

 

 

访问控制语法：

通过修饰符 open, public, internal, fileprivate, private 来声明实体的访问级别：

public class SomePublicClass{}

internal class SomeInternalClass{}

fileprivate class SomeFilePrivateClass{}

private class SomePrivateClass{}

同理可用在变量常量方法上。

不指定的话则是隐式的内部访问级别。

 

自定义类型：

如果想为一个自定义类型指定访问级别，在定义类型时进行指定即可。新类型只能在它的访问级别限制范围内使用。

一个类型的访问级别也会影响到类型成员（属性、方法、构造器、下标）的默认访问级别。如果你将类型指定为私有或者文件私有级别，那么该类型的所有成员的默认访问级别也会变成私有或者文件私有级别。

如果将类型指定为公开或者内部访问级别（或者不明确指定访问级别，而是使用默认的内部访问级别），那么该类型的所有成员的默认访问级别将是内部访问。

 

一个公开类型的所有成员的访问级别默认为内部访问级别，而不是公开级别。

必须显式指定public使成员为公开访问级别。

 

元组类型：

元组的访问级别将由元组中访问级别最严格的类型来决定。例如，如果你构建了一个包含两种不同类型的元组，其中一个类型为内部访问级别，另一个类型为私有访问级别，那么这个元组的访问级别为私有访问级别。

注意：元组不同于类、结构体、枚举、函数那样有单独的定义。元组的访问级别是在它被使用时自动推断出的，而无法明确指定。

 

函数类型：

函数的访问级别根据访问级别最严格的参数类型或返回类型的访问级别来决定。但是，如果这种访问级别不符合函数定义所在环境的默认访问级别，那么就需要明确地指定该函数的访问级别。

func someFunction() -> (SomeInternalClass, SomePrivateClass){

　　//

}

这个函数的访问级别默认为internal，但是会出现编译错误。

因为它的返回类型是一个元组，元组有一个internal和一个private访问级别的项，所以推导为private私有访问级别。

返回类型是私有访问级别，要比默认的内部访问级别更严格，所以默认为内部访问级别的函数会出错。

需要显式将函数的访问级别设置为private：

private func someFunction() -> (SomeInternalClass, SomePrivateClass){

　　//

}

 

枚举类型：

枚举成员的访问级别和该枚举类型相同，不能为枚举成员单独指定不同的访问级别。

public enum CompassPoint{

　　case North

　　case South

　　case East

　　case Weat

}

原始值和关联值：枚举定义中的任何原始值或关联值的类型的访问级别至少不能低于枚举类型的访问级别。例如，不能在一个internal访问级别的枚举中定义private级别的原始值类型。

 

嵌套类型：

如果在private级别的类型中定义嵌套类型，那么该嵌套类型就自动拥有private访问级别。如果在public或者internal级别的类型中定义嵌套类型，那么该嵌套类型自动拥有internal访问级别。如果想让嵌套类型拥有public访问级别，那么需要明确指定该嵌套类型的访问级别。

 

（访问级别中的公有和内部，它的子部分的访问级别默认是内部）

 

 

子类：

子类的访问级别不得高于父类的访问级别。例如，父类的访问级别是internal，子类的访问级别就不能是public。

此外，可以在符合当前访问级别的条件下重写任意类成员（方法、属性、构造器、下标等）。

 

可以通过重写为继承来的类成员提供更高的访问级别。（不能超过类本身的访问级别）

public class A{

　　private func someMethod(){}

}

internal class B: A{

　　override internal func someMethod(){}

}

甚至可以在子类中，用子类成员去访问访问级别更低的父类成员，只要这一操作在相应访问级别的限制范围内（在同一模块中是内部访问级别，同一源文件中是私有访问级别）：

public class A{

　　private func someMethod(){}

}

internal class B: A{

　　override internal func someMethod(){

　　　　super.someMethod()

　　}

}

 

常量、变量、属性、下标：

常量、变量、属性不能拥有比它们的类型更高的访问级别。

如果常量、变量、属性、下标的类型是private级别的，那么它们必须明确指定访问级别为private：

private var privateInstance=SomePrivateClass()

 

Getter和Setter：

常量、变量、属性、下标的Getters和Setters的访问级别和它们所属类型的访问级别相同。

Setter的访问级别可以低于对应的Getter的访问级别，这样就可以控制变量、属性或下标的读写权限。在var或subscript关键字之前，可以通过fileprivate(set), private(set) 或 internal(set) 为它们的写入权限指定更低的访问级别。

注意：这个规则同时适用于存储型属性和计算型属性。即使不明确指定存储型属性的Getter和Setter，Swift也会隐式地为其创建Getter和Setter，用于访问该属性的后备存储。

struct TrackedString{

　　private(set) var numberOfEdits = 0　　//这表示该属性只能在该源文件中赋值

　　var value: String = "" {

　　　　didSet{

　　　　　　numberOfEdits +=  1

　　　　}

　　}

}

 

构造器：

自定义构造器的访问级别可以低于或等于其所属类型的访问级别。唯一的例外是必要构造器，它的访问级别必须和所属类型的访问级别相同。

如同函数或方法的参数，构造器参数的访问级别也不能低于构造器本身的访问级别。

 

默认构造器：

Swift会为结构体和类提供一个默认的无参数的构造器，只要它们为所有存储型属性设置了默认初始值，并且未提供自定义的构造器。

默认构造器的访问级别与所属类型的访问级别相同，除非类型的访问级别是public。如果一个类型被指定为public级别，那么默认构造器的访问级别将为internal。

 

结构体默认的成员逐一构造器：

如果结构体中任意存储属性的访问级别为private，那么该结构体默认的成员逐一构造器的访问级别就是private。否则，这种构造器的访问级别依然是internal。

 

 

协议：

如果想为一个协议类型明确地指定访问级别，在定义协议时指定即可。这将限制该协议只能在适当的访问级别范围内被采纳。

协议中的每一个要求都具有和该协议相同的访问级别，不能将协议中的要求设置为其它访问级别。这样才能确保该协议的所有要求对于任意采纳者都将可用。

注意：如果定义了一个public访问级别的协议，那么该协议的所有实现也会是public访问级别。

 

协议继承：

如果定义了一个继承自其它协议的新协议，那么新协议拥有的访问级别最高也只能和被继承协议的访问级别相同。

 

协议一致性：

一个类型可以采纳比自身访问级别低的协议。

采纳了协议的类型的访问级别取它本身和所采纳协议两者间最低的访问级别。也就是说如果一个类型是public级别，采纳的协议是internal级别，那么采纳了这个协议后，该类型作为符合协议的类型时，其访问级别也是internal。

 

扩展：

可以在访问级别允许的情况下对类、结构体、枚举进行扩展。扩展成员具有和原始类型成员一致的访问级别。例如，扩展了一个public或者internal类型，扩展中的成员具有默认的internal访问级别，和原始类型中的成员一致。如果扩展了一个private类型，扩展成员则拥有默认的private访问级别。

或者，可以明确指定扩展的访问级别（例如，private extension），从而给扩展中的所有成员指定一个新的默认访问级别。这个新的默认访问级别仍然可以被单独指定的访问级别所覆盖。

 

通过扩展添加协议一致性：

通过扩展来采纳协议，那么就不能显式指定该扩展的访问级别了。协议拥有相应的访问级别，并会为该扩展中所有协议要求的实现提供默认的访问级别。

 

 

泛型：

泛型类型或泛型函数的访问级别取决于泛型类型或泛型函数本身的访问级别，还需结合类型参数的类型约束的访问级别，根据这些访问级别中的最低访问级别来确定。

 

类型别名：

定义的任何类型别名都会被当作不同的类型，以便进行访问控制。类型别名的访问级别不可高于其表示的类型的访问级别。

如private类型的别名不能是internal的，超出了原实际类型的访问范围。

这条规则也适用于为满足协议一致性而将类型别名用于关联类型的情况。