繼承

繼承(inherit)這個概念主要是類別(class)在使用，是物件導向的一個重要特性。一個類別可以繼承另一個類別的屬性(property)、方法(method)及其他特性。

一個類別繼承其他類別時，這個類別會被稱為子類別(subclass)。被繼承的類別則是稱為父類別(superclass，直翻會是超類別，但還是以父類別為主，以與子類別相對應)。

基礎類別

基礎類別(base class)就是不繼承於其它類別的類別。

Swift 中沒有一個通用的基礎類別，只要一個類別沒有繼承於其他類別，這個類別即為一個基礎類別。

以下先定義一個基礎類別，其實就是一個普通的類別：

// 定義一個遊戲角色職業通用的類別
class GameCharacter {
    // 攻擊速度
    var attackSpeed = 1.5

    // 這個職業的敘述
    var description: String {
        return "職業敘述"
    }

    // 執行攻擊的動作
    func attack() {
        // 無任何動作 有待子類別實作
    }
}

// 生成一個類別 GameCharacter 的實體
let oneChar = GameCharacter()

// 印出：職業敘述
print(oneChar.description)

上述程式為一個基礎的遊戲角色職業類別，僅是定義了一些通用的內容，接著需要再定義子類別來完備。

生成子類別

生成子類別(subclassing)指的是基於一個基礎類別來定義一個新的類別，子類別會繼承父類別所有的特性，且還可以增加新的特性。

使用方式為在類別名稱後面加上冒號:，接著寫上父類別名稱，如下：

class 子類別: 父類別 {
    子類別的定義內容
}

以下是個例子，這邊定義一個繼承自類別GameCharacter的新類別Archer：

class Archer: GameCharacter {
    // 新增一個屬性 攻擊範圍
    var attackRange = 2.5
}

// 父類別所有的特性都一併繼承下來
let oneArcher = Archer()
// 可以直接以點語法來存取或設置一個父類別中定義過的屬性
oneArcher.attackSpeed = 1.8

一個子類別仍然可以再被其他類別繼承，以下再定義一個類別Hunter，繼承自類別Archer：

class Hunter: Archer {
    // 新增一個方法 必殺技攻擊
    func fatalBlow() {
        print("施放必殺技攻擊！")
    }
}

let oneHunter = Hunter()
// 這個類別一樣可以使用 Archer 及 GameCharacter 定義過的屬性及方法
print("攻擊速度為 \(oneHunter.attackSpeed)")
print("攻擊範圍為 \(oneHunter.attackRange)")
// 當然自己新增的方法也可以使用
oneHunter.fatalBlow()

覆寫

類別繼承的同時，子類別可以重新定義父類別中定義過的特性，如實體方法(instance method)、型別方法(type method)、實體屬性(instance property)、型別屬性(type property)或下標(subscript)，這種行為即是覆寫(overriding)。

使用關鍵字override來表示你要覆寫這個特性(即方法、屬性或下標)。

覆寫方法

以下為一個覆寫方法的例子：

// 使用並改寫前面定義的類別 Hunter 
class OtherHunter: Archer {
    // 覆寫父類別的實體方法
    override func attack() {
        print("攻擊！這是獵人的攻擊！")
    }

    // 省略其他內容
}

let otherHunter = OtherHunter()
otherHunter.attack()
// 即會印出覆寫後的內容：攻擊！這是獵人的攻擊！

覆寫屬性

覆寫屬性時，需要使用getter(以及有時可省略的setter)來覆寫繼承來的屬性，且一定要寫上屬性的名稱及型別，這樣才能確定是從哪一個屬性繼承而來的。

Hint
  • 可以將一個繼承來的唯讀屬性覆寫為一個讀寫屬性，但不行將一個讀寫屬性覆寫為唯獨屬性。即原本有setter的話，覆寫時就一定要有setter。

以下是一個例子：

// 使用並改寫前面定義的類別 Hunter
class AnotherHunter: Archer {
    // 覆寫父類別的屬性 重新實作 getter 跟 setter
    override var attackSpeed: Double {
        get {
            return 2.4
        }
        set {
            print(newValue)
        }
    }

    // 省略其他內容
}

覆寫屬性觀察器

覆寫屬性時，通常可以加上屬性觀察器(property observer)，但以下兩點要注意：

  • 當繼承的屬性為常數儲存型屬性或唯讀計算型屬性時，不能加上屬性觀察器，因為這兩者的屬性無法再被設置，所以willSet跟didSet對它們沒有意義。
  • 覆寫時不能同時有setter跟屬性觀察器(willSet跟didSet)，因為setter中即可做到屬性觀察器的功能要求。

雖然說是覆寫，但如果覆寫的父類別屬性也有屬性觀察器，其實子類別跟父類別兩者的屬性觀察器都會被執行，例子如下：

// 使用並改寫前面定義的類別 Archer
class OtherArcher: GameCharacter {
    // 覆寫一個屬性 重新實作 getter 跟 setter
    override var attackSpeed: Double {
        willSet {
            print("OtherArcher willSet")
        }
        didSet {
            print("OtherArcher didSet")
        }
    }

    // 省略其他內容
}

// 使用並改寫前面定義的類別 Hunter
class SomeHunter: OtherArcher {
    // 覆寫一個屬性 重新實作 getter 跟 setter
    override var attackSpeed: Double {
        willSet {
            print("SomeHunter willSet")
        }
        didSet {
            print("SomeHunter didSet")
        }
    }

    // 省略其他內容
}

let someHunter = SomeHunter()
// 設置新的值 會觸發 willSet 跟 didSet
someHunter.attackSpeed = 1.8
// 依序會印出：
// SomeHunter willSet
// OtherArcher willSet
// OtherArcher didSet
// SomeHunter didSet

上述程式中可以知道，willSet觸發時，會先執行子類別的再來才是父類別的，而didSet則是相反，先執行父類別的再來才是子類別的。

存取父類別的屬性,方法及下標

在前面章節介紹類別的時候，提到類別有一個隱藏的內建屬性 self，可以在方法中代表類別本身。而當繼承自另一個類別時，可以使用super屬性來存取父類別的屬性、方法或下標。

  • 方法someMethod()的覆寫實作裡，使用super.someMethod()來呼叫父類別的someMethod()方法。
  • 屬性someProperty的getter及setter覆寫實作裡，使用super.someProperty來存取父類別的someProperty屬性。
  • 下標的覆寫實作裡，使用super[someIndex]來存取父類別的下標。

以下為一個例子：

// 使用並改寫前面定義的類別 Hunter
class GoodHunter: Archer {
    // 覆寫一個屬性 並使用父類別原先的屬性值
    override var description: String {
        return super.description + " 精通箭術的獵人"
    }

    // 省略其他內容
}

let goodHunter = GoodHunter()

// 印出：職業敘述 精通箭術的獵人
print(goodHunter.description)

防止覆寫

可以在類別的方法、屬性或下標前面加上final，來防止它們被覆寫，使用方式為final var、final func或是final class func這樣。

甚至也可以在整個類別的關鍵字class前面加上final，這樣整個類別都不能再被繼承。

範例

本節範例程式碼放在 ch2/inheritance.playground

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