Swift編程語(yǔ)言中文教程（十六）：Swift自動(dòng)引用計(jì)數(shù)

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本頁(yè)包含內(nèi)容：

• 自動(dòng)引用計(jì)數(shù)的工作機(jī)制
• 自動(dòng)引用計(jì)數(shù)實(shí)踐
• 類(lèi)實(shí)例之間的循環(huán)強(qiáng)引用
• 解決實(shí)例之間的循環(huán)強(qiáng)引用
• 閉包引起的循環(huán)強(qiáng)引用
• 解決閉包引起的循環(huán)強(qiáng)引用

Swift 使用自動(dòng)引用計(jì)數(shù)（ARC）這一機(jī)制來(lái)跟蹤和管理你的應(yīng)用程序的內(nèi)存。通常情況下，Swift 的內(nèi)存管理機(jī)制會(huì)一直起著作用，你無(wú)須自己來(lái)考慮內(nèi)存的管理。ARC 會(huì)在類(lèi)的實(shí)例不再被使用時(shí)，自動(dòng)釋放其占用的內(nèi)存。

然而，在少數(shù)情況下，ARC 為了能幫助你管理內(nèi)存，需要更多的關(guān)于你的代碼之間關(guān)系的信息。本章描述了這些情況，并且為你示范怎樣啟用 ARC 來(lái)管理你的應(yīng)用程序的內(nèi)存。

注意:

引用計(jì)數(shù)僅僅應(yīng)用于類(lèi)的實(shí)例。結(jié)構(gòu)體和枚舉類(lèi)型是值類(lèi)型，不是引用類(lèi)型，也不是通過(guò)引用的方式存儲(chǔ)和傳遞。

自動(dòng)引用計(jì)數(shù)的工作機(jī)制

當(dāng)你每次創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)的新的實(shí)例的時(shí)候，ARC 會(huì)分配一大塊內(nèi)存用來(lái)儲(chǔ)存實(shí)例的信息。內(nèi)存中會(huì)包含實(shí)例的類(lèi)型信息，以及這個(gè)實(shí)例所有相關(guān)屬性的值。此外，當(dāng)實(shí)例不再被使用時(shí)，ARC 釋放實(shí)例所占用的內(nèi)存，并讓釋放的內(nèi)存能挪作他用。這確保了不再被使用的實(shí)例，不會(huì)一直占用內(nèi)存空間。

然而，當(dāng) ARC 收回和釋放了正在被使用中的實(shí)例，該實(shí)例的屬性和方法將不能再被訪問(wèn)和調(diào)用。實(shí)際上，如果你試圖訪問(wèn)這個(gè)實(shí)例，你的應(yīng)用程序很可能會(huì)崩潰。

為了確保使用中的實(shí)例不會(huì)被銷(xiāo)毀，ARC 會(huì)跟蹤和計(jì)算每一個(gè)實(shí)例正在被多少屬性，常量和變量所引用。哪怕實(shí)例的引用數(shù)為一，ARC都不會(huì)銷(xiāo)毀這個(gè)實(shí)例。

為了使之成為可能，無(wú)論你將實(shí)例賦值給屬性，常量或者是變量，屬性，常量或者變量，都會(huì)對(duì)此實(shí)例創(chuàng)建強(qiáng)引用。之所以稱(chēng)之為強(qiáng)引用，是因?yàn)樗鼤?huì)將實(shí)例牢牢的保持住，只要強(qiáng)引用還在，實(shí)例是不允許被銷(xiāo)毀的。

自動(dòng)引用計(jì)數(shù)實(shí)踐

下面的例子展示了自動(dòng)引用計(jì)數(shù)的工作機(jī)制。例子以一個(gè)簡(jiǎn)單的Person類(lèi)開(kāi)始，并定義了一個(gè)叫name的常量屬性：

 class Person {
        let name: String

            init(name: String) {
            self.name = name
            println("\(name) is being initialized")
        }

            deinit {
            println("\(name) is being deinitialized")
        }
    }

Person類(lèi)有一個(gè)構(gòu)造函數(shù)，此構(gòu)造函數(shù)為實(shí)例的name屬性賦值并打印出信息，以表明初始化過(guò)程生效。Person類(lèi)同時(shí)也擁有析構(gòu)函數(shù)，同樣會(huì)在實(shí)例被銷(xiāo)毀的時(shí)候打印出信息。

接下來(lái)的代碼片段定義了三個(gè)類(lèi)型為Person?的變量，用來(lái)按照代碼片段中的順序，為新的Person實(shí)例建立多個(gè)引用。由于這些變量是被定義為可選類(lèi)型（Person?，而不是Person），它們的值會(huì)被自動(dòng)初始化為nil，目前還不會(huì)引用到Person類(lèi)的實(shí)例。

    var reference1: Person?
    var reference2: Person?
    var reference3: Person?

現(xiàn)在你可以創(chuàng)建Person類(lèi)的新實(shí)例，并且將它賦值給三個(gè)變量其中的一個(gè)：

 reference1 = Person(name: "John Appleseed")
   // prints "John Appleseed is being initialized”

應(yīng)當(dāng)注意到當(dāng)你調(diào)用Person類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)的時(shí)候，"John Appleseed is being initialized”會(huì)被打印出來(lái)。由此可以確定構(gòu)造函數(shù)被執(zhí)行。

由于Person類(lèi)的新實(shí)例被賦值給了reference1變量，所以reference1到Person類(lèi)的新實(shí)例之間建立了一個(gè)強(qiáng)引用。正是因?yàn)檫@個(gè)強(qiáng)引用，ARC 會(huì)保證Person實(shí)例被保持在內(nèi)存中不被銷(xiāo)毀。

如果你將同樣的Person實(shí)例也賦值給其他兩個(gè)變量，該實(shí)例又會(huì)多出兩個(gè)強(qiáng)引用：

    reference2 = reference1
    reference3 = reference1

現(xiàn)在這個(gè)Person實(shí)例已經(jīng)有三個(gè)強(qiáng)引用了。

如果你通過(guò)給兩個(gè)變量賦值nil的方式斷開(kāi)兩個(gè)強(qiáng)引用（）包括最先的那個(gè)強(qiáng)引用），只留下一個(gè)強(qiáng)引用，Person實(shí)例不會(huì)被銷(xiāo)毀：

reference2 = nil
reference3 = nil

ARC 會(huì)在第三個(gè)，也即最后一個(gè)強(qiáng)引用被斷開(kāi)的時(shí)候，銷(xiāo)毀Person實(shí)例，這也意味著你不再使用這個(gè)Person實(shí)例：

reference3 = nil
// prints "John Appleseed is being deinitialized"

類(lèi)實(shí)例之間的循環(huán)強(qiáng)引用

在上面的例子中，ARC 會(huì)跟蹤你所新創(chuàng)建的Person實(shí)例的引用數(shù)量，并且會(huì)在Person實(shí)例不再被需要時(shí)銷(xiāo)毀它。

然而，我們可能會(huì)寫(xiě)出這樣的代碼，一個(gè)類(lèi)永遠(yuǎn)不會(huì)有0個(gè)強(qiáng)引用。這種情況發(fā)生在兩個(gè)類(lèi)實(shí)例互相保持對(duì)方的強(qiáng)引用，并讓對(duì)方不被銷(xiāo)毀。這就是所謂的循環(huán)強(qiáng)引用。

你可以通過(guò)定義類(lèi)之間的關(guān)系為弱引用或者無(wú)主引用，以此替代強(qiáng)引用，從而解決循環(huán)強(qiáng)引用的問(wèn)題。具體的過(guò)程在解決類(lèi)實(shí)例之間的循環(huán)強(qiáng)引用中有描述。不管怎樣，在你學(xué)習(xí)怎樣解決循環(huán)強(qiáng)引用之前，很有必要了解一下它是怎樣產(chǎn)生的。

下面展示了一個(gè)不經(jīng)意產(chǎn)生循環(huán)強(qiáng)引用的例子。例子定義了兩個(gè)類(lèi)：Person和Apartment，用來(lái)建模公寓和它其中的居民:

class Person {
    let name: String
    init(name: String) { self.name = name }
    var apartment: Apartment?
    deinit { println("\(name) is being deinitialized") }
}

class Apartment {
    let number: Int
    init(number: Int) { self.number = number }
    var tenant: Person?
    deinit { println("Apartment #\(number) is being deinitialized") }
}

每一個(gè)Person實(shí)例有一個(gè)類(lèi)型為String，名字為name的屬性，并有一個(gè)可選的初始化為nil的apartment屬性。apartment屬性是可選的，因?yàn)橐粋€(gè)人并不總是擁有公寓。

類(lèi)似的，每個(gè)Apartment實(shí)例有一個(gè)叫number，類(lèi)型為Int的屬性，并有一個(gè)可選的初始化為nil的tenant屬性。tenant屬性是可選的，因?yàn)橐粭澒⒉⒉豢偸怯芯用瘛?/p>

這兩個(gè)類(lèi)都定義了析構(gòu)函數(shù)，用以在類(lèi)實(shí)例被析構(gòu)的時(shí)候輸出信息。這讓你能夠知曉Person和Apartment的實(shí)例是否像預(yù)期的那樣被銷(xiāo)毀。

接下來(lái)的代碼片段定義了兩個(gè)可選類(lèi)型的變量john和number73,并分別被設(shè)定為下面的Apartment和Person的實(shí)例。這兩個(gè)變量都被初始化為nil，并為可選的：

var john: Person?
var number73: Apartment?

現(xiàn)在你可以創(chuàng)建特定的Person和Apartment實(shí)例并將類(lèi)實(shí)例賦值給john和number73變量：

john = Person(name: "John Appleseed")
number73 = Apartment(number: 73)

在兩個(gè)實(shí)例被創(chuàng)建和賦值后，下圖表現(xiàn)了強(qiáng)引用的關(guān)系。變量john現(xiàn)在有一個(gè)指向Person實(shí)例的強(qiáng)引用，而變量number73有一個(gè)指向Apartment實(shí)例的強(qiáng)引用：

現(xiàn)在你能夠?qū)⑦@兩個(gè)實(shí)例關(guān)聯(lián)在一起，這樣人就能有公寓住了，而公寓也有了房客。注意感嘆號(hào)是用來(lái)展開(kāi)和訪問(wèn)可選變量john和number73中的實(shí)例，這樣實(shí)例的屬性才能被賦值：

john!.apartment = number73
number73!.tenant = john

在將兩個(gè)實(shí)例聯(lián)系在一起之后，強(qiáng)引用的關(guān)系如圖所示：

不幸的是，將這兩個(gè)實(shí)例關(guān)聯(lián)在一起之后，一個(gè)循環(huán)強(qiáng)引用被創(chuàng)建了。Person實(shí)例現(xiàn)在有了一個(gè)指向Apartment實(shí)例的強(qiáng)引用，而Apartment實(shí)例也有了一個(gè)指向Person實(shí)例的強(qiáng)引用。因此，當(dāng)你斷開(kāi)john和number73變量所持有的強(qiáng)引用時(shí)，引用計(jì)數(shù)并不會(huì)降為 0，實(shí)例也不會(huì)被 ARC 銷(xiāo)毀：

john = nil
number73 = nil

注意，當(dāng)你把這兩個(gè)變量設(shè)為nil時(shí)，沒(méi)有任何一個(gè)析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用。強(qiáng)引用循環(huán)阻止了Person和Apartment類(lèi)實(shí)例的銷(xiāo)毀，并在你的應(yīng)用程序中造成了內(nèi)存泄漏。

在你將john和number73賦值為nil后，強(qiáng)引用關(guān)系如下圖：

Person和Apartment實(shí)例之間的強(qiáng)引用關(guān)系保留了下來(lái)并且不會(huì)被斷開(kāi)。

解決實(shí)例之間的循環(huán)強(qiáng)引用

Swift 提供了兩種辦法用來(lái)解決你在使用類(lèi)的屬性時(shí)所遇到的循環(huán)強(qiáng)引用問(wèn)題：弱引用（weak reference）和無(wú)主引用（unowned reference）。

弱引用和無(wú)主引用允許循環(huán)引用中的一個(gè)實(shí)例引用另外一個(gè)實(shí)例而不保持強(qiáng)引用。這樣實(shí)例能夠互相引用而不產(chǎn)生循環(huán)強(qiáng)引用。

對(duì)于生命周期中會(huì)變?yōu)閚il的實(shí)例使用弱引用。相反的，對(duì)于初始化賦值后再也不會(huì)被賦值為nil的實(shí)例，使用無(wú)主引用。

弱引用

弱引用不會(huì)牢牢保持住引用的實(shí)例，并且不會(huì)阻止 ARC 銷(xiāo)毀被引用的實(shí)例。這種行為阻止了引用變?yōu)檠h(huán)強(qiáng)引用。聲明屬性或者變量時(shí)，在前面加上weak關(guān)鍵字表明這是一個(gè)弱引用。

在實(shí)例的生命周期中，如果某些時(shí)候引用沒(méi)有值，那么弱引用可以阻止循環(huán)強(qiáng)引用。如果引用總是有值，則可以使用無(wú)主引用，在無(wú)主引用中有描述。在上面Apartment的例子中，一個(gè)公寓的生命周期中，有時(shí)是沒(méi)有“居民”的，因此適合使用弱引用來(lái)解決循環(huán)強(qiáng)引用。

注意: 弱引用必須被聲明為變量，表明其值能在運(yùn)行時(shí)被修改。弱引用不能被聲明為常量。

因?yàn)槿跻每梢詻](méi)有值，你必須將每一個(gè)弱引用聲明為可選類(lèi)型?？蛇x類(lèi)型是在 Swift 語(yǔ)言中推薦的用來(lái)表示可能沒(méi)有值的類(lèi)型。

因?yàn)槿跻貌粫?huì)保持所引用的實(shí)例，即使引用存在，實(shí)例也有可能被銷(xiāo)毀。因此，ARC 會(huì)在引用的實(shí)例被銷(xiāo)毀后自動(dòng)將其賦值為nil。你可以像其他可選值一樣，檢查弱引用的值是否存在，你永遠(yuǎn)也不會(huì)遇到被銷(xiāo)毀了而不存在的實(shí)例。

下面的例子跟上面Person和Apartment的例子一致，但是有一個(gè)重要的區(qū)別。這一次，Apartment的tenant屬性被聲明為弱引用：

class Person {
    let name: String
    init(name: String) { self.name = name }
    var apartment: Apartment?
    deinit { println("\(name) is being deinitialized") }
}

class Apartment {
    let number: Int
    init(number: Int) { self.number = number }
    weak var tenant: Person?
    deinit { println("Apartment #\(number) is being deinitialized") }
}

然后跟之前一樣，建立兩個(gè)變量（john和number73）之間的強(qiáng)引用，并關(guān)聯(lián)兩個(gè)實(shí)例：

var john: Person?
var number73: Apartment?

john = Person(name: "John Appleseed")
number73 = Apartment(number: 73)

john!.apartment = number73
number73!.tenant = john

現(xiàn)在，兩個(gè)關(guān)聯(lián)在一起的實(shí)例的引用關(guān)系如下圖所示：

Person實(shí)例依然保持對(duì)Apartment實(shí)例的強(qiáng)引用，但是Apartment實(shí)例只是對(duì)Person實(shí)例的弱引用。這意味著當(dāng)你斷開(kāi)john變量所保持的強(qiáng)引用時(shí)，再也沒(méi)有指向Person實(shí)例的強(qiáng)引用了：

由于再也沒(méi)有指向Person實(shí)例的強(qiáng)引用，該實(shí)例會(huì)被銷(xiāo)毀：

john = nil
// prints "John Appleseed is being deinitialized"

唯一剩下的指向Apartment實(shí)例的強(qiáng)引用來(lái)自于變量number73。如果你斷開(kāi)這個(gè)強(qiáng)引用，再也沒(méi)有指向Apartment實(shí)例的強(qiáng)引用了：

由于再也沒(méi)有指向Apartment實(shí)例的強(qiáng)引用，該實(shí)例也會(huì)被銷(xiāo)毀：

number73 = nil
// prints "Apartment #73 is being deinitialized"

上面的兩段代碼展示了變量john和number73在被賦值為nil后，Person實(shí)例和Apartment實(shí)例的析構(gòu)函數(shù)都打印出“銷(xiāo)毀”的信息。這證明了引用循環(huán)被打破了。

無(wú)主引用

和弱引用類(lèi)似，無(wú)主引用不會(huì)牢牢保持住引用的實(shí)例。和弱引用不同的是，無(wú)主引用是永遠(yuǎn)有值的。因此，無(wú)主引用總是被定義為非可選類(lèi)型（non-optional type）。你可以在聲明屬性或者變量時(shí)，在前面加上關(guān)鍵字unowned表示這是一個(gè)無(wú)主引用。

由于無(wú)主引用是非可選類(lèi)型，你不需要在使用它的時(shí)候?qū)⑺归_(kāi)。無(wú)主引用總是可以被直接訪問(wèn)。不過(guò) ARC 無(wú)法在實(shí)例被銷(xiāo)毀后將無(wú)主引用設(shè)為nil，因?yàn)榉强蛇x類(lèi)型的變量不允許被賦值為nil。

注意: 如果你試圖在實(shí)例被銷(xiāo)毀后，訪問(wèn)該實(shí)例的無(wú)主引用，會(huì)觸發(fā)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。使用無(wú)主引用，你必須確保引用始終指向一個(gè)未銷(xiāo)毀的實(shí)例。

還需要注意的是如果你試圖訪問(wèn)實(shí)例已經(jīng)被銷(xiāo)毀的無(wú)主引用，程序會(huì)直接崩潰，而不會(huì)發(fā)生無(wú)法預(yù)期的行為。所以你應(yīng)當(dāng)避免這樣的事情發(fā)生。

下面的例子定義了兩個(gè)類(lèi)，Customer和CreditCard，模擬了銀行客戶(hù)和客戶(hù)的信用卡。這兩個(gè)類(lèi)中，每一個(gè)都將另外一個(gè)類(lèi)的實(shí)例作為自身的屬性。這種關(guān)系會(huì)潛在的創(chuàng)造循環(huán)強(qiáng)引用。

Customer和CreditCard之間的關(guān)系與前面弱引用例子中Apartment和Person的關(guān)系截然不同。在這個(gè)數(shù)據(jù)模型中，一個(gè)客戶(hù)可能有或者沒(méi)有信用卡，但是一張信用卡總是關(guān)聯(lián)著一個(gè)客戶(hù)。為了表示這種關(guān)系，Customer類(lèi)有一個(gè)可選類(lèi)型的card屬性，但是CreditCard類(lèi)有一個(gè)非可選類(lèi)型的customer屬性。

此外，只能通過(guò)將一個(gè)number值和customer實(shí)例傳遞給CreditCard構(gòu)造函數(shù)的方式來(lái)創(chuàng)建CreditCard實(shí)例。這樣可以確保當(dāng)創(chuàng)建CreditCard實(shí)例時(shí)總是有一個(gè)customer實(shí)例與之關(guān)聯(lián)。

由于信用卡總是關(guān)聯(lián)著一個(gè)客戶(hù)，因此將customer屬性定義為無(wú)主引用，用以避免循環(huán)強(qiáng)引用：

class Customer {
    let name: String
    var card: CreditCard?
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
    deinit { println("\(name) is being deinitialized") }
}

class CreditCard {
    let number: Int
    unowned let customer: Customer
    init(number: Int, customer: Customer) {
        self.number = number
        self.customer = customer
    }
    deinit { println("Card #\(number) is being deinitialized") }
}

下面的代碼片段定義了一個(gè)叫john的可選類(lèi)型Customer變量，用來(lái)保存某個(gè)特定客戶(hù)的引用。由于是可選類(lèi)型，所以變量被初始化為nil。

var john: Customer?

現(xiàn)在你可以創(chuàng)建Customer類(lèi)的實(shí)例，用它初始化CreditCard實(shí)例，并將新創(chuàng)建的CreditCard實(shí)例賦值為客戶(hù)的card屬性。

john = Customer(name: "John Appleseed")
john!.card = CreditCard(number: 1234_5678_9012_3456, customer: john!)

在你關(guān)聯(lián)兩個(gè)實(shí)例后，他們的引用關(guān)系如下圖所示：

Customer實(shí)例持有對(duì)CreditCard實(shí)例的強(qiáng)引用，而CreditCard實(shí)例持有對(duì)Customer實(shí)例的無(wú)主引用。

由于customer的無(wú)主引用，當(dāng)你斷開(kāi)john變量持有的強(qiáng)引用時(shí)，再也沒(méi)有指向Customer實(shí)例的強(qiáng)引用了：

由于再也沒(méi)有指向Customer實(shí)例的強(qiáng)引用，該實(shí)例被銷(xiāo)毀了。其后，再也沒(méi)有指向CreditCard實(shí)例的強(qiáng)引用，該實(shí)例也隨之被銷(xiāo)毀了：

john = nil
// prints "John Appleseed is being deinitialized"
// prints "Card #1234567890123456 is being deinitialized"

最后的代碼展示了在john變量被設(shè)為nil后Customer實(shí)例和CreditCard實(shí)例的構(gòu)造函數(shù)都打印出了“銷(xiāo)毀”的信息。

無(wú)主引用以及隱式解析可選屬性

上面弱引用和無(wú)主引用的例子涵蓋了兩種常用的需要打破循環(huán)強(qiáng)引用的場(chǎng)景。

Person和Apartment的例子展示了兩個(gè)屬性的值都允許為nil，并會(huì)潛在的產(chǎn)生循環(huán)強(qiáng)引用。這種場(chǎng)景最適合用弱引用來(lái)解決。

Customer和CreditCard的例子展示了一個(gè)屬性的值允許為nil，而另一個(gè)屬性的值不允許為nil，并會(huì)潛在的產(chǎn)生循環(huán)強(qiáng)引用。這種場(chǎng)景最適合通過(guò)無(wú)主引用來(lái)解決。

然而，存在著第三種場(chǎng)景，在這種場(chǎng)景中，兩個(gè)屬性都必須有值，并且初始化完成后不能為nil。在這種場(chǎng)景中，需要一個(gè)類(lèi)使用無(wú)主屬性，而另外一個(gè)類(lèi)使用隱式解析可選屬性。

這使兩個(gè)屬性在初始化完成后能被直接訪問(wèn)（不需要可選展開(kāi)），同時(shí)避免了循環(huán)引用。這一節(jié)將為你展示如何建立這種關(guān)系。

下面的例子定義了兩個(gè)類(lèi)，Country和City，每個(gè)類(lèi)將另外一個(gè)類(lèi)的實(shí)例保存為屬性。在這個(gè)模型中，每個(gè)國(guó)家必須有首都，而每一個(gè)城市必須屬于一個(gè)國(guó)家。為了實(shí)現(xiàn)這種關(guān)系，Country類(lèi)擁有一個(gè)capitalCity屬性，而City類(lèi)有一個(gè)country屬性：

class Country {
    let name: String
    let capitalCity: City!
    init(name: String, capitalName: String) {
        self.name = name
        self.capitalCity = City(name: capitalName, country: self)
    }
}

class City {
    let name: String
    unowned let country: Country
    init(name: String, country: Country) {
        self.name = name
        self.country = country
    }
}

為了建立兩個(gè)類(lèi)的依賴(lài)關(guān)系，City的構(gòu)造函數(shù)有一個(gè)Country實(shí)例的參數(shù)，并且將實(shí)例保存為country屬性。

Country的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用了City的構(gòu)造函數(shù)。然而，只有Country的實(shí)例完全初始化完后，Country的構(gòu)造函數(shù)才能把self傳給City的構(gòu)造函數(shù)。（在兩段式構(gòu)造過(guò)程中有具體描述）

為了滿(mǎn)足這種需求，通過(guò)在類(lèi)型結(jié)尾處加上感嘆號(hào)（City!）的方式，將Country的capitalCity屬性聲明為隱式解析可選類(lèi)型的屬性。這表示像其他可選類(lèi)型一樣，capitalCity屬性的默認(rèn)值為nil，但是不需要展開(kāi)他的值就能訪問(wèn)它。（在隱式解析可選類(lèi)型中有描述）

由于capitalCity默認(rèn)值為nil，一旦Country的實(shí)例在構(gòu)造函數(shù)中給name屬性賦值后，整個(gè)初始化過(guò)程就完成了。這代表一旦name屬性被賦值后，Country的構(gòu)造函數(shù)就能引用并傳遞隱式的self。Country的構(gòu)造函數(shù)在賦值capitalCity時(shí)，就能將self作為參數(shù)傳遞給City的構(gòu)造函數(shù)。

以上的意義在于你可以通過(guò)一條語(yǔ)句同時(shí)創(chuàng)建Country和City的實(shí)例，而不產(chǎn)生循環(huán)強(qiáng)引用，并且capitalCity的屬性能被直接訪問(wèn)，而不需要通過(guò)感嘆號(hào)來(lái)展開(kāi)它的可選值：

var country = Country(name: "Canada", capitalName: "Ottawa")
println("\(country.name)'s capital city is called \(country.capitalCity.name)")
// prints "Canada's capital city is called Ottawa"

在上面的例子中，使用隱式解析可選值的意義在于滿(mǎn)足了兩個(gè)類(lèi)構(gòu)造函數(shù)的需求。capitalCity屬性在初始化完成后，能像非可選值一樣使用和存取同時(shí)還避免了循環(huán)強(qiáng)引用。

閉包引起的循環(huán)強(qiáng)引用

前面我們看到了循環(huán)強(qiáng)引用環(huán)是在兩個(gè)類(lèi)實(shí)例屬性互相保持對(duì)方的強(qiáng)引用時(shí)產(chǎn)生的，還知道了如何用弱引用和無(wú)主引用來(lái)打破循環(huán)強(qiáng)引用。

循環(huán)強(qiáng)引用還會(huì)發(fā)生在當(dāng)你將一個(gè)閉包賦值給類(lèi)實(shí)例的某個(gè)屬性，并且這個(gè)閉包體中又使用了實(shí)例。這個(gè)閉包體中可能訪問(wèn)了實(shí)例的某個(gè)屬性，例如self.someProperty，或者閉包中調(diào)用了實(shí)例的某個(gè)方法，例如self.someMethod。這兩種情況都導(dǎo)致了閉包 “捕獲" self，從而產(chǎn)生了循環(huán)強(qiáng)引用。

循環(huán)強(qiáng)引用的產(chǎn)生，是因?yàn)殚]包和類(lèi)相似，都是引用類(lèi)型。當(dāng)你把一個(gè)閉包賦值給某個(gè)屬性時(shí)，你也把一個(gè)引用賦值給了這個(gè)閉包。實(shí)質(zhì)上，這跟之前的問(wèn)題是一樣的－兩個(gè)強(qiáng)引用讓彼此一直有效。但是，和兩個(gè)類(lèi)實(shí)例不同，這次一個(gè)是類(lèi)實(shí)例，另一個(gè)是閉包。

Swift 提供了一種優(yōu)雅的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，稱(chēng)之為閉包占用列表（closuer capture list）。同樣的，在學(xué)習(xí)如何用閉包占用列表破壞循環(huán)強(qiáng)引用之前，先來(lái)了解一下循環(huán)強(qiáng)引用是如何產(chǎn)生的，這對(duì)我們是很有幫助的。

下面的例子為你展示了當(dāng)一個(gè)閉包引用了self后是如何產(chǎn)生一個(gè)循環(huán)強(qiáng)引用的。例子中定義了一個(gè)叫HTMLElement的類(lèi)，用一種簡(jiǎn)單的模型表示 HTML 中的一個(gè)單獨(dú)的元素：

class HTMLElement {

    let name: String
    let text: String?

    @lazy var asHTML: () -> String = {
        if let text = self.text {
            return "<\(self.name)>\(text)</\(self.name)>"
        } else {
            return "<\(self.name) />"
        }
    }

    init(name: String, text: String? = nil) {
        self.name = name
        self.text = text
    }

    deinit {
        println("\(name) is being deinitialized")
    }

}

HTMLElement類(lèi)定義了一個(gè)name屬性來(lái)表示這個(gè)元素的名稱(chēng)，例如代表段落的"p"，或者代表?yè)Q行的"br"。HTMLElement還定義了一個(gè)可選屬性text，用來(lái)設(shè)置和展現(xiàn) HTML 元素的文本。

除了上面的兩個(gè)屬性，HTMLElement還定義了一個(gè)lazy屬性asHTML。這個(gè)屬性引用了一個(gè)閉包，將name和text組合成 HTML 字符串片段。該屬性是() -> String類(lèi)型，或者可以理解為“一個(gè)沒(méi)有參數(shù)，返回String的函數(shù)”。

默認(rèn)情況下，閉包賦值給了asHTML屬性，這個(gè)閉包返回一個(gè)代表 HTML 標(biāo)簽的字符串。如果text值存在，該標(biāo)簽就包含可選值text；如果text不存在，該標(biāo)簽就不包含文本。對(duì)于段落元素，根據(jù)text是"some text"還是nil，閉包會(huì)返回

<p>some text</p>

或者

可以像實(shí)例方法那樣去命名、使用asHTML屬性。然而，由于asHTML是閉包而不是實(shí)例方法，如果你想改變特定元素的 HTML 處理的話(huà)，可以用自定義的閉包來(lái)取代默認(rèn)值。

注意:

asHTML聲明為lazy屬性，因?yàn)橹挥挟?dāng)元素確實(shí)需要處理為HTML輸出的字符串時(shí)，才需要使用asHTML。也就是說(shuō)，在默認(rèn)的閉包中可以使用self，因?yàn)橹挥挟?dāng)初始化完成以及self確實(shí)存在后，才能訪問(wèn)lazy屬性。

HTMLElement類(lèi)只提供一個(gè)構(gòu)造函數(shù)，通過(guò)name和text（如果有的話(huà)）參數(shù)來(lái)初始化一個(gè)元素。該類(lèi)也定義了一個(gè)析構(gòu)函數(shù)，當(dāng)HTMLElement實(shí)例被銷(xiāo)毀時(shí)，打印一條消息。

下面的代碼展示了如何用HTMLElement類(lèi)創(chuàng)建實(shí)例并打印消息。

var paragraph: HTMLElement? = HTMLElement(name: "p", text: "hello, world")
println(paragraph!.asHTML())
// prints"hello, world"

注意:

上面的paragraph變量定義為可選HTMLElement，因此我們可以賦值nil給它來(lái)演示循環(huán)強(qiáng)引用。

不幸的是，上面寫(xiě)的HTMLElement類(lèi)產(chǎn)生了類(lèi)實(shí)例和asHTML默認(rèn)值的閉包之間的循環(huán)強(qiáng)引用。循環(huán)強(qiáng)引用如下圖所示：

實(shí)例的asHTML屬性持有閉包的強(qiáng)引用。但是，閉包在其閉包體內(nèi)使用了self（引用了self.name和self.text），因此閉包捕獲了self，這意味著閉包又反過(guò)來(lái)持有了HTMLElement實(shí)例的強(qiáng)引用。這樣兩個(gè)對(duì)象就產(chǎn)生了循環(huán)強(qiáng)引用。（更多關(guān)于閉包捕獲值的信息，請(qǐng)參考值捕獲）。

注意:

雖然閉包多次使用了self，它只捕獲HTMLElement實(shí)例的一個(gè)強(qiáng)引用。

如果設(shè)置paragraph變量為nil，打破它持有的HTMLElement實(shí)例的強(qiáng)引用，HTMLElement實(shí)例和它的閉包都不會(huì)被銷(xiāo)毀，也是因?yàn)檠h(huán)強(qiáng)引用：

paragraph = nil

注意HTMLElementdeinitializer中的消息并沒(méi)有別打印，證明了HTMLElement實(shí)例并沒(méi)有被銷(xiāo)毀。

解決閉包引起的循環(huán)強(qiáng)引用

在定義閉包時(shí)同時(shí)定義捕獲列表作為閉包的一部分，通過(guò)這種方式可以解決閉包和類(lèi)實(shí)例之間的循環(huán)強(qiáng)引用。捕獲列表定義了閉包體內(nèi)捕獲一個(gè)或者多個(gè)引用類(lèi)型的規(guī)則。跟解決兩個(gè)類(lèi)實(shí)例間的循環(huán)強(qiáng)引用一樣，聲明每個(gè)捕獲的引用為弱引用或無(wú)主引用，而不是強(qiáng)引用。應(yīng)當(dāng)根據(jù)代碼關(guān)系來(lái)決定使用弱引用還是無(wú)主引用。

注意:

Swift 有如下要求：只要在閉包內(nèi)使用self的成員，就要用self.someProperty或者self.someMethod（而不只是someProperty或someMethod）。這提醒你可能會(huì)不小心就捕獲了self。

定義捕獲列表

捕獲列表中的每個(gè)元素都是由weak或者unowned關(guān)鍵字和實(shí)例的引用（如self或someInstance）成對(duì)組成。每一對(duì)都在方括號(hào)中，通過(guò)逗號(hào)分開(kāi)。

捕獲列表放置在閉包參數(shù)列表和返回類(lèi)型之前：

@lazy var someClosure: (Int, String) -> String = {
    [unowned self] (index: Int, stringToProcess: String) -> String in
    // closure body goes here
}

如果閉包沒(méi)有指定參數(shù)列表或者返回類(lèi)型，則可以通過(guò)上下文推斷，那么可以捕獲列表放在閉包開(kāi)始的地方，跟著是關(guān)鍵字in：

@lazy var someClosure: () -> String = {
    [unowned self] in
    // closure body goes here
}

弱引用和無(wú)主引用

當(dāng)閉包和捕獲的實(shí)例總是互相引用時(shí)并且總是同時(shí)銷(xiāo)毀時(shí)，將閉包內(nèi)的捕獲定義為無(wú)主引用。

相反的，當(dāng)捕獲引用有時(shí)可能會(huì)是nil時(shí)，將閉包內(nèi)的捕獲定義為弱引用。弱引用總是可選類(lèi)型，并且當(dāng)引用的實(shí)例被銷(xiāo)毀后，弱引用的值會(huì)自動(dòng)置為nil。這使我們可以在閉包內(nèi)檢查他們是否存在。

注意:

如果捕獲的引用絕對(duì)不會(huì)置為nil，應(yīng)該用無(wú)主引用，而不是弱引用。

前面的HTMLElement例子中，無(wú)主引用是正確的解決循環(huán)強(qiáng)引用的方法。這樣編寫(xiě)HTMLElement類(lèi)來(lái)避免循環(huán)強(qiáng)引用：

class HTMLElement {

    let name: String
    let text: String?

    @lazy var asHTML: () -> String = {
        [unowned self] in
        if let text = self.text {
            return "<\(self.name)>\(text)</\(self.name)>"
        } else {
            return "<\(self.name) />"
        }
    }

    init(name: String, text: String? = nil) {
        self.name = name
        self.text = text
    }

    deinit {
        println("\(name) is being deinitialized")
    }

}

上面的HTMLElement實(shí)現(xiàn)和之前的實(shí)現(xiàn)一致，只是在asHTML閉包中多了一個(gè)捕獲列表。這里，捕獲列表是[unowned self]，表示“用無(wú)主引用而不是強(qiáng)引用來(lái)捕獲self”。

和之前一樣，我們可以創(chuàng)建并打印HTMLElement實(shí)例：

var paragraph: HTMLElement? = HTMLElement(name: "p", text: "hello, world")
println(paragraph!.asHTML())
// prints "<p>hello, world</p>"

使用捕獲列表后引用關(guān)系如下圖所示：

這一次，閉包以無(wú)主引用的形式捕獲self，并不會(huì)持有HTMLElement實(shí)例的強(qiáng)引用。如果將paragraph賦值為nil，HTMLElement實(shí)例將會(huì)被銷(xiāo)毀，并能看到它的析構(gòu)函數(shù)打印出的消息。

paragraph = nil
// prints "p is being deinitialized"