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Initializer (2) : It's All Because of Inheritance in Class

29 May 2019 |   •

Initializer

2nd - Class 의 초기화

1st post about Initializer in swift 에서는 초기화의 목적과 기본적인 내용에 대해 알아보았다.

이번 post 에서는 Class 로 만들 객체의 초기화에 대해 알아보려고 한다.

:key: Class 초기화의 모든 복잡성은 상속 으로부터 나오며, 초기화 과정도 상속으로 인한 처리가 추가되어있다고 보면 이해하기 쉽다.

 

:pushpin: Table of Contents

  1. 목적
  2. Initializer
    • custom
    • default
    • memberwise
  3. Initializer Delegation for Value types
  4. Class Inheritance & Initializer
    • Designated / Convenience
    • Initializer Delegation for Class Types
    • 2단계 초기화 (2 Phase Initialization)
    • Initializer Inheritance & Overriding
    • Automatic Initializer Inheritance (자동 상속되는 경우)
  5. Failable Initializer
  6. Required Initializer
  7. Closure or Function으로 default value 설정하기

 

4. Class Initializer

  • Class 가 Struct, Enum 과 다른 점 : 상속

  • 상속받은 stored property에 대한 초기화가 추가된다.

    Class 초기화 = 기존 초기화 + 상속받은 property 를 어떻게 초기화 할지에 대한 방법들

  • class initializer - 2가지 type

    • Designated
    • Convenience

 

Designated Initializer

🔑 해당 class 의 instance 초기화를 온전히 담당하는 initializer

  • 해당 class의 모든 stored property를 초기화
  • primary init - 필수
  • super class의 적절한 init을 call - superclass에서 상속받은 속성도 초기화 할 수 있도록
  • funnel point : 상속을 통한 class의 계층구조에서 해당 class 초기화의 기준점이 된다.
  • 모든 class는 designated init을 최소 1개는 갖고 있어야 한다
  • 수가 적다. 주로 1개

Convenience Initializer

  • 해당 class의 다른 init을 호출하여 초기화를 이어나감

    • 다른 convenience init 혹은 designated init

  • secondary init - 필수는 아니다

    Convenience initializers are secondary, supporting initializers for a class. You can define a convenience initializer to call a designated initializer from the same class as the convenience initializer with some of the designated initializer’s parameters set to default values. You can also define a convenience initializer to create an instance of that class for a specific use case or input value type.

  • convenience keyword : init 앞에 명시해줌

  • 주로 designated init의 parmeter 중 몇 개에 default value를 지정해서 designated init을 call 하는 방식

    ex. designated init 에 age default value로 1을 던짐

    struct Person {
	let name: String
  let age: Int
    
  init(name: String, age: Int) {
    self.name = name
    self.age = age
  }
    
  convenience init(name: String) {
    self.init(name: name, age: 1)
  }
}

  • 목적 : 초기화하는 좀 더 단순한 방법을 제공하고, 의도를 명확하게 하기 위함

 

:bulb: Initializer Delegation for Class Types

Delegation 은 초기화를 온전히 다 담당하지 않고, 일부를 다른 initializer에게 맡기는 것이다. Class의 경우, 상속관계와 convenience init로 인해 비교적 복잡하다. 그래서 class initializer delegation에는 3개 규칙이 있다.

단순화를 위한 3가지 Rule (→는 호출을 의미)

  1. 해당 class designated init → immediate subclass designated init

    designated init은 상속관계에서 바로 위의 superclass의 designated 호출해야 한다.

  2. convenience init → another init in the same class

    같은 클래스 내의 다른 init을 호출해야 한다.

  3. convenience init ⇢→ designated init

    convenience 는 궁극적으로 designated를 호출해야 함. 화살표를 따라가면 끝은 designated 라는 뜻!

 

:bulb: 2 단계 초기화

class 계층구조에서 초기화는 두 단계로 이루어진다.

:one: stored property가 선언된 class에서 :arrow_up:

:two: 계층구조에서 각 class 에서 :arrow_down:

총 2번 일어난다.

2단계 초기화가 필요한 이유는 다음과 같다.

해당 property가 선언된 곳에서 초기화가 끝나야 다른 곳에서 그 property에 접근할 수 있다.

상속 관계에서, subclass 에서 상속받은 superclass 에서 선언된 property의 값을 custom 해서 수정하고 싶다면 일단 superclass init을 거치고 와야 가능하다는 뜻이다. subclass에서 superclass로부터 상속받은 property의 값을 custom 하여 초기화 하고 싶은데, 이 property 에 접근하려면 일단 superclass designated init을 불러서 생성 된 후에 설정할 수 있다.

  • 목적
    1. 안전한 초기화를 위해서 : 기대하지 않은 이상한 값이 초기값으로 들어가지 않도록 함
    2. instance 생성이 완료되면 그 instance로 초기화 하고 싶어서 (instance method 등)
  • swift compiler는 안전한 초기화를 위해 다음 네가지의 사항을 체크한다
    1. designated init은 자기 class에서 선언된 모든 stored property를 초기화 한 뒤에, superclass designated init으로 나머지 초기화를 맡길 수 있다
    2. designated init에서 상속받은 property를 초기화 하려면, superclass init 을 부른 뒤에 가능하다.
    3. convenience init은 다른 init에게 초기화를 다 맡기고 그게 완료되면, property에 값을 설정할 수 있다. 미리 설정하고 다른 init을 부르면 이미 설정해 놓은 값이 다른 값으로 overwritten 될 수 있다.
    4. 1단계가 완료되어야 initializer가 할 수 있는 것
      • instance method 호출해서 사용하기
      • instance property 사용
      • self 사용

1단계 - instance 생성

  • 완료시, 메모리에 모든 instance 가 생성된다.
  • 각 class의 designated init이 완료됨 == 해당 class에서 선언된 stored property의 초기화가 완료됨
  • superclass init을 불러서 각 level에서의 초기화가 완료되도록 한다
  • 상속 계층구조에서 가장 상위의 class의 init 이 완료되면 1단계 완료

2단계 - property customizing

  • 1단계에서 instance 생성이 완료 되었으므로 instance method, property, self를 value로 사용하기 를 사용할 수 있다.
  • 가장 상위 class 부터 내려오면서, customizing 하는 과정

 

무조건 해당 class 레벨에서 할 일을 먼저 하고, 상위 클래스 초기화 하고, 그 뒤에 customizing

Designated init {
	phase 1) 자기 class 내에서 선언된 property 초기화 하기
	phase 1) super class designated init 호출
	phase 2) 상속 받은 property customizing, instance method, property 사용 등
}

Convenience init {
	phase 1) 다른 init 호출
	phase 2) property customizing
}

 

 

:bulb: Initializer Inheritance & Overriding

Initializer 는 상속되지 않는다

  • 기본적으로 initializer는 상속되지 않는다
    • 특정 조건하에서는 자동 상속 - 안전, 적절하다고 판단되는 경우
  • 이유
    • superclass의 좀 더 단순한 init 이 더 구체적인 개념의 subclass를 초기화 하기엔 한계가 있다.
    • 완전하게 초기화 되지 않는 상황을 방지하기 위함

Overriding - superclass designated init이랑 똑같은 걸 subclass에서도 쓰고 싶을 때

  • override : subclass에서 superclass의 method(init 포함)을 자신만의 기능으로 재정의 하는 개념 - 이름, parameter type, 순서, 개수 다 같아야 함

  • superclass 의 designated init과 똑같은 init을 쓰고 싶다면 overriding 하면 된다

  • subclass에서는 그게 designated / convenience 둘 다 될 수 있음

  • 방법 : override modifier를 init 선언 앞에 추가하면 됨

  • superclass의 자동 생성된 default init을 재정의 하고 싶을 때도 마찬가지로 명시해야 됨

    • default init 이 자동 생성 되어있음 == custom init 이 없음 == default init이 designated init임

  • superclass의 convenience init은 해당 클래스 내에서만 호출되므로 하위 클래스에서 호출 될 일이 없음. 그러므로 convenience init이랑 같은 init을 하위에서 쓴다고 해서 override를 붙일 필요 없음

  • example : default init overriding

    class Vehicle {
  var numberOfWheels = 0
  var description: String {
    return "\(numberOfWheels) wheel(s)"
  }
}
  
class Bicycle: Vehicle {
  override init() {
    super.init() // phase 1
    numberOfWheels = 2 // phase 2 - customizing
  }
}
  
let vehicle = Vehicle()
print(vehicle.description)
// 0 wheel(s)
  
let bicycle = Bicycle()
print(bicycle.description)
// 2 wheels(s)
    • super.init() 생략 가능한 경우 : phase 2 customizing 없고, argument가 없는 init

  • superclass init 이 암묵적으로 호출되는 경우 : subclass designated init에서 상속받은 property에 대한 customizing 안하는 경우

    • == 자기 class 내에서 선언된 property 만 초기화 하는 경우
    • phase 2에서의 customizing을 할 필요 없다면, 명시적 호출은 불필요
    • subclass init 뒤에 자동으로 superclass init이 호출된다
    • example
    class Hoverboard: Vehicle {
  var color: String
  init(color: String) {
    self.color = color
  }
    
  override var description: String {
    return "\(super.description) in a beautiful \(color)" 
  }
}
  
let hoverboard = Hoverboard(color: "gold")
print(hoverboard.description)
// 0 wheel(s) in a beautiful gold

 

 

Automatic Initializer Inheritance - 자동 initializer 상속

특정 조건 하에서만, superclass init을 subclass 가 상속받을 수 있다.

상속받기 위한 rule

  1. subclass가 designated init을 선언하지 않으면, superclass designated init 상속 받는다
  2. subclass 가 superclass designated init을 모두 구현했다면, superclass convenience init 도 모두 상속 받는다
    • 구현은 rule 1 혹은 재정의한 경우를 의미한다.

Example

Hierarchy : Payment - Card - Credit card

class Payment {
  let amout: Int
	init(amount: Int){
    self.amount = amount
  }
  convenience init() {
    amount = 1000
  }
  var description: String {
    return "You need to pay \(amount)"
  }
}

let donation = Payment()
let phoneBill = Payment(amount: 40000)
print(donation.description)
// You need to pay 100
print(phoneBill.description)
// You need to pay 100

class Card: Payment {
  var name: String
	init(name: String, amount: Int) {
    self.name = name
    super.init(amount: amount)
  }
  override convenience init(amount: Int) {
    init(name: "none", amount: amount)
  }
  override var descripton: String {
    return "You need to pay \(amount) with \(name) card"
  }
}

let myCard = Card(name: "Kookmin",amount: 1000)
let momsCard = Card(amount: 1000)
let yourCard = Card()
//셋 다 가능
  • Card class는 superclass Payment의 모든 designated init을 구현했기 때문에, Payment의 모든 convenience init 을 자동 상속 받는다 (rule 2)
class CreditCard: Card {
  var limit: Int = 5000000
  override var description: String {
    return "You need to pay \(amount) with \(name) credit card"
  }
}
  • CreditCard class는 designated init을 정의하지 않음 → superclass designated init을 자동 상속받음 (rule 1)
  • rule 1에 의해 superclass의 designated init 모두 구현함 → superclass convenience init도 모두 상속받음 (rule 2)

 

Summary / Thoughts

  • class 는 상속으로 인해 initializer 구성이 복잡하다
  • Designated, convenience init 로 구분하는 이유는 상속 관계에서 상하위 클래스의 초기화를 이어주는 중심점인지 여부를 가리기 위해서이다.
  • 2단계 초기화는 상속 관계에서 각 class에서 선언된 property를 초기화하고, 이를 customizing 하는 과정이다
  • struct 가 memberwise initializer를 자동으로 제공하는데는 swift의 안전 우선 특성이 반영되어있다.
  • initializer는 다른 initializer를 호출하여 초기화 과정을 서로 품앗이 할 수 있다
  • initializer는 기본적으로 상속될 수 없지만, 특정 조건 하에서는 상속된다.
  • class init은 복잡한만큼 중요하다. Swift 의 안전을 강조하는 특성이 잘 드러나 있다고 생각한다.

 

Reference

 

 

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