计算属性与属性观察器

1-1 存储属性不够用时

存储属性把值实实在在存下来。但有些值其实能由别的属性算出来，比如矩形的”中心点”由原点和尺寸决定。每次存一份既浪费又容易和源数据不一致——万一你改了 origin 却忘了同步 center，两份数据就对不上了。这时用计算属性。

计算属性的哲学是：能算出来的值，就不要存。它让”派生信息”始终和源数据保持一致，从根上消除了”两份数据打架”的隐患。

1-2 计算属性的 get/set

计算属性不存值，提供 getter 取值、可选 setter 设值：

struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
}
struct Size {
    var width = 0.0, height = 0.0
}
struct Rect {
    var origin = Point()
    var size = Size()
    var center: Point {
        get {
            let cx = origin.x + size.width / 2
            let cy = origin.y + size.height / 2
            return Point(x: cx, y: cy)
        }
        set(newCenter) {
            origin.x = newCenter.x - size.width / 2
            origin.y = newCenter.y - size.height / 2
        }
    }
}

读 center 时跑 getter 现算；写 center 时跑 setter，反推回去改 origin。对外看起来和存储属性没两样。这种”读写都靠别的数据推导”的模式，让 center 永远是对的，你既可以从原点算中心，也可以设中心反推原点。

setter 若不给新值命名，默认叫 newValue，可省略括号：

set {
    origin.x = newValue.x - size.width / 2
    origin.y = newValue.y - size.height / 2
}

getter 若只有一句表达式，还能省略 return。这种简写在代码里很常见，写起来更紧凑。

1-3 只读计算属性

只有 getter、没有 setter 的是只读计算属性，访问但不能赋值。可省掉 get 关键字：

struct Cuboid {
    var width = 0.0, height = 0.0, depth = 0.0
    var volume: Double {
        return width * height * depth
    }
}

volume 由三维算出，设成可写反而含义不清，所以只读最合适。计算属性（含只读）必须用 var，因为它们的值不固定，会随其他属性变化。

1-4 属性观察器 willSet/didSet

想在某个属性”被赋值”时做点反应，用属性观察器。willSet 在存新值前调用，didSet 在存完后立即调用：

class StepCounter {
    var totalSteps: Int = 0 {
        willSet(newTotalSteps) {
            print("即将设为 \(newTotalSteps)")
        }
        didSet {
            if totalSteps > oldValue {
                print("增加了 \(totalSteps - oldValue) 步")
            }
        }
    }
}
let sc = StepCounter()
sc.totalSteps = 200
sc.totalSteps = 360

willSet 默认参数叫 newValue，didSet 默认叫 oldValue。即使新值和当前值相同，观察器也会触发。

1-5 观察器的典型用途

观察器适合做约束与联动。比如把输入限制在阈值内，或同步更新别的状态。配合类型属性还能做全局统计，如记录所有实例达到过的最高值。一个常见坑是：在 didSet 里给属性赋新值，不会再次触发观察器，所以不会陷入无限循环——这点可以放心利用。

1-6 计算属性与观察器怎么选

简单记：想要”值由别的数据推导”，用计算属性；想要”值被改时做点额外动作”，用属性观察器。两者职责不同，也可以组合——用计算属性暴露派生信息，用观察器在某个源属性变化时维护别的状态。理解这条界线，结构体就能既灵活又可控。

1-7 计算属性的性能考量

计算属性每次访问都重算。如果计算很贵（比如遍历一个大集合），频繁读它会拖慢程序。这时可考虑把结果缓存起来，或改用存储属性。反过来，如果值容易变、且来源可靠，计算属性省去了手动同步的麻烦。

取舍原则：算得便宜就计算，算得贵就存储（或加缓存）。例如”体积”由三维相乘，计算极便宜，用计算属性正合适；但若是”遍历整棵树统计节点数”，就该考虑缓存结果而非每次现算。

1-8 观察器与计算属性共存

一个结构体里可以同时有存储属性（带观察器）和计算属性（带 get/set）。它们职责互补：观察器盯着”源属性”的变化做联动，计算属性基于源属性向外暴露派生信息。只要理清”谁是源、谁是派生”，两者配合能把数据逻辑写得既清晰又自动。

常见组合是：用一个存储属性当”真相源”，配 willSet/didSet 维护约束；再用若干计算属性暴露各种角度的派生值。这样源只有一份，派生永远最新，改动也集中在一处，利于维护。

1-9 只读计算属性的妙用

只读计算属性特别适合”对外暴露但不可改”的信息。比如一个”圆”结构体，存半径，暴露”面积""周长”为只读计算属性。调用方随时能拿到最新值，却没法乱设面积（面积该由半径决定）。这种”只给看、不给改”的控制，是封装的精髓。

和存储属性相比，计算属性让”派生信息”始终正确；和观察器相比，它不依赖赋值事件，而是每次访问都现算。三种属性机制各司其职，组合使用最妥当。

1-10 练习：分辨属性种类

给你一个结构体，试着判断每个属性该是什么类型：尺寸、面积、创建时间、修改次数。尺寸该是存储属性（源数据）；面积该是只读计算属性（由尺寸算）；创建时间可以是存储属性带默认值；修改次数可在 willSet/didSet 里统计。多做这种”归类练习”，属性的三种形态就刻进直觉了。

记住总原则：源数据用存储，派生值用计算，需要在赋值前后做事用观察器。三者职责清晰，结构体就既好用又好维护。

1-11 观察器触发的小细节

有一点值得记住：属性观察器在”赋值时”触发，哪怕新值和旧值相同也会触发。这点和某些语言的”变化才通知”不同。如果你的逻辑依赖”确实变了才做事”，需要在 didSet 里自己比对 oldValue（本章前面的 StepCounter 就是这么做的）。知道这个细节，能避免”为什么值没变却执行了”的困惑。

1-12 小结

计算属性不存值，用 getter 现算、setter 反推，只读版可省 get。属性观察器 willSet/didSet 在赋值前后触发，适合约束与联动，但只用于存储属性。两者让结构体的数据既灵活又可控。下章我们用下标给类型加上”方括号取值”的能力。