面试题: 类方法声明时 class 和 static 的区别

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前言

在 Swift 中，最常用的类型包括类（Class）、结构体（Struct）和枚举（Enum）。在声明类方法时，既可以用 static 又可以用 class。在本篇文章中，我们将深入讨论 class 和 static 的区别，并通过实例代码来揭示他们的特性和使用方法。

class 和 static 在类中的使用

首先，让我们了解一下 class 和 static 这两个关键字。

class 关键字用于定义类方法，这些方法只能由类本身调用，不能被类的实例调用 。class 定义的类方法可以被子类覆盖。

而 static 关键字用于定义静态方法，同样，这些方法只能由类本身调用，不能被类的实例调用 。static 定义的静态方法不能被子类覆盖。

下面，我们通过一些代码示例来看看这两个关键字在实际使用中的区别。

class MyClass {
    class func classMethod() {
        print("classMethod in MyClass")
    }
    
    static func staticMethod() {
        print("staticMethod in MyClass")
    }
}

class MySubClass: MyClass {
    override class func classMethod() {
        print("classMethod in MySubClass")
    }
    
    // 这里会报错，因为静态方法不能被覆盖
    // override static func staticMethod() { }
}

在上面的代码中，MyClass 定义了两个方法：classMethod 和 staticMethod。classMethod 使用 class 关键字定义，staticMethod 使用 static 关键字定义。然后，我们创建了一个 MyClass 的子类 MySubClass，在这个子类中，我们试图覆盖这两个方法。

结果发现，classMethod 可以被 MySubClass 成功覆盖，而 staticMethod 无法被覆盖，因为 static 定义的方法不能被子类覆盖。

下面，我们来看看这两个方法如何被调用。

MyClass.classMethod() // 输出 "classMethod in MyClass"
MyClass.staticMethod() // 输出 "staticMethod in MyClass"

MySubClass.classMethod() // 输出 "classMethod in MySubClass"
MySubClass.staticMethod() // 输出 "staticMethod in MyClass"

可以看到，classMethod 和 staticMethod 都可以通过类名来调用。因为 MySubClass 覆盖了 classMethod，所以 MySubClass.classMethod() 调用的是 MySubClass 中的 classMethod。而 MySubClass.staticMethod() 调用的仍然是 MyClass 中的 staticMethod，因为 staticMethod 不能被覆盖。

在结构体和枚举中的使用

在 Objective-C 中，只能为类定义类型方法。在 Swift 中，您可以为所有类、结构和枚举定义类型方法。

不同的是，在结构体（struct）和枚举（enum）这两种类型中，class 关键字是无法使用的，只能使用 static 关键字来定义类型方法。

当 static 关键字用于 struct 或 enum 中时，它的作用与在 class 中一样，定义的方法是属于类型本身的，可以直接通过类型名来调用，而无需创建该类型的实例 。其实，struct 和 enum 本质上都是值类型，它们的方法默认就是不能被子类或者子类型覆盖的（不能继承），所以这里 static 关键字只有一个作用，就是定义类型方法。

struct MyStruct {
    static func staticMethod() {
        print("staticMethod in MyStruct")
    }
}

enum MyEnum {
    static func staticMethod() {
        print("staticMethod in MyEnum")
    }
}

MyStruct.staticMethod() // 输出 "staticMethod in MyStruct"
MyEnum.staticMethod() // 输出 "staticMethod in MyEnum"

在上面的代码中，我们定义了一个结构体 MyStruct 和一个枚举 MyEnum，并在这两个类型中都定义了一个静态方法 staticMethod。然后，我们可以通过类型名来调用这些静态方法。

为什么这么设计

class 和 static 在 Swift 中的设计，主要是为了提供两种不同的类方法。从设计角度来看，这两种关键字的区别主要在于它们的继承行为，即 class 定义的方法可以被子类覆盖，而 static 定义的方法不能被子类覆盖。这样的设计可以提供更大的灵活性，让开发者能够根据需要选择合适的方法类型。

从原理和底层实现来看，class 和 static 的区别主要体现在它们的方法调用机制上。class 定义的类方法是通过动态派发的方式来调用的，也就是说，当你调用一个类方法时，Swift 会在运行时查找并调用正确的方法。而 static 定义的静态方法是通过静态派发的方式来调用的，也就是说，当你调用一个静态方法时，Swift 会在编译时就确定这个方法的调用。

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