4-4e 關於 “Computed property”

以下兩種變數宣告有何差別？

var 奈秒 = 100 + 1
var 奈秒二: Int {
    return 100 + 1
}

雖然兩者都是經過「運算」來設定變數值，但第一種用等號的稱為 “stored property” （儲存變數或儲存屬性），第二種用 { } 稱為 “computed property” （計算變數或計算屬性），要了解兩者的差別，必須先懂一點程式語言的基礎理論。

當我們在 Swift Playgrounds 按下「執行我的程式碼」，程式是如何執行的呢？其實可細分為三個階段：

第一階段稱為「編譯」(Compile)，這個階段會檢查語法，並將原始程式碼轉驛成CPU指令
第二階段為「連結載入」(Link & Load)，會將編譯過的程式放入記憶體準備執行
第三個階段才正式「執行」(Run)

一般較常用的 “stored property”，在第二階段就會確定記憶體位置，也就是在執行階段之前就先配置好記憶體儲存空間；而 “computed property” 則是在第三階段，也就是執行階段(run-time)，才會臨時配置記憶體以暫存計算結果。

這兩者有點像某些演唱會，預售階段買票的人，可以事先劃座位，開演前就能知道自己位置，就像 “stored property”；臨時買票進場的人，沒有固定座位（自由座），”computed property”就是如此，沒有固定的記憶體位置。

為什麼 extension 擴充物件時，擴增屬性只能用 “computed property” 來設定呢？這是因為執行到 extension 之前，可能就已有該物件的實例存在，當 extension 擴增屬性之後，那些已存在的物件實例如何增加新的屬性呢？當然不可能回頭預留座位（記憶體空間），所以只能在執行階段動態配置了。

想知道自己對於 “Computed property” 與 “Stored property” 是否已了解，可以測試以下小程式，猜猜看這兩段程式碼的輸出是否一樣？

// 4-4e Computed property
// Tested by Heman, 2022/04/16
import Foundation

var 奈秒 = Calendar.current.component(.nanosecond, from: Date())
print(奈秒, 奈秒, 奈秒)

var 奈秒二: Int {
    Calendar.current.component(.nanosecond, from: Date())
}
print(奈秒二, 奈秒二, 奈秒二)

這個測試的輸出有點令人意外。第一段用 stored property 宣告的「奈秒」，輸出結果是3個同樣的數值，很正常，但是第二段用 computed property 宣告的「奈秒二」，輸出結果不僅跟「奈秒」值不同，而且3個數值竟然彼此也不一樣，為什麼會這樣？

var 奈秒 = Calendar.current.component(.nanosecond, from: Date())
print(奈秒, 奈秒, 奈秒)
// 輸出結果：493368983 493368983 493368983

var 奈秒二: Int {
    Calendar.current.component(.nanosecond, from: Date())
}
print(奈秒二, 奈秒二, 奈秒二)
// 輸出結果：496469974 496510982 496538043

用 stored property 宣告的變數「奈秒」，等號之後的運算只會計算一次，計算結果儲存在「奈秒」所在的記憶體位置上，之後引用「奈秒」時，就從記憶體位置上取值，所以總是取得同樣的值。