嗯, 这是一篇脑洞文
optional
Swift 作为强类型语言, 为了解决类型安全问题, 引入了可选值的概念, 用以表示有值或者为空的状态. 在实现上来看, 可选值是对对象(或结构)的封装, 提供两个枚举 .none 以及 .some(), 前者同 Objective-C 中的 nil, 但与 OC 不同的是, Swift 中的 nil 不仅仅可以表示对象, 还可以表示结构体和其它值类型.
var object: MyObject?
// 源码实现
@_fixed_layout
public enum Optional<Wrapped> : ExpressibleByNilLiteral {
case none
case some(Wrapped)
}
引入可选值的另一个好处是, 在调用函数传参以及获得返回值的时候避免了含糊不清的传值. 这也导致了开发者在使用可选值对象时, 往往需要写很多 if 语句检查对象是否可用, 虽然保证了安全, 但也让代码变得相对臃肿. 为了解决这个问题, Swift 引入了 可选绑定(optional binding).
奇怪的if let
我们使用可选绑定来测试一个可选值是否为空, 倘若不为空则条件为真, 并将该值赋给一个临时的变量或者常量, 用以安全的使用可选值.
let object: MyObject? = MyObject()
if let tmpObject = object {
<#statements#>
}
此外, 在 while 语句中一样可以使用可选绑定来判断可选值的状态.
在初次接触到 if let 这个奇怪的语法糖的时候, 开发者或许会感到很迷惑, 为什么它会是这个样子? Swift 中要求 if 语句后面的表达式一定为 Bool 值, 难道 let tmpObject = object 有 Bool 类型的返回值么?
if (let tempObject = object) { }
// Error, '()' is not convertible to 'Bool'
看起来 if let 跟普通的 if 表达式并不是这种关系ㄟ( ▔, ▔ )ㄏ
为了探究 if let 这个语法糖究竟是怎么工作的, 还得从 Swift 中的 模式匹配(Pattern Matching) 讲起.
switch
不同于 C 语言中弱鸡的 switch 表达式, Swift 中提供了非常强大的模式匹配功能. switch 不仅可以匹配基本数据类型, 常量, 还支持用户自定义类型, 以及可选值, 范围的匹配, 此外, 还支持转换到特定类型, 绑定成临时常量或变量.
// 可选值匹配
var stream: DataStream? = nil
switch stream {
case nil:
print("No data stream is configured.")
case let x?:
print("The data stream has \(x.availableBytes) bytes available.")
}
// Prints "No data stream is configured."
// 判等
let weekday = 3
let lunch: String
switch weekday {
case 3:
lunch = "Taco Tuesday!"
default:
lunch = "Pizza again."
}
// lunch == "Taco Tuesday!"
// 范围匹配
let chosenNumber = 3
switch chosenNumber {
case 0..<10:
print("\(chosenNumber) is a single digit.")
case Int.min..<0:
print("\(chosenNumber) is negative.")
default:
print("\(chosenNumber) is positive.")
}
// Prints "3 is a single digit."
那么 Swift 是怎么做到的呢? 参考Match Me if you can: Swift Pattern Matching in Detail. Swift 本身对 switch 语句做了扩展, 提供了多种模式:
- 通配符模式: 允许使用 _ 来表示不需要关心的值
- 标志模式: 用来匹配一个确定的值
- 值绑定模式: 使用 let 或 var 将特定的值绑定给临时对象
switch (4, 5) {
case let (x, y): print("\(x) \(y)")
}
- 元组模式: 可以以元组是元素的粒度来匹配元组
let age = 23
let job: String? = "Operator"
let payload: AnyObject = NSDictionary()
switch (age, job, payload) {
case (let age, _?, _ as NSDictionary):
print(age)
default: ()
}
- 枚举模式: 同元组模式类似, 可以以枚举中绑定元素的粒度匹配枚举
- 类型转换模式: 使用 is 或 as 来匹配类型
- 表达模式: 开发者可以重载 ~= 操作符, 来实现自己的模式匹配
~=
swift 为 switch 语句提供了一个扩展的缺口, 开发者可以通过重载 ~= 操作符来实现自己的模式匹配. 重载的函数类似于这种形式 func ~=(pattern: ???, value: ???) -> Bool, switch 待匹配的内容作为第二个参数, case 内容作为第一个参数.
在开源出的 stdlib/Core 中, 搜索 ~=, 可以看到有三个地方对该操作符定义了实现, 分别在 Optional.swift, Policy.swift 以及 Range.swift 中.
Optional.swift
public func ~= <T>(lhs: _OptionalNilComparisonType, rhs: T?) -> Bool {
switch rhs {
case .some(_):
return false
case .none:
return true
}
}
该重载接收一个可选值以及一个 _OptionalNilComparisonType 类型的对象, _OptionalNilComparisonType 可以理解为用字面量 nil 表示的一个对象, 没有实际用处.
该重载用于判断 T? 是否为 nil, 内部使用了上面介绍的枚举模式来做进一步的判定. 由于这个重载的存在, 开发者可以这样判断待匹配内容是否为 nil.
let object: MyObject? = nil
switch object {
case let ob?:
print("object is MyObject type")
default:
print("object has nothing")
}
// case let ob?: 此处写法是为了接下来的分析, 实际代码中可以使用 case _?:
重点来了, switch object { case let ob?: ...} 这种形式完全等同于 if case let ob? = object, 对比 if let 的语法 if let ob = object, 我有了一个大胆的想法:sunglasses:
so?
if let 是不是就是由 if case let _? 的形式变种而来的?
if let _ = object {}
// VS
if case _? = object {}
if let ob = object {}
// VS
if case let ob? = object {}
guard let ob = object else { return }
// VS
guard case let ob? = object else { return }
guard let _ = object else { return }
// VS
guard case _? = object else { return }
可以看到二者在使用场景上完全匹配, 在语法上差别也不大. 不过遗憾的是并没有找到任何相关文献佐证这个猜测ㄟ( ▔, ▔ )ㄏ
哔哔一通又回到了原点, 本文其实也是笔者在讨论 swift 中奇怪的语法后难以求解后展开的脑洞, 希望能对读者对 swift 的理解有一些帮助.
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