一个下午让你掌握Swift基础 ( 7/9 ) 函数

作者: 张嘉夫 | 来源:发表于2016-07-14 00:38 被阅读1454次

简介

这是一个Swift语言教程，基于最新的iOS 9，Xcode 7.3和Swift 2.2，会为你介绍Swift编程非常基础的内容。从电脑如何工作的全程基本原理到语言结构，你会足够了解这门语言，来处理数据和管理代码的行为。

快速链接

函数

函数（Functions）是很多编程语言的核心。简单地说，一个函数让你定义一个代码块来完成指定的任务。然后，无论何时 app 需要执行这个任务，都可以运行这个函数，而不是到处复制和粘贴同样的代码。

这篇文章里，你会学习到如何写自己的函数，以及亲眼目睹 Swift 如何让他们轻松使用。

函数基础

假设你有一个 app 经常需要打印名字。你可以写一个函数来实现：

func printMyName() {
    print("我的名字是张嘉夫。")
}

上面的代码被称作函数声明（function declaration）。你用 func 关键字来定义一个函数。接着是函数的名字，跟着括号。你会在下个部分学习更多有关这些括号的必要性。

括号之后跟着一个开的花括号，后面是你想在函数里运行的代码，跟着一个关闭的花括号。函数定义好之后，你可以这样使用它：

printMyName()

这输出如下内容：

我的名字是张嘉夫。

如果你怀疑你在之前的文章里已经使用了一个函数，那就对啦！print, 在控制台里输出你给它的文本，事实上就是一个函数。

这很好地引向了下个部分，你会在那里学习如何传递数据给一个函数，以及获得返回的数据。

函数参数

在之前的例子里，函数简单地输出了一条消息。这很棒，但有的时候你希望参数化（parameterize）你的函数，这可以让函数进行不同的操作，依据通过它的参数（parameters）传递进来的数据。

举个例子，看下面的函数：

func printMultipleOfFive(multiplier: Int) {
    print("\(multiplier) * 5 = \(multiplier * 5)")
}
printMultipleOfFive(10)

这里，你能看到一个参数的定义，在函数名后面的括号里。它叫做 multiplier，是 Int 类型的。在所有函数里，括含包含被称作参数列表（parameter list）的东西。

函数会输出给的任意值的5倍。这个例子里，你可以带有 10 的值来调用函数，所以函数如下输出：

10 * 5 = 50

你可以更进一步，让函数更通用。带有两个参数，函数可以输出任意两个值的乘积。你可以这样做：

func printMultipleOf(multiplier: Int, andValue: Int) {
    print("\(multiplier) * \(andValue) = \(multiplier * andValue)")
}
printMultipleOf(4, andValue: 2)

现在函数名字后面的括号里有两个参数了：一个叫做 multiplier 并且另一个叫做 andValue。两个都是 Int 类型。

这次，你调用函数的时候传递了两个值。注意第二个参数之前有一个标签。这个语法是 Swift 的方式，让你写的代码读起来就像一个句子。上面的例子里，你会像这样读最后一行代码：

Print multiple of 4 and value 2

你可以让它阅读起来更清晰，通过给一个参数不同的外置（external）名字。
例如，你可以像这样改变 andValue 参数的外置名字：

func printMultipleOf(multiplier: Int, and andValue: Int) {
    print("\(multiplier) * \(andValue) = \(multiplier * andValue)")
}
printMultipleOf(4, and: 2)

你分配了一个不同的外置名字，通过把它写在参数名前面。
这个例子里，andValue 仍然是参数的名字，但调用函数的标签现在简写为 and 了。你可以这样读新的调用：

Print multiple of 4 and 2

如果你根本不想要任何外置名字，那可以用下划线 _，就像你在前面的文章里见到的：

func printMultipleOf(multiplier: Int, _ andValue: Int) {
    print("\(multiplier) * \(andValue) = \(multiplier * andValue)")
}
printMultipleOf(4, 2)

这个例子里，第二个参数没有外置名字，就像第一个参数。但要明智的使用下划线。这里，你的表达仍然可以理解，但带有很多参数的更复杂的函数会变得费解、笨重，如果它没有外置名字的话。想象一下一个带有5个参数的函数！

你也可以给参数默认值：

func printMultipleOf(multiplier: Int, and andValue: Int = 1) {
    print("\(multiplier) * \(andValue) = \(multiplier * andValue)")
}
printMultipleOf(4)

区别是第二个参数后面的 =1，意味着如果第二个参数没有给值，默认就是1。

因此，代码如下输出：

4 * 1 = 4

如果你预料大部分时间一个参数都是一个值，那有一个默认值会是很有用的，并且它会简化你调用函数的代码。

返回值

你到目前为止看到的所有函数都执行一个简单的任务，其实也就是，输出一些东西。函数也能返回一个值。函数的调用者可以把返回值（return value）赋值给一个变量或常量。

这意味着你可以用一个函数来处理数据。通过参数来带进数据，操作它然后返回它。这是定义一个返回值的函数的方法：

func multiply(number: Int, by byValue: Int) -> Int {
    return number * byValue
}
let result = multiply(4, by: 2)

要声明一个返回值的函数，在一对括号和打开的花括号中间，添加一个 -> 紧跟着返回值的类型。这个例子里，函数返回一个 Int。

函数里面，使用 return 关键词来返回值。这个例子里，你返回了两个参数的乘积。

通过使用元祖也可以返回多个值：

func multiplyAndDivide(number: Int, by byValue: Int) -> (multiply: Int,
    divide: Int) {
        return (number * byValue, number / byValue)
}
let result = multiplyAndDivide(4, by: 2)
let multiply = result.multiply
let divide = result.divide

这个函数返回了两个参数的乘积和商。我们定义了函数返回一个元祖，这个元祖包含两个 Int 值，并且带有合适的成员值名称，实现了这个结果。

通过元祖返回多个值的能力让使用 Swift 变得很快乐。并且它被证明是一个非常有用的特色，你马上就会看到。

高级参数管理

传递给函数的参数默认是常量，意味着他们不能被修改。举例说明，看如下代码：

func incrementAndPrint(value: Int) {
    value += 1
    print(value)
}

这会导致一个错误：

 Left side of mutating operator isn't mutable: 'value' is a 'let' constant（修改操作符左侧没法被修改：'value‘ 是一个 'let' 常量）

参数 value 等同于一个用 let 声明的常量。因此，当函数尝试递增它的时候，编译器抛出了一个错误。

要知道 Swift 在值传递给函数之前拷贝了它，一个行为叫做 pass-by-value。

**注意：**Pass-by-value 和做拷贝是目前为止你在本教程中看到的所有类型的标准行为。你会在后面的教程看到另一种方式，把东西传递到函数中，“类”。

通常情况下你想要这个行为。理想情况下，一个函数不会修改它的参数。如果它这么做了，然后你就不能确定参数的值，代码里可能会出现错误的假设，导致了错误的数据。

有时候你的确希望让一个函数直接改变一个参数，一个行为叫做 pass-by-reference。像这样做：

func incrementAndPrintInOut(inout value: Int) {
    value += 1
    print(value)
}

参数名前的 inout 关键字表示这个参数应该使用 pass-by-reference。

现在你需要给函数调用做一个轻微调整：

var value = 5
incrementAndPrintInOut(&value)
print(value)

你在参数前加了个 & 符号，帮助你记住这个参数用的是 pass-by-reference。现在函数可以随心所欲改变值。

这个例子会如下输出：

6
6

函数成功递增了 value，在函数结束后还保留了被修改的数据。这就像参数进入（in）了函数，然后又出来了（out），因此是关键词 inout。

标准库的例子

Swift 标准库包含很多准备好的函数供你使用。

你在读本教程的时候已经看见有一个被使用了：print。它携带一个单独的字符串参数，把它输出到控制台。

有一些数学函数值得记忆因为他们经常在手边使用：

第一个就是 max，带有两个值，返回最大值：

let result = max(10, 20)

这个例子里，result 等于 20。

相似的，min 带有两个值，返回最小值：

let result = min(10, 20)

这里，result 等于 10。

最后，abs 带有一个单独的值然后返回绝对值。例如，-10 的绝对值是 10，10 的绝对值是 10。这是 Swift 函数：

let result = abs(-10)

这次，result 等于 10。

当你继续使用 Swift 的时候，你会遇到标准库里的许多其它函数。你不会记住所有的，但重要的是知道存在有很多预定义的函数。如果你觉得可能有一个是为你要做的事准备的，就搜索它。如果 Apple 已经写了一个被完全测试过的函数，那就没必要再重复劳动了！

迷你练习

写一个叫 printFullName 函数，带有两个字符串，叫做 firstName 和 lastName。函数应该输出全名，定义为 firstName + " " + lastName。用它来输出你自己的全名。
改变 printFullName 的声明，让它的第二个参数 lastName 没有外置名字。
写一个叫做 calculateFullName 的函数，把全名用字符串（string）返回。用它把你自己的名字保存为一个常量。
改变 calculateFullName 返回一个元祖，包含全名和名字的长度。你可以用下面的语法来获得一个字符串的长度：string.characters.count。用这个函数来确定你自己全名的长度。

函数作为变量

这可能会让人吃惊，但 Swift 里的函数只是简单的另一种数据类型而已。你可以给它们赋值变量和常量，就像你可以对任意其它值的类型一样，比如 Int 或 String。

要知道怎么用，看下面的函数：

func add(a: Int, _ b: Int) -> Int {
    return a + b
}

它带有两个参数，返回他们的和。

你可以把这个函数赋值给一个变量，像这样：

var function: (Int, Int) -> Int = add

这里，变量名是 function 并且它的类型是（Int, Int） -> Int。你把 add 函数赋值给这个变量。

然而类型定义很重要。你用函数定义里同样的方式来定义变量，写参数列表和返回类型。这里 function 变量是一个函数类型，带有两个 Int 参数并且返回一个 Int。

现在你可以用 function 变量，和使用 add 同样的方式，像这样：

let result = function(4, 2)

这个例子里，result 等于 6。

现在看看下面的代码：

func subtract(a: Int, _ b: Int) -> Int {
    return a - b
}

现在，你定义了另一个函数，带有两个 Int 参数并且返回一个 Int。你可以设置之前的 function 变量为你的新 subtract 函数，因为 subtract 的参数列表和返回类型和 function 变量的类型是匹配的。

function = subtract
let result = function(4, 2)

这次，result 等于 2。

“可以把函数赋值给变量”会经常在手边用，是因为它意味着你可以传递函数给其他函数。这是它的实际例子：

func printResult(function: (Int, Int) -> Int, _ a: Int, _ b: Int) {
    let result = function(a, b)
    print(result)
}
printResult(add, 4, 2)

printResult 带有三个参数：

function 是一个函数类型，带有两个 Int 参数并且返回一个 Int，像这样声明：(Int, Int) -> Int。
a 没有外置名字，并且类型是 Int。
b 没有外置名字，并且类型是 Int。
printResult 调用了传入的函数，传给它两个 Int 参数。
然后它输出结果到控制台：

6

能够传递函数给其它函数是非常实用的，可以帮助你写可复用代码。你不止可以传递数据来操作，函数作为参数传递让你把代码如何执行变得更灵活。

关键点

使用函数（function）来定义一个任务，想执行多少次都可以，不需要多次写代码。
函数可以带有零或更多参数（parameters），并且可以选择性返回一个值。
函数的第一个参数在函数调用里没有标签（label）。所有随后的参数用他们的名字作为标签。
你可以添加一个外置名字（external name）给一个函数参数，来改变函数调用里使用的标签，或者你可以用一个下划线来表示没有标签。
你可以赋值函数给变量，然后传递他们给其它函数。

接下来去哪儿？

函数是组合小的代码块到大的单元的第一步。你会继续这个主题，在下面的文章里学习集合类型（collection types）和结构体（structures）。
在下一篇文章你会学习闭包（closures），和函数相关但更轻量、在“百忙中”也可以轻松声明。继续之前，看看前面的挑战，因为你在理解闭包之前需要理解函数！

挑战

挑战 A：黄金时段

当我在熟悉一门编程语言的时候，我做的第一件事就是写一个函数来确定一个数字是不是素数。这是你的第一个挑战：
首先，写下面的函数：

func isNumberDivisible(number: Int, by byNumber: Int) -> Bool

你会用它来判断一个数字能否被另一个除尽。当 number 可以被 byNumber 除尽的时候应该返回 true。

提示：你可以使用模除（%）操作符来判断一个数字是不是可以被另一个数字除尽：x % y = 0 的时候 x 可以被 y 除尽。
接下来，写主函数：

func isPrime(number: Int) -> Bool

如果一个数字是素数（prime）应该返回 true，否则是 false。一个数字如果只能被 1 和自己除尽，那它就是素数。你应该循环数字，从 1 到这个数字，寻找它的除数。如果它有任何不适 1 和它自己的除数，那这个数字就不是素数。你会需要使用你之前写的 isNumberDivisible(_:by:) 函数。

使用这个函数来判断下面的情况：

isPrime(6) // false
isPrime(13) // true
isPrime(8893) // true

提示 1：小于 0 的数字应该被认为不适素数。函数开始的时候检查这个情况，如果数字小于 0 就早点返回。
提示 2：使用循环来寻找除数。如果从 2 开始到数字自己之前结束，那当你找到一个除数的时候，就可以返回 false。
提示 3：如果你真的想聪明一点，循环可以只从 2 到 number 的平方根，而不是一路直到 number 自己。把它留作一个给你的练习，搞明白这是为什么。想想数字 16，平方根是 4，会很有帮助。16 的除数是 1，2，4，8 和 16。

挑战 B：递归函数

这个挑战里，我们要看看如果一个函数调用自己会发生什么，一个叫做递归（recursion）的行为。这听起来可能不太寻常，但它可以非常实用。
我们要写一个函数，计算斐波那契数列（Fibonacci sequence）中的一个值。这个数列中的任意值是前两个值的和。数列定义前两个值等于 1。也就是，fibonacci(1) =1 以及 fibonacci(2) = 1。
使用下面的声明写这个函数：

func fibonacci(number: Int) -> Int

然后，验证你写的函数是否正确，通过用下面的数字执行它：

fibonacci(1)  // = 1
fibonacci(2)  // = 1
fibonacci(3)  // = 2
fibonacci(4)  // = 3
fibonacci(5)  // = 5
fibonacci(10) // = 55

提示 1：对于小于 0 的 number 值，应该返回 0。
提示 2：要开始数列，强行让 number 等于 1 或 2 的时候返回值 1。
提示 3：对于任何其他值，你需要返回用 number - 1 和 number - 2 来调用 fibonacci 的和。

挑战源代码

https://yunpan.cn/cBWff6BiWqPbm （提取码：f63a）

介绍

欢迎来到Swift世界！Swift是一门苹果在2014年夏天发布的编程语言。从那之后，Swift发布了一个主要的版本跳跃，成为了开始在苹果平台：iOS，OS X，watchOS和tvOS开发的最简单的方式。

谁适合这篇教程

这篇教程适合懂一点编程、并且希望学习Swift的人。也许你已经为网站写过一些JavaScript代码，或者用Python写过一些简短的程序。这篇教程就是为你准备的！你会学习到编程的基本概念，同时也会成为Swift语言小能手。

如果你是赤裸裸的编程新手，这篇教程也是为你准备的！教程里贯穿有简短的锻炼和挑战来给你一些编程练习，同时测试你的知识。

需要准备什么

要看这篇教程，你需要准备如下的东西：

一台运行OS X El Captian（10.11）的Mac，带有最新发布的更新并且安装了安全补丁。这样你才能够安装需要的开发工具：最新版本的Xcode。
Xcode 7.3 或更新的版本。Xcode是用Swift写代码的主要开发工具。最小也需要Xcode 7.3版本，因为那个版本包含Swift 2.2。你可以免费从Mac App Store下载Xcode的最新版本，这里：http://apple.co/1FLn51R。

如果你还没有安装Xcode最新版本，在继续看下面的教程前要确定安装。

如何使用这篇教程

每篇教程都会介绍触手可及的话题理论，伴随大量Swift代码来示范在学习的实际的应用程序。

教程里的所有代码都是平台中立的；这意味着不是为iOS、OS X或任何其它平台而特定。代码在playgrounds里运行，你在本篇中已经学习了。

在剩下的教程里，你可以把代码在自己的playground里输入进去。这样你就可以和代码“玩耍”（play around），做一些改变立即就能看见代码运行的结果。

剩下的教程里会贯穿实际小练习，都是简短的练习，关于触手可及的主题。每篇的末尾也有挑战，会有编程问题也会有长一点的代码练习来测试你的知识。做完就能掌握大部分的Swift基础知识。

教程更新

教程会随Swift语言的更新而更新，会发布在我的简书和知乎专栏上，搜索“张嘉夫”即可关注我。

第1篇，编程本质 & Playground基础 - 这就是，到编程世界的入门介绍！你会从电脑和编程的预览开始，然后剩余时间给Swift playground打个招呼。
第2篇，变量 & 常量 - 你会学习到变量和常量，这是用来存储数据的“地方”。你也会学习数据类型以及Swift如何追踪数据类型并在代码中进行传输。
第3篇，数字类型 & 操作 - 你会从基础的数字类型比如整形和浮点型数字开始，当然也包括布尔类型。也会看到一些在实际操作，从比较到算数操作如加减。
第4篇，字符串 - 用字符串来存储文字-从按钮里的文字到图片的标注到这篇教程全部的文字，存储这所有的一切！你会学习到string和character类型，以及基于这些类型的一些常见操作。

在脑海中有基础数据类型后，就该用那些数据做一些事情了：

第5篇，做判断 - 代码不总是直接从头运行到尾。你会学习在代码里如何做判决并且设定情况来运行某段代码。
第6篇，重复步骤 - 继续不要让代码直线运行的主题，你会学习到如何使用循环来重复某些步骤。
第7篇，函数 - 函数是Swift中用来构建代码的基础建筑。你会学习到如何定义函数来分组代码到可复用单元中。
第8篇，闭包（Closures） - 闭包和函数很接近。你会学习到如何使用它们来轻松传递代码块。

最后一篇会回到数据：

第9节，可选值 - 这篇讲可选值，Swift中的一种特殊类型，表示既有可能是一个真实的值也有可能没有值。这篇的最后你会知道为什么要用可选值以及如何安全地使用它们。

一个下午让你掌握Swift基础 ( 7/9 ) 函数

简介

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函数

函数基础

函数参数

返回值

高级参数管理

标准库的例子

迷你练习

函数作为变量

关键点

接下来去哪儿？

挑战

挑战 A：黄金时段

挑战 B：递归函数

挑战源代码

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