Swift 简介（二）

简单的值

let 表示一个常数；var表示一个变量；常数的值不需要在编译时知道，但是必须为它赋值一次。这意味着我们可以使用常量来命名这种let修饰的值。

var myVariable = 42
myVariable = 50
let myConstant = 42

常量或变量的类型，必须与赋值给它的类型相同。但是，我们不用每次都显式的编写其类型。在创建常量或变量时，提供一个值可以让编译器推断其类型就行。从上面的示例中，编译器就会推断出myVariable的类型为整数，因为其初始值为整数。

如果初始值不足以提供类型信息，需要通过在变量后，加上冒号来将它写入来指定类型。

let implicitInteger = 70
let implicitDouble = 70.0
let explicitDouble: Double = 70

值永远不会隐式转换为另一种类型。如果需要将值转换为其他类型，需要显式创建所需类型的实例。

let label = "The width is "
let width = 94
let widthLabel = label + String(width)
//删除最后一行的string类型转换，会报错：+操作符不能连接string和int类型

有一种更简单的方法来把值包含在字符串中：在括号中写值，并在括号\前写反斜杠()。例如：

let apples = 3
let oranges = 5
let appleSummary = "I have \(apples) apples."
let fruitSummary = "I have \(apples + oranges) pieces of fruit."

对于占用多行的字符串，请使用三个双引号（"""）。只要每个引用行的缩进都与右引号的缩进匹配，那每个引号开头的缩进就会被删除。比如：

let quotation = """
I said "I have \(apples) apples."
And then I said "I have \(apples + oranges) pieces of fruit."
"""

使用方括号[]创建数组和字典，通过在方括号中写入索引或键来访问它们的元素。最后一个元素后，允许使用逗号。
数组长度随着添加元素而自动增长。

var shoppingList = ["catfish", "water", "tulips"]
shoppingList[1] = "bottle of water"

var occupations = [
    "Malcolm": "Captain",
    "Kaylee": "Mechanic",
]
occupations["Jayne"] = "Public Relations"
shoppingList.append("blue paint")
print(shoppingList)

要创建一个空数组或则字典，可以使用初始化方法：

let emptyArray = [String]()
let emptyDictionary = [String: Float]()

如果可以推断类型信息，就可以将空数组写成[]，将空字典写为[:]。比如，我们为变量设置新值或者传一个参数给函数时：

shoppingList = []
occupations = [:]

控制流

使用if和switch控制条件，使用for-in、while、repeat-while进行循环。条件或循环变量的括号时可选的。但循环体的花括号时必须保留的。

let individualScores = [75, 43, 103, 87, 12]
var teamScore = 0
for score in individualScores {
    if score > 50 {
        teamScore += 3
    } else {
        teamScore += 1
    }
}
print(teamScore)
// Prints "11"

一条if语句中，条件必须是一个布尔表达式，这就意味着，像 if score { ... } 这样的代码就是错误的，因为它不能是和0的隐式比较。
我们可以把 if 和let 一起使用来处理可能缺少的值。这些值被表示为可选值。可选值包含一个值或者用nil来表示值丢失了。在值类型后面加一个？表示这个值是可选值。

var optionalString: String? = "Hello"
print(optionalString == nil)
// Prints "false"

var optionalName: String? = "John Appleseed"
var greeting = "Hello!"
if let name = optionalName {
    greeting = "Hello, \(name)"
}

如果可选值为nil，那么条件就是false。否则，可选值会被解包并分配给let后的常量。
处理可选值的另一种方法是使用？？提供默认值。如果缺少可选值，就使用默认值。

let nickname: String? = nil
let fullName: String = "John Appleseed"
let informalGreeting = "Hi \(nickname ?? fullName)"

Switch 支持任何类型的数据和各种比较操作。它们不限于整型和相等测试。

let vegetable = "red pepper"
switch vegetable {
case "celery":
    print("Add some raisins and make ants on a log.")
case "cucumber", "watercress":
    print("That would make a good tea sandwich.")
case let x where x.hasSuffix("pepper"):
    print("Is it a spicy \(x)?")
default:
    print("Everything tastes good in soup.")
}
// Prints "Is it a spicy red pepper?"

注意：
删除默认情况default，会提示，switch要覆盖所有情况；

注意 let 如何被用在这种模式中来分配常量值。
在匹配的switch的case中，执行代码后，程序就会从switch语句中退出。不会执行下一个case。因此不需要在每个case的最后明确添加break。

我们可以使用for-in，来通过为每个键值对提供一对名称来遍历字典中的item。字典是无序集合，所以它的键值对可以以任意顺序遍历。

let interestingNumbers = [
    "Prime": [2, 3, 5, 7, 11, 13],
    "Fibonacci": [1, 1, 2, 3, 5, 8],
    "Square": [1, 4, 9, 16, 25],
]
var largest = 0
for (kind, numbers) in interestingNumbers {
    for number in numbers {
        if number > largest {
            largest = number
        }
    }
}
print(largest)
// Prints "25"

使用while来重复代码块，直到条件发生变化。一个循环的条件可以在末尾，这样可以确保循环至少可以跑一次。

var n = 2
while n < 100 {
    n *= 2
}
print(n)
// Prints "128"

var m = 2
repeat {
    m *= 2
} while m < 100
print(m)
// Prints "128"

我们可以通过使用..<来创建一系列索引来在循环中有个索引：

var total = 0
for i in 0..<4 {
    total += i
}
print(total)
// Prints "6"

使用..<来创建一个忽略其上限的范围，使用...来创建一个包含两个值的范围。

函数和闭包

使用func来声明一个函数。通过函数名称和参数，来调用函数。使用->来分隔参数和返回值类型

func greet(person: String, day: String) -> String {
    return "Hello \(person), today is \(day)."
}
greet(person: "Bob", day: "Tuesday")

默认情况下，函数使用其参数名称作为参数标签。在参数名称前定义一个参数标签，或者写_来表示没有参数标签。

func greet(_ person: String, on day: String) -> String {
    return "Hello \(person), today is \(day)."
}
greet("John", on: "Wednesday")

使用数组生成复合值，比如，为了从一个函数中返回多个值。数组的元素可以通过名称或者数字来引用。

func calculateStatistics(scores: [Int]) -> (min: Int, max: Int, sum: Int) {
    var min = scores[0]
    var max = scores[0]
    var sum = 0

    for score in scores {
        if score > max {
            max = score
        } else if score < min {
            min = score
        }
        sum += score
    }

    return (min, max, sum)
}
let statistics = calculateStatistics(scores: [5, 3, 100, 3, 9])
print(statistics.sum)
// Prints "120"
print(statistics.2)
// Prints "120"

函数可以嵌套。嵌套函数可以访问外部函数中声明的变量。我们可以在一个比较长或者复杂的函数中，使用嵌套函数来组织代码。

func returnFifteen() -> Int {
    var y = 10
    func add() {
        y += 5
    }
    add()
    return y
}
returnFifteen()

函数也是一种类型，这意味着，一个函数可以将另一个函数作为其返回值。

func makeIncrementer() -> ((Int) -> Int) {
    func addOne(number: Int) -> Int {
        return 1 + number
    }
    return addOne
}
var increment = makeIncrementer()
increment(7)

函数也可以将另一个函数作为其参数之一：

func hasAnyMatches(list: [Int], condition: (Int) -> Bool) -> Bool {
    for item in list {
        if condition(item) {
            return true
        }
    }
    return false
}
func lessThanTen(number: Int) -> Bool {
    return number < 10
}
var numbers = [20, 19, 7, 12]
hasAnyMatches(list: numbers, condition: lessThanTen)

函数实际上是一种特殊的闭包：可以被调用的代码块。在闭包中的代码可以在闭包创建的范围内，访问像函数和变量的这样东西。即使闭包是在不同的执行范围内。我们已经在嵌套函数里看到这样的例子。我们可以用花括号{ }把代码括起来，写一个没有名字的闭包。使用in来区分参数和返回值。

numbers.map({ (number: Int) -> Int in
    let result = 3 * number
    return result
})

我们可以选择更加简洁的方法编写闭包。当已知闭包的类型时，可以省略它的参数类型，或者返回值类型，或者都省略。单条语句闭包隐式返回只有一条语句的值：

let mappedNumbers = numbers.map({ number in 3 * number })
print(mappedNumbers)
// Prints "[60, 57, 21, 36]"

我们可以通过数字而不是名称来引用参数，这种方法在极短的闭包中尤其有用。作为最后一个参数传给函数的闭包，可以在括号中立即显示。如果闭包是函数唯一的参数，则可以完全省略括号

let sortedNumbers = numbers.sorted { $0 > $1 }
print(sortedNumbers)
// Prints "[20, 19, 12, 7]"

对象和类

class后跟类名来创建类。类中的属性声明和常量或变量声明的编写方式相同，只是它在类的上下文中。同样，方法和函数声明的编写方式也是相同的。

class Shape {
    var numberOfSides = 0
    func simpleDescription() -> String {
        return "A shape with \(numberOfSides) sides."
    }
}

使用let添加常量属性，添加带参数的方法
通过在类名后加括号来创建类的实例。使用点语法访问实例的属性和方法。

var shape = Shape()
shape.numberOfSides = 7
var shapeDescription = shape.simpleDescription()

这个版本的Shape类缺少一些重要的东西：在创建实例时,设置类的初始值。使用 init 创建一个。

class NamedShape {
    var numberOfSides: Int = 0
    var name: String

    init(name: String) {
        self.name = name
    }

    func simpleDescription() -> String {
        return "A shape with \(numberOfSides) sides."
    }
}

注意self是如何用来区分name属性和name参数以及初始值的。在创建类的实例时，向初始值传递的参数就像函数调用一样。每个属性都需要在其声明（如numberOfSides）或初始化方法（如name）中指定一个值。
如果需要在释放对象之前执行某些清理，请使用 deinit 方法创建deinitializer。
子类在它们的类名之后包含它们的父类名，用冒号分隔。对于任何标准根类，类都没有子类化的要求，因此可以根据需要包含或省略超类。
子类重写父类实现的方法，被标记为override重写方法，如果没有override，编译器会将其检测为错误。编译器还检测其他具有override的方法，这些方法实际上不重写父类中的任何方法。

class Square: NamedShape {
    var sideLength: Double

    init(sideLength: Double, name: String) {
        self.sideLength = sideLength
        super.init(name: name)
        numberOfSides = 4
    }

    func area() -> Double {
        return sideLength * sideLength
    }

    override func simpleDescription() -> String {
        return "A square with sides of length \(sideLength)."
    }
}
let test = Square(sideLength: 5.2, name: "my test square")
test.area()
test.simpleDescription()

实验
创建NamedShape的另一个子类Circle，它将半径和名称作为其初始化方法的参数。在Circle类上实现area（）和simpleDescription（）方法。

除了存储的简单属性外，属性还可以有getter和setter。

class EquilateralTriangle: NamedShape {
    var sideLength: Double = 0.0

    init(sideLength: Double, name: String) {
        self.sideLength = sideLength
        super.init(name: name)
        numberOfSides = 3
    }

    var perimeter: Double {
        get {
            return 3.0 * sideLength
        }
        set {
            sideLength = newValue / 3.0
        }
    }

    override func simpleDescription() -> String {
        return "An equilateral triangle with sides of length \(sideLength)."
    }
}
var triangle = EquilateralTriangle(sideLength: 3.1, name: "a triangle")
print(triangle.perimeter)
// Prints "9.3"
triangle.perimeter = 9.9
print(triangle.sideLength)
// Prints "3.3000000000000003"

在perimeter的setter中，新值具有隐式名称newValue。可以在set之后的括号中提供显式名称。
请注意，EquilateralTriangle类的初始化方法有三个不同的步骤：

1. 设置子类声明的属性的值。
2. 调用超类的初始化方法。
3. 更改由超类定义的属性的值。这一步可以使用方法、getter或setter都可以完成。
   如果不需要计算属性，但仍然需要提供在设置新值前后运行的代码，请使用willSet和didSet。只要值在init方法之外更改，willSet和didSet的代码就会运行。例如，下面的类确保三角形的边长始终与其正方形的边长相同。

class TriangleAndSquare {
    var triangle: EquilateralTriangle {
        willSet {
            square.sideLength = newValue.sideLength
        }
    }
    var square: Square {
        willSet {
            triangle.sideLength = newValue.sideLength
        }
    }
    init(size: Double, name: String) {
        square = Square(sideLength: size, name: name)
        triangle = EquilateralTriangle(sideLength: size, name: name)
    }
}
var triangleAndSquare = TriangleAndSquare(size: 10, name: "another test shape")
print(triangleAndSquare.square.sideLength)
// Prints "10.0"
print(triangleAndSquare.triangle.sideLength)
// Prints "10.0"
triangleAndSquare.square = Square(sideLength: 50, name: "larger square")
print(triangleAndSquare.triangle.sideLength)
// Prints "50.0"

当使用可选值时，可以在方法、属性和subscripting等操作之前写入？。如果?之前的值是是nil，在?之后的所有都可以被忽略，整个表达式的值为nil。否则，可选值将被展开分析，并且?之后的所有东西都被展开分析。在这两种情况下，整个表达式的值都是可选值。

let optionalSquare: Square? = Square(sideLength: 2.5, name: "optional square")
let sideLength = optionalSquare?.sideLength

枚举和结构体

使用enum创建枚举。与类和所有其他命名类型一样，枚举可以有与其关联的方法。

enum Rank: Int {
    case ace = 1
    case two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten
    case jack, queen, king

    func simpleDescription() -> String {
        switch self {
        case .ace:
            return "ace"
        case .jack:
            return "jack"
        case .queen:
            return "queen"
        case .king:
            return "king"
        default:
            return String(self.rawValue)
        }
    }
}
let ace = Rank.ace
let aceRawValue = ace.rawValue

实验
编写一个函数，通过比较两个Rank的原始值来比较它们。

默认情况下，Swift 分配的原始值从零开始，每次递增一，但是可以通过显式指定值来更改此行为。在上面的例子中，Ace显式地被赋予一个原始值1，其余的原始值按顺序分配。也可以使用字符串或浮点数作为枚举的原始类型。使用rawValue属性访问枚举的原始值。
使用init?(rawValue:) 来设置初始值，以此来从原始值生成枚举实例。它返回与原始值匹配的枚举case，如果没有匹配的Rank，则返回nil。

if let convertedRank = Rank(rawValue: 3) {
    let threeDescription = convertedRank.simpleDescription()
}

枚举的case值是实际值，而不仅仅是原始值的另一种方式。事实上，如果没有有意义的原始值，就不必提供。

enum Suit {
    case spades, hearts, diamonds, clubs

    func simpleDescription() -> String {
        switch self {
        case .spades:
            return "spades"
        case .hearts:
            return "hearts"
        case .diamonds:
            return "diamonds"
        case .clubs:
            return "clubs"
        }
    }
}
let hearts = Suit.hearts
let heartsDescription = hearts.simpleDescription()

实验
给 Suit 添加一个color（）方法，使黑桃和梅花返回“black”，红桃和钻石返回“red”。
注意上面提到枚举的hearts case的两种方式：当为hearts进行赋值时，枚举case Suit.hearts由其全名引用，因为该常量hearts没有指定显式类型。在switch内部，枚举case用缩写形式.hearts来表示，因为self的值已经被认为是一个Suit。只要已知值的类型，就可以使用缩写形式。
如果枚举具有原始值，则这些值将作为声明的一部分确定，这意味着特定枚举的每个实例始终具有相同的原始值。枚举的另一个选择是让值与case关联，这些值是在创建实例时确定的，对于枚举case的每个实例，这些值可能不同。您可以认为关联的值的行为类似于枚举案例实例的存储属性。例如，考虑从服务器请求日出和日落时间的情况。服务器要么响应请求的信息，要么响应出错的描述。

enum ServerResponse {
    case result(String, String)
    case failure(String)
}

let success = ServerResponse.result("6:00 am", "8:09 pm")
let failure = ServerResponse.failure("Out of cheese.")

switch success {
case let .result(sunrise, sunset):
    print("Sunrise is at \(sunrise) and sunset is at \(sunset).")
case let .failure(message):
    print("Failure...  \(message)")
}
// Prints "Sunrise is at 6:00 am and sunset is at 8:09 pm."

实验
向ServerResponse和switch添加第三个case。
请注意，日出和日落时间是如何从ServerResponse值中提取来作为将值与switch case进行匹配的一部分。
使用 struct 创建结构体。结构体支持许多与类相同的行为，包括方法和初始化方法。结构和类之间最重要的区别之一是，在代码中传递结构时，结构总是被复制的，而类是通过引用传递的。

struct Card {
    var rank: Rank
    var suit: Suit
    func simpleDescription() -> String {
        return "The \(rank.simpleDescription()) of \(suit.simpleDescription())"
    }
}
let threeOfSpades = Card(rank: .three, suit: .spades)
let threeOfSpadesDescription = threeOfSpades.simpleDescription()

实验
编写一个函数，返回一个数组，数组中包含一整副牌，每副牌中有一张是Rank和Suit的组合。

协议和扩展

使用 protocol 声明一个协议

protocol ExampleProtocol {
    var simpleDescription: String { get }
    mutating func adjust()
}

类、枚举和结构体都可以采用协议

class SimpleClass: ExampleProtocol {
    var simpleDescription: String = "A very simple class."
    var anotherProperty: Int = 69105
    func adjust() {
        simpleDescription += "  Now 100% adjusted."
    }
}
var a = SimpleClass()
a.adjust()
let aDescription = a.simpleDescription

struct SimpleStructure: ExampleProtocol {
    var simpleDescription: String = "A simple structure"
    mutating func adjust() {
        simpleDescription += " (adjusted)"
    }
}
var b = SimpleStructure()
b.adjust()
let bDescription = b.simpleDescription

实验
向ExampleProtocol添加另一个需求。您需要对SimpleClass和SimpleStructure进行哪些更改，以便它们仍然符合协议？

注意在SimpleStructure声明中使用mutating关键字来标记修改结构的方法。SimpleClass的声明不需要任何标记为mutating的方法，因为类上的方法总是可以修改类。
使用扩展向现有类型添加功能，例如新方法和计算属性。您可以使用扩展将协议添加声明，甚至可以给库或框架导入添加。

extension Int: ExampleProtocol {
    var simpleDescription: String {
        return "The number \(self)"
    }
    mutating func adjust() {
        self += 42
    }
}
print(7.simpleDescription)
// Prints "The number 7"

实验
为添加absoluteValue属性的Double类型编写扩展。

您可以像使用任何其他命名类型一样使用协议名称，例如，创建具有不同类型但都符合单个协议的对象集合。使用为协议类型的值时，协议定义之外的方法不可用。

let protocolValue: ExampleProtocol = a
print(protocolValue.simpleDescription)
// Prints "A very simple class.  Now 100% adjusted."
// print(protocolValue.anotherProperty)  // Uncomment to see the error

即使变量 protocolValue 的运行时类型为SimpleClass，编译器也会将其视为ExampleProtocol的给定类型。这意味着除了协议一致性之外，您不能访问除了协议以外类实现的方法或属性。

错误处理

您可以使用Error协议的任何类型来表示错误。

enum PrinterError: Error {
    case outOfPaper
    case noToner
    case onFire
}

使用throw抛出错误，并使用throws来标记可以抛出错误的函数。如果在函数中抛出错误，函数将立即返回，调用函数的代码将处理错误。

func send(job: Int, toPrinter printerName: String) throws -> String {
    if printerName == "Never Has Toner" {
        throw PrinterError.noToner
    }
    return "Job sent"
}

有几种方法可以处理错误。一种方法是使用do-catch。在do块中，通过在代码前面写try来标记可能抛出错误的代码。在catch块中，除非您给它一个不同的名称，否则错误将自动命名为error。

do {
    let printerResponse = try send(job: 1040, toPrinter: "Bi Sheng")
    print(printerResponse)
} catch {
    print(error)
}
// Prints "Job sent"

实验
将打印机名称更改为“Never Has Toner”，以便send(job:toPrinter:) 函数引发错误。

您可以提供多个catch块来处理特定的错误。在catch之后写一个模式，就像在switch中的case之后一样。

do {
    let printerResponse = try send(job: 1440, toPrinter: "Gutenberg")
    print(printerResponse)
} catch PrinterError.onFire {
    print("I'll just put this over here, with the rest of the fire.")
} catch let printerError as PrinterError {
    print("Printer error: \(printerError).")
} catch {
    print(error)
}
// Prints "Job sent"

实验
添加代码以在do块中抛出错误。您需要抛出什么类型的错误，以便由第一个catch块处理错误？第二和第三个block呢？

另一种处理错误的方法是使用try？将结果转换为可选的。如果函数抛出错误，则丢弃特定错误，返回结果为nil。否则，结果是包含函数返回的值的可选值。

let printerSuccess = try? send(job: 1884, toPrinter: "Mergenthaler")
let printerFailure = try? send(job: 1885, toPrinter: "Never Has Toner")

使用defer编写一个代码块，该代码块在函数中所有其他代码之后，函数返回之前执行。无论函数是否抛出错误，都将执行代码。您可以使用defer来把设置和清理代码写在相邻的位置，即使它们需要在不同的时间执行。

var fridgeIsOpen = false
let fridgeContent = ["milk", "eggs", "leftovers"]

func fridgeContains(_ food: String) -> Bool {
    fridgeIsOpen = true
    defer {
        fridgeIsOpen = false
    }

    let result = fridgeContent.contains(food)
    return result
}
fridgeContains("banana")
print(fridgeIsOpen)
// Prints "false"

泛型

在尖括号内写一个名称，可以生成泛型函数或类型

func makeArray<Item>(repeating item: Item, numberOfTimes: Int) -> [Item] {
    var result = [Item]()
    for _ in 0..<numberOfTimes {
        result.append(item)
    }
    return result
}
makeArray(repeating: "knock", numberOfTimes: 4)

您可以生成函数和方法，以及类、枚举和结构体的泛型形式。

// Reimplement the Swift standard library's optional type
enum OptionalValue<Wrapped> {
    case none
    case some(Wrapped)
}
var possibleInteger: OptionalValue<Int> = .none
possibleInteger = .some(100)

在函数体前面用where指定一个需求列表，例如，要求类型实现一个协议，要求两个类型相同，或者要求一个类有一个特定的父类。

func anyCommonElements<T: Sequence, U: Sequence>(_ lhs: T, _ rhs: U) -> Bool
    where T.Element: Equatable, T.Element == U.Element
{
    for lhsItem in lhs {
        for rhsItem in rhs {
            if lhsItem == rhsItem {
                return true
            }
        }
    }
    return false
}
anyCommonElements([1, 2, 3], [3])

实验
修改 anyCommonElements(_:_:) 函数来生成一个新的函数，该函数返回任意两个序列共有的元素数组。

<T: Equatable> 和 <T> ... 是一样的