Swift - Advanced Operators

• 按位 和 位移位操作符 与 C 和 OC 的类似
• 溢出行为被捕获并报出一个错误
• 溢出操作符一般始于 &，第二个字符使用算术运算符，例如 &+
• 可为自定义类型的 Swift 标准库中的操作符的提供自定义实现。

位操作符

支持在 C 中的所有位操作符

位非操作符

Perfix Operator : ~ + number; eg: 00001111 = ~11110000

let initalBits: UInt8 = 0b00001111
let invertedBits = ~initalBits // equal

位或操作符

Operator : |
1 | 0 = 1
1 | 1 = 1
0 | 0 = 0

let someBits: UInt8 = 0b10110010
let moreBits: UInt8 = 0b01011110
let combinedbits = someBits | moreBits

位异或操作符

Operator : ^
1 ^ 1 = 0
1 ^ 0 = 1
0 ^ 0 = 0

let firstBits: UInt8 = 0b00010100
let otherBits: UInt8 = 0b00000101
let outputBits = firstBits ^ otherBits

位左移和右移操作符

左 << 1 bit * 2 、右 >> 1bit / 2

无符号整型位移

• 存在的位左移或右移
• 任何位被位移超出整型存储访问范围则被丢弃
• 原始位左移和右移之后，0被插入遗留下的空间

有符号整型位移

• 第一位是符号位，其余为值有效位
• 有符号和无符号整型正数的值相同
• 右移补充空余位置补充与符号位相同的位值（补码）

负 1 正 0

• 负数编码使用其补码代替
• 补码：除了符号位，其余取反

-4 | 10000100 | 11111011
-1 | 10000001 | 11111110
-5 | 10000101 | 11111001

溢出操作符

var potentialOverFlow = Int16.max
potentialOverFlow += 1
// this causes an error

&+

var unsignedOverflow = UInt8.max
unsignedOverflow = unsignedOverflow &+ 1
// unsignedOverflow is now equal to 0
/*
    0|11111111
    0|00000001
    1|00000000
*/

&-

var unsignedOverflow = UInt8.min
unsignedOverflow = unsignedOverflow &- 1
// unsignedOverflow is now equal to 255
/*
     0|0000000
  -  0|0000001
     1|1111111
*/

操作符方法

• 重载加号运算符(中缀)

struct Vector2D {
    var x = 0.0, y = 0.0
}

extension Vector2D {
    static func + (left: Vector2D, right: Vector2D) -> Vector2D {
        return Vector2D(x: left.x + right.x, y: left.y + right.y)
    }
}

• 前缀和后缀运算符

extension Vector2D {
    static prefix func - (vector: Vector2D) -> Vector2D {
        return Vector2D(x: -vector.x, y: -vector.y)
    }
}

• 复合运算符

extension Vector2D {
    static func += (left: inout Vector2D, right: Vector2D) {
        left = left + right
    }
}

分配符 = 和 三元运算符 ?: 不能被重载

• 等价运算符(中缀)
  == 和 !=，实现 ==，默认 != 结果为 == 取反
  遵循 Equatable 协议

extension Vector2D: Equatable {
    static func == (left: Vector2D, right: Vector2D) -> Bool {
        return(left.x == right.x) && (left.y == right.y)
    }
}

以下默认提供等价运算符合成实现：

• 只含有存储属性且遵循 Equatable 协议的结构体
• 只含有关联类型且遵循 Equatable 协议的枚举
• 没有关联类型的枚举

struct Vector3D: Equatable {
    var x = 0.0, y = 0.0, z = 0.0
}

let twoThreeFour = Vector3D(x: 2.0, y: 3.0, z: 4.0)
let anotherTwoThreeFour = Vector3D(x: 2.0, y: 3.0, z: 4.0)
if twoThreeFour == anotherTwoThreeFour {  
    print("These two vectors are also equivalent.")
}
// Prints "These two vectors are also equivalent."

自定义操作符

• 为 Swift 声明和实现自定义操作符
• 新操作符声明一个全局使用 operator 关键字，并修饰 prefix，infix，postfix
• code: prefix operator +++

extension Vector2D {  
    static prefix func +++ (vector: inout Vector2D) -> Vector2D {
        vector += vector
        return vector
    }
}

var toBeDoubled = Vector2D(x: 1.0, y: 4.0)
let afterDoubling = +++toBeDoubled

优先级和自定义中缀操作符

• 默认的中缀运算符没有设置优先级组，会自动放置到默认优先组（优先级高于三元条件运算符）
• 可以为操作符添加到指定优先级组
• 若前缀和后缀没有指定优先级，同时出现时，优先后缀

infix operator +-: AdditionPrecedence
extension Vector2D {
    static func +- (left: Vector2D, right: Vector2D) -> Vector2D {
        return Vector2D(x: left.x + right.x, y: left.y - right.y)
    }
}
let firstVector = Vector2D(x: 1.0, y: 2.0)
let secondVector = Vector2D(x: 3.0, y: 4.0)
let plusMinusVector = firstVector +- secondVector