Swift The Basics

作者: Harder | 来源:发表于2015-06-17 12:43 被阅读144次

Swift是一种新出现的开发iOS，OS X 和 watchOS应用程序的编程语言。尽管如此，有 C 和 Objeictive-C 开发经验的你，会从Swift很多部分中发现熟悉的感觉。

基本类型：Int、Double、Float、Bool、String
集合类型：Array、Set、Dictionary
常量：使代码更安全、更清晰
元组：
Optional types：表示有值或没值

Swift是类型安全语言

变量与常量

声明

变量与常量必须先声明，再使用。

let 声明常量
var 声明变量

<pre><code>
let maximumNumberOfLoginAttempts = 10
var currentLoginAttempt = 0
</code></pre>

在一行中声明多个变量或常量，使用逗号分隔
<pre><code>
var x = 0.0, y = 0.0, z = 0.0
</code></pre>

类型注解

在变量或常量名后，添加冒号，空格，类型名称
<pre><code>
var welcomeMessage: String
</code></pre>

在一行中声明多个同类型的变量
<pre><code>
var red, green, blue: Double
</code></pre>

注：在实际使用中，类型注解很少使用。在定义变量和常量时，如果赋予初始值，Swfit几乎都能推断出类型，细节在“类型安全与类型推断”中。

命名规范

几乎支持所有的字符，包括Unicode字符。
<pre><code>
let π = 3.14159
let 你好 = "你好世界"
let 🐶🐮 = "dogcow"
</code></pre>

不能包含空白字符、数学符号、箭头、连字符－、画框线、私有或无效的Unicode code points；不能已数字开始，但是数字可以用在除开始外的其它位置。

不能声明同名的变量或常量名称，不能存放与声明时不同类型的数据，也不能将常量变为变量－反之亦然。

注：如果名称与Swift的保留关键字相同，使用｀（反单引号）扩住名称。不过，除非别无选择，最好避免使用关键字。

输出

可以使用print(_:)函数输出变量或常量的值
<pre><code>
var friendlyWelcome = "Bonjour!"
print(friendlyWelcome)
// prints "Bonjour!"
</code></pre>

print(\_:) 是全局函数，在输出内容后，行尾输出换行符。
print(\_:appendNewline:) 同print(\_:)，只是有参数控制是否输出换行符

在输出字符串中使用“\(变量或常量名称)”的形式作为占位符，输出变量或常量的值
<pre><code>
print("The current value of friendlyWelcome is (friendlyWelcome)")
// prints "The current value of friendlyWelcome is Bonjour!"
</code></pre>

注释 Comments

单行注释：
<pre><code>
// 注释内容到行尾
</code></pre>

多行注释：/* 注释内容 */，多行注释可嵌套使用
<pre><code>
/* this is the start of the first multiline comment
/* this is the second, nested multiline comment */
this is the end of the first multiline comment */
</code></pre>

分号 Semicolons

Swift不需要在每个语句结尾输入分号，不过你这么做也不会出错。只有一种情况是需要分号的：在一行中输入多条独立的语句
<pre><code>
let cat = "🐱"; print(cat)
// prints "🐱"
</code></pre>

整数 Integers

包括有符号整数：正数、0、负数；无符号整数：正数、0
Swift的整数：Int8、Int16、Int32、Int64，UInt8、UInt16、UInt32、UInt64

整数边界 Integer Bounds

使用每个整数类型，可以获得该类型的最大值（max）与最小值（min）属性：
<pre><code>
let minValue = UInt8.min // minValue is equal to 0, and is of type UInt8
let maxValue = UInt8.max // maxValue is equal to 255, and is of type UInt8
</code></pre>

浮点数 Floating-Point Numbers

Double 表示一个 64-bit 浮点数，15位数字精度
Float 表示一个 32-bit 浮点数，6位数字精度

类型安全与类型推断

Swift是类型安全的，在编译时将进行类型检查并表示出不匹配的代码。
类型检查并不意味着需要你在声明时指定每个变量或常量的类型。如果不指定，Swift将使用类型推断（type inferrence）推断出合适的类型

由于有了类型推断，Swift在声明时需要的类型信息要远少于 C 和 Objective-C。
在声明变量或常量并赋予初始值时，类型推断尤其有用。

如下，如果给声明常量meaningOfLife并赋值42，但是没有类型信息，Swift会推断出常量的类型为Int，因为42看起来更像一个整数。
<pre><code>
let meaningOfLife = 42
// meaningOfLife is inferred to be of type Int
</code></pre>

同样地，如果指定一个浮点数，Swift推断为Double
<pre><code>
let pi = 3.14159
// pi is inferred to be of type Double
</code></pre>

对于浮点数，Swift总是使用Double，如果需要Float，则使用
<pre><code>
let pi = Float(3.14159)
// pi is inferred to be of type Float
</code></pre>

如果组合使用整数和浮点数，最终Swift会推断为Double
<pre><code>
let anotherPi = 3 + 0.14159
// anotherPi is also inferred to be of type Double
</code></pre>

在这里，3会根据表达式推断为Double

数字 Numeric Literals

整数有以下的写法

十进制：十进制数字（0123456789），没有前缀
二进制：二进制数字（01），前缀为0b
八进制：八进制数字（01234567），前缀为0o
十六进制：十六进制数字（0123456789abcdef），前缀为0x

<pre><code>以下所有值在十进制中都是17
let decimalInteger = 17
let binaryInteger = 0b10001 // 17 in binary notation
let octalInteger = 0o21 // 17 in octal notation
let hexadecimalInteger = 0x11 // 17 in hexadecimal notation
</code></pre>

浮点数可以使用十进制数（没有前缀）和十六进制拼写，中间必须有个小数点；同时可以有指数形式的写法：十进制用e/E，十六进制用p/P，后面跟指数。

十进制指数，使用基数乘以10^exp：
1.25e2 表示 1.25 x 10², or 125.0
1.25e-2 表示 1.25 x 10^-2, or 0.0125.
十六进制指数，使用基数乘以2^exp：
0xFp2 means 15 x 22, or 60.0.
0xFp-2 means 15 x 2-2, or 3.75.

<pre><code>以下所有值在十进制中都是12.1875
let decimalDouble = 12.1875
let exponentDouble = 1.21875e1
let hexadecimalDouble = 0xC.3p0
</code></pre>

数字可以包含格式符号_（下划线）以增强阅读性
<pre><code>
let paddedDouble = 000123.456
let oneMillion = 1_000_000
let justOverOneMillion = 1_000_000.000_000_1
</code></pre>
<pre><code>写成这样也不出错，但是小数点后面得跟数组，最前面（除符号）只能由前导0
let paddedDouble = -000123.456___e1__0___
let oneMillion = 0000000000000001_0_0_0_0_0_0______
let justOverOneMillion = 1_000_000______.0____0__0_000_1______
</code></pre>

数值类型转换 Numberic Type Conversion

写整数时一般使用Int（在XCode7beta上是32位）类型，对非负数也推荐这样用。
只有在需要的时候，才使用其他整数类型。例如：明确存储空间大小的外部数据、性能、内存或其他的优化

整数转换 Integer Conversion

每个整数类型都有一定的数值范围，超出范围的数在编译时将报错
<pre><code>
let cannotBeNegative: UInt8 = -1
// UInt8 cannot store negative numbers, and so this will report an error
let tooBig: Int8 = Int8.max + 1
// Int8 cannot store a number larger than its maximum value,
// and so this will also report an error
</code></pre>

要把一个整数转换为另一个类型，需要根据整数数值初始化一个新的目标类型整数。如下：不同类型的整数不能直接运算，要转换为相同类型后才能相加。
<pre><code>
let twoThousand: UInt16 = 2_000
let one: UInt8 = 1
let twoThousandAndOne = twoThousand + UInt16(one)
</code></pre>

SomeType(ofInitialValue)是根据传入值初始化类型数据的默认方法。在幕后，UInt16有个初始化方法接收UInt8类型数据作为初始化参数，所有UInt16才能根据UInt8数据生成新的UInt16数据。

整数－浮点数转换 Integer and Floating-Point Conversion

整数与浮点数之间的转换必须明确类型
<pre><code>
let three = 3
let pointOneFourOneFiveNine = 0.14159
let pi = Double(three) + pointOneFourOneFiveNine
// pi equals 3.14159, and is inferred to be of type Double
</code></pre>

浮点数在转换为整数时，将去掉小数部分，例如：4.75变为整数为4，-3.9变为整数位-3

类型别名 Type Aliases

使用typealias关键字可以给一个已经存在的类型定义一个别名
在根据上下文，给类型起一个更贴切的名字，这正是类型别名点用武之地，如：
<pre><code>
typealias AudioSample = UInt16
</code></pre>

一旦定义了别名，就可以想使用原始类型一样使用别名：
<pre><code>
var maxAmplitudeFound = AudioSample.min
// maxAmplitudeFound is now 0
</code></pre>

布尔类型 Booleans

Swift的布尔类型为Bool，布尔值是逻辑值，只有 true、false 两个常量值
<pre><code>
let orangesAreOrange = true
let turnipsAreDelicious = false
</code></pre>

Swift的Type Inference机制会推断出他们是Bool类型的数据

布尔值主要用在条件语句中，比如if语句：
<pre><code>
if turnipsAreDelicious {
print("Mmm, tasty turnips!")
} else {
print("Eww, turnips are horrible.")
}
// prints "Eww, turnips are horrible."
</code></pre>

Swift的类型安全机制会阻止使用非布尔值替代Bool，下例在编译时将会报错：
<pre><code>
let i = 1
if i {
// this example will not compile, and will report an error
}
</code></pre>

不过，这样使用就是正确的了
<pre><code>
let i = 1
if i == 1 {
// this example will compile successfully
}
</code></pre>
i == 1的结果是Bool类型

元组 Tuples

元组是一个复合值，由多个值组成，每个组成元组的值可以是任意类型，不必都是同一个类型的值
例如(404, "Not Found")，这个元组描述一个 HTTP 状态值，状态码404表示资源未找到
<pre><code>
let http404Error = (404, "Not Found")
// http404Error is of type (Int, String), and equals (404, "Not Found")
</code></pre>

元组(404, "Not Found")包含一个Int和一个String，类型可以看成是(Int, String)

可以使用任意一组类型的排列创建元组，例如：(Int, Int, Int)，或者(String, Bool)，或者其他你想要的类型排列方式

使用如下方式使用元组内数据
<pre><code>
let (statusCode, statusMessage) = http404Error
print("The status code is (statusCode)")
// prints "The status code is 404"
print("The status message is (statusMessage)")
// prints "The status message is Not Found"
</code></pre>

如果只关注元组内的一部分数据，可以使用下划线(_)忽略不想要的部分
<pre><code>
let (justTheStatusCode, _) = http404Error
print("The status code is (justTheStatusCode)")
// prints "The status code is 404"
</code></pre>

或者，可以使用索引（从0开始）的方式访问元组内容
<pre><code>
print("The status code is (http404Error.0)")
// prints "The status code is 404"
print("The status message is (http404Error.1)")
// prints "The status message is Not Found"
</code></pre>

也可以给元组内的值起个名字，这样就可以通过名字来访问了（给某个值起名，其他不起名也可以，我在playground中测了一下）
<pre><code>
let http200Status = (statusCode: 200, description: "OK")
<br />
print("The status code is (http200Status.statusCode)")
// prints "The status code is 200"
print("The status message is (http200Status.description)")
// prints "The status message is OK"
</code></pre>

Optionals （这个怎么翻译好？）

声明一个变量、返回结果、属性等可能处在有值、没有值两种状态：

没有值，在objc里就是nil
有值，就是他的内容

在 C 和 Objective-C中，不存在这个概念。比较接近的是在Objective-C中，一个方法可能返回nil，也可能返回一个对象。nil就意味着没有有效值。但是在Objective-C中，基础类型、结构、枚举作为方法返回值时就不能返回nil，只能返回特定的值（如NSNotFound）表示没有返回有效值。

下例就展示Optional在处理无效值时的使用方法
<pre><code>
et possibleNumber = "123"
let convertedNumber = Int(possibleNumber)
let unconvertNumber = Int("Hello World!")
// convertedNumber is inferred to be of type "Int?", or "optional Int", value is 123
// unconvertNumber is inferred to be of type "Int?", value is nil
</code></pre>

nil

可以给Optional变量赋值为nil，表示无值
<pre><code>
var serverResponseCode: Int? = 404
// serverResponseCode contains an actual Int value of 404
serverResponseCode = nil
// serverResponseCode now contains no value
</code></pre>

nil 不能用在非Optional的变量和常量上，如果想使用无值的变量或常量，那就把他声明为Optional

如果定义了一个Optional变量但是没有初始化，那么变量自动为nil
<pre><code>
var surveyAnswer: String?
// surveyAnswer is automatically set to nil
</code></pre>

注：Swift的nil 与 Objective-C的nil是不同的。在Objective-C中，nil表示一个指向不存在对象的指针；在Swift中，nil不是指针，他表示某一类型的值没有出现（没赋值）。任意Optional类型都可以赋值nil，而不仅仅是对象类型。

If Statements and Forced Unwrapping

使用if语句与nil比较能判断一个Optional 是否有值。可以使用等于操作符== 或不等于操作符!=执行判断

如果Optional没有值，那么就与nil不相等
<pre><code>
if convertedNumber != nil {
print("convertedNumber contains some integer value.")
}
// prints "convertedNumber contains some integer value."
</code></pre>

如果确定Optional有值，就可以在名称后面紧跟叹号（!）来访问他的值。这个就叫forced unwrapping（强制解包？）
<pre><code>
if convertedNumber != nil {
print("convertedNumber has an integer value of (convertedNumber!).")
}
// prints "convertedNumber has an integer value of 123."
</code></pre>

注：如果对无值的Optional使用!，将会引发运行时错误。所以在使用!前一定要确保Optional 含有非nil值

Optional Binding

使用Optional Binding检查Optional是否有值，如果有，可以创建一个临时的变量或常量来使用该值。可以用于if和while语句，检查Optional是否有值，并提取该值到一个变量或常量中

在if语句中使用Optional Binding，如下：
<pre><code>
if let constantName = someOptional {
statements
}
</code></pre>

在Optional一节中possibleNumber的例子，可以使用Optional Binding的方式重写，而不使用Forced Unwrapping
<pre><code>
if let actualNumber = Int(possibleNumber) {
print("'(possibleNumber)' has an integer value of (actualNumber)")
} else {
print("'(possibleNumber)' could not be converted to an integer")
}
// prints "'123' has an integer value of 123"
</code></pre>

上例可以解读为：如果Int(possibleNumber)返回的Optional Int有值，就将值赋值给常量actualNumber

如果转换成功，常量actualNumber在if语句的第一个分支中变为可用。由于actualNumber已经使用Optional的值初始化，所以这里就不需再使用!后缀来访问其值。

再Optional Binding时可以使用常量或变量。如果想改变actualNumber的值，则使用if var actualNumber =代替上例中的if let actualNumber =

如果有多个Optional需要Optional Binding，可以把它们都写在一起（一行或多行），用逗号分隔。
<pre><code>
if let [constantName] = [someOptional], [anotherConstantName] = [someOtherOptional] {
[statements]
}
</code></pre>

Implicitly Unwrapped Optionals

如上所述，Optional表示变量或常量可以为“无值”。Optional可以使用if语句检查是否有值；如果有值，也可以使用Optional Binding有条件的展开来访问其值

有时，从程序结构上来看Optional总是有值。这种情况下，因为可以安全地假定Optional一直有值，那么取消检查与解包Optional的值，对于每次访问来说是有益处的。

这种Optional就可以定义为implicitly unwrapping optionals，将问号（String?）替换为叹号（String!），之前的Optional就成为了implicitly unwrapping optionals

implicitly unwrapping optionals在这种情况下有用：在optional第一次定义时就能立即明确其有值，并可确信此之后一直有值。在Swift中，implicitly unwrapping optionals主要用于类初始化的时候。

implicitly unwrapping optionals其实就是一个普通的Optional，但是可以当作非Optional值来使用，并且不用在每次访问都时候都对其解包。接下来的例子将说明，在以explicit String的方式访问optional String 与 implicitly unwrapping optionals String时中的值时，在行为上有什么不同：
<pre><code>
let possibleString: String? = "An optional string."
let forcedString: String = possibleString! // requires an exclamation mark
<br />
let assumedString: String! = "An implicitly unwrapped optional string."
let implicitString: String = assumedString // no need for an exclamation mark
</code></pre>

可以认为implicitly unwrapping optionals是被许可在使用时自动解包的Optional。与每次使用Optional时将叹号!放在名称后面不同的是：implicitly unwrapping optionals要求将叹号!放在声明时的类型后面

注：如果访问无值的implicitly unwrapping optionals，将会引发运行时错误（runtime error），这与访问无值Optional时将叹号!放在名称后面一样，都会引发的运行时错误。

implicitly unwrapping optionals可以与普通的Optional一样，在if语句中检查是否为有值：
<pre><code>
if assumedString != nil {
print(assumedString)
}
// prints "An implicitly unwrapped optional string."
</code></pre>

implicitly unwrapping optionals也可以用于Optional Binding，检查并解包其值：
<pre><code>
if let definiteString = assumedString {
print(definiteString)
}
// prints "An implicitly unwrapped optional string."
</code></pre>

注：如果变量在以后某刻可能为nil，就不要使用implicitly unwrapping optionals，而是使用普通的Optional类型，用于检查其是否有值。

错误处理 Error Handling

使用错误处理（Error Handling）应对在程序运行时遇到的突发的错误情况

相比于使用Optional可以在函数成功或失败时返回有值或无值，错误处理让你有机会判断引发错误的原因，如果有必要，还可以将错误继续传递到程序的其他部分去处理

当函数发生错误，就会抛出一个error，函数调用中可以捕获这个错误并进行适当处理
<pre><code>
func canThrowAnError() throws {
// this function may or may not throw an error
}
</code></pre>

声明函数时，在括号后紧跟throws关键字。当调用一个可能抛出错误的函数时，必须在函数前使用try关键字。

Swift会自动将error从其当前的作用域向外传递，直到遇到有catch处理这个错误
<pre><code>
do {
try canThrowAnError()
// no error was thrown
} catch {
// an error was thrown
}
</code></pre>

do语句创建了一个作用域，可以使错误传递给一个或多个catch处理

下例将展示错误处理怎样响应不同情况的错误
<pre><code>
func makeASandwich() throws {
// ...
}
<br />
do {
try makeASandwich()
eatASandwich()
} catch Error.OutOfCleanDishes {
washDishes()
} catch Error.MissingIngredients(let ingredients) {
buyGroceries(ingredients)
}
</code></pre>

本例中，makeASandwich()函数会在没有干净盘子或没有食材不全时抛出错误。因为makeASandwich()声明为throws，所以要使用try来调用。将调研放倒do语句里，有错误产生时将会被传递到对应的catch语句中处理

如果没有错误发生，eatASandwich()函数将被调用；如果抛出了Error.OutOfCleanDishes错误，washDishes()函数将被调用；如果抛出了Error.MissingIngredients错误，buyGroceries(_:)函数将被调用，同时在catch中会得到缺失的食材数组[String]

以后会有单章来更详细地介绍throwing, catching, and propagating errors

断言 Assertions

有时，当特定的条件得不到满足时，程序将无法继续执行。碰到这种情况，就可以引发一个assertion来结束程序执行，使debug有机会去判断产生assertion原因（无效值或无值）。

Debugging with Assertions

Assertion就是在运行时检查其逻辑条件评估后是否为true。从字面来讲，断言断定条件为true。可以使用Assertion确保在运行其后的代码时，必要的条件已经得到满足。

如果在Debug时，代码引发了assertion，比如你正在使用XCode生成运行app，你就可以准确地找到无效状态的位置，并查询发生assertion时程序的状态。Assertion还允许你提供恰当的信息用以描述引发assertion的原因

使用全局函数assert(_:_:)来描述一个断言。它有两个参数，其一是一个表达式用以评估其结果为true 或 false，另一个是断言的描述信息，当表达式结果为false时将会显示。
<pre><code>
let age = -3
assert(age >= 0, "A person's age cannot be less than zero")
// this causes the assertion to trigger, because age is not >= 0
</code></pre>

本例中，如果age >= 0为true，即：age为非负数，就继续执行；如果age是负数，就会引发断言，结束程序执行。

如果不想要断言描述信息，可以使用如下形式调用
<pre><code>
assert(age >= 0)
</code></pre>

When to Use Assertions

断言用于当条件有可能不成立，但是必须成立时程序才能继续执行的地方。使用断言的合适的情景：

传给自定义下标函数的下标值是否在正确范围内
传给函数一个无效值，导致不能完成其功能
当前Optional是nil，但是随后的代码需要其非nil是才能执行成功

注：断言会导致程序终止，并且设计代码时不太可能出现的无效条件最好不要使用断言。尽管如此，在程序发布前的开发阶段，如果无效条件可能出现，断言也是发现无效条件的有效方法

参考：The Swift Programming Language