Swift初见
从本文开始,我们开始学习Swift语言。参照的是苹果公司发布的The Swift Programming Language,目前的最新语言版本是2.1,此外全文可以在iBooks上搜索The Swift Programming Language
下载后查阅。
中文版本可以参照swiftguide,同样在iBooks上有下载,但不一定是最新的,网页版保持与苹果官方文档最新。
下面是其他一些有用的参考,苹果官方实时保持更新。
- Swift Standard Library Reference
- Swift Standard Library Functions Reference
- Swift Standard Library Operators Reference
- Swift Standard Library Type Aliases Reference
本文首先初步了解下Swift。使用Xcode中的Playground进行代码编写和实时预览。
print("Hello,world!")
上面的代码就是Swift版本的Hello World。这就是一个完整的程序,并不需要像其他语言一样需要导入输入输出库等,全局作用域中的代码将自动作为程序的入口点,从而不需要编写main函数。也不需要在语句结尾加上分号。
简单值
使用let表示常量,使用var表示变量。
无需明确声明类型,当声明并同时赋值时,编译器会自动推断类型。当初始值没有提供给足够的信息时需要显示地声明类型,在变量后使用冒号分隔。
var a = 10
a = 20
let i = 30
let d1 = 23.2
let d2: Double = 40
值不会被隐式地转换为其他类型,如果需要,请显示地转换。
let label = "The width is "
let width = 640
let widthLabel = label + String(width)
print(widthLabel)
使用反斜杠\
和括号()
可以快速地把值转换成字符串。
let salary1 = 1000
let salary2 = 2000
let salary3 = 3000
let say = "I earned \(salary1 + salary2 + salary3)."
print(say)
可以使用[]
用来创建数组和字典,并使用下标或者键(key)来访问元素。最后一个元素后面允许有个逗号。
var list1 = ["a","b","c"]
list1[1] = "bb"
// list1[3] = "d" // 数组越界!
print(list1)
var list2 = ["BJ": "Beijing","NJ": "Nanjing",]
list2["BJ"] = "Beijing-new"
list2["SZ"] = "Shenzhen"
print(list2) // 顺序可能打乱
使用初始化语法创建空数组或字典
let arr1 = [String]()
print(arr1) // []
let dict1 = [String: Float]()
print(dict1) // [:]
如果类型可以推断出来,则可以像声明变量或者给函数传参数一样使用[]
和[:]
创建空数组和字典
var arr1 = [1,2]
arr1 = [] // 可推断出来
print(arr1) // []
var dict1 = ["Rice": 1.2,"Meat": 3.5]
dict1 = [:] // 可推断出来
print(dict1) // [:]
控制流
使用if和swich进行条件操作,使用for-in、for、while、repeat-while进行循环操作。条件的括号可以省略,但是语句体的括号不能省略。
var a = 10
if a > 5 {
print("a > 5")
} else if a < 5 {
print("a < 5")
} else {
print("a == 5")
}
var sum = 0.0
let score = [9.2,5.4,9.1,7.6,8.4]
for i in score { // 注意i前面的没有var了
sum += i
}
print("sum = \(sum)")
if的条件必须是布尔表达式,其他类型不会隐式地与0比较!
使用if和let处理值缺失的情况,这些值可由可选值来代表。一个可选的值是一个具体的值或者是nil以表示值缺失。在类型后面加一个问号来标记这个变量的值是可选的。
var a: String?
print(a) // nil
print(a == nil) // true
var b: String? = "Hello"
print(b == nil) // false
var optionalName: String? = "Tim"
var greeting = "Hello!"
if let name = optionalName {
greeting = "Hello,\(name)"
}
print(greeting) // Hello,Tim
var optionalName2: String? /*= nil*/ // optionalName2 == nil
var greeting2 = "Hello!"
if let name2 = optionalName2 {
greeting2 = "Hello,\(name2)"
}
print(greeting2) // Hello!
如果变量的可选值是nil,条件会判断为false,大括号中的代码会被跳过。如果不是nil,会将值赋给let后面的常量,这样代码块中就可以使用这个值了。
// let a = nil // 报错!error: type of expression is ambiguous without more context
// var b = nil // 报错!error: type of expression is ambiguous without more context
let c: Float // c == nil
// let d: Float = nil // 报错!error: nil cannot initialize specified type 'Float'
let e: Float? = nil // e == nil
var f: Float? // f == nil
var g: Float? = nil // g == nil
let h: Float?
let i:Float? = nil // i == nil
print(f) // var运行正常
print(g)
// print(h) // let时报错!error: variable 'h' used before being initialized
print(i)
另一种处理可选值的方法是通过使用 ?? 操作符来提供一个默认值。如果可选值缺失的话,可以使用默认值来代替。
let nickName: String? = nil
let fullName: String = "John Appleseed"
let informalGreeting = "Hi \(nickName ?? fullName)"
print(informalGreeting) // Hi John Appleseed
switch支持任意类型的数据以及各种比较操作——不仅仅是整数以及测试相等。必须有default语句。
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.")
}
上面的let x
将匹配等式中的值赋给变量x。
switch匹配到某个子句后,执行完将退出switch语句,不再向下执行后面的case语句,因此无需写break。
字典是无序集合,使用for-in遍历时需要2个变量表示键和值,键值对的顺序可能是任意的。
let interestingNumbers = [
"Prime": [2,3,5,7,11,13],"Fibonacci": [1,1,2,8],"Square": [1,4,9,16,25],]
for (kind,numers) in interestingNumbers { // 多个变量需要加()
print(kind)
for number in numers {
print(number)
}
}
while和repeat-while
var sum = 0
var n = 100
while n > 0 {
sum += n
n--
}
print(sum)
var m = 100
var sum2 = 0
repeat {
sum2 += m
m--
} while m > 0
print(sum2)
循环中表示范围(不包含上届)可以使用..<,或者传统的写法,而…为闭区间
var sum1 = 0
for i in 1..<101 {
sum1 += i
}
print(sum1)
var sum2 = 0
for var i = 1; i <= 100; i++ { // 必须加上var!
sum2 += i
}
print(sum2)
var sum3 = 0
for i in 1...100 {
sum3 += i
}
print(sum3)
函数和闭包
使用func声明函数,使用->
指定返回值。
func say(name: String,words: String) ->String {
return "\(name) says,\(words)"
}
var saying = say("Tim",words: "Hello!")
print(saying)
可以使用元组让函数返回多个值,通过名称或者数字访问元组中的元素。仅当函数声明中指定了名称才可以通过名称访问元组中的元素。
func fun(data: [Int]) -> (min: Int,max: Int,sum: Int) {
var min = data[0]
var max = data[1]
var sum = 0
for i in data {
if i < min {
min = i
} else if i > max {
max = i
}
sum += i
}
return (min,max,sum)
}
var res = fun([1,6,19,28,76]) // 使用var保存的话,后续可以改变,使用let保存则不行
print(res.0) // 1
print(res.1) // 76
res.1 += 1
print(res.1) // 77
print(res.sum) // 136
func sumof(numbers: Int...) -> Int {
var sum = 0
for number in numbers {
sum += number
}
return sum
}
print(sumof())
print(sumof(2,33,110))
函数可以嵌套。被嵌套的函数可以访问外侧函数的变量,使用嵌套函数可以来重构一个太长或者太复杂的函数。
func returnFifteen() -> Int {
var y = 10
func add() { // 没有返回值
y += 5
}
print(add()) // ()
return y
}
print(returnFifteen()) // 15
func makeIncrementer() -> (Int -> Int) {
func addOne(number: Int) -> Int {
return number + 1
}
return addOne
}
var fun = makeIncrementer()
print(fun(10))
func isAllOdd(data: [Int],condition: (Int -> Bool)) -> Bool {
for i in data {
if !condition(i) {
return false
}
}
return true
}
func isOdd(number: Int) -> Bool {
return number % 2 == 0
}
print(isAllOdd([2,18,100],condition: isOdd))
函数实际上是一种特殊的闭包:它是一段能之后被调取的代码。闭包中的代码能访问闭包所建作用域中能得到的变量和函数,即使闭包是在一个不同的作用域被执行的。
func fun1(a: Int) -> (Int -> Int) {
var b = 2
func fun2(c: Int) -> Int {
return a * b + c
}
return fun2
}
var f = fun1(10)
print(f(3))
可以使用{}
来创建一个匿名闭包。使用in
将参数和返回值类型声明与闭包函数体进行分离。
var numbers = [1,3]
var s = numbers.map({ // map是集合类型的方法
(number: Int) -> Int in
let result = 3 * number
return result
})
print(s)
var r = numbers.map({
(number: Int) -> Int in
return number % 2 == 1 ? 0 : number
})
print(r)
此外有多种更简洁的创建闭包的方法。如果一个闭包的类型已知,比如作为一个回调函数,可以忽略参数的类型和返回值。单个语句闭包会把它语句的值作为结果返回。
还可以通过参数位置而不是参数名字来引用参数,这在非常短的闭包中非常有用。当一个闭包作为最后一个参数传给函数时,它可以直接跟在括号后面。当一个闭包是传给函数的唯一参数,可以完全忽略括号。
var numbers = [2,3] // map是集合类型的方法
var s = numbers.map({number in number * 3})
print(s)
var r = numbers.sort({$0 < $1}) // sort是集合类型的方法
print(r)
var t = numbers.sort {$0 < $1} // sort是集合类型的方法
print(t)
对象和类
使用class和类名创建类。类中属性的声明和常量、变量声明一样,唯一的区别就是它们的上下文是类。同样,方法和函数声明也一样。
要创建一个类的实例,在类名后面加上括号。使用点语法来访问实例的属性和方法。
class Shape {
var numberOfSides = 0
func simpleDescription() -> String {
return "A Shape with \(numberOfSides) sides."
}
}
var s = Shape()
s.numberOfSides = 4
print(s.simpleDescription())
需要构造函数来初始化类实例。使用init
来创建构造器。
class NamedShape {
var numberOfSides: Int = 0
var name: String
init(name: String) {
self.name = name
}
func simpleDescription() -> String {
return "A Shape with \(numberOfSides) sides."
}
}
上面的self用来区别实例变量。属性都需要赋值——通过生命(numberOfSides)或者通过构造器(name)。
如果需要再删除对象前进行清理工作,使用deinit
创建析构函数。
子类如果要父类方法的话,需要使用override
标记。——若不添加override
标记,编译器报错,而且,编译器会检测override
标记的方法是否确实在父类中。
class NamedShape {
var numberOfSides: Int = 0
var name: String
init(name: String) {
self.name = name
}
func simpleDescription() -> String {
return "A Shape with \(numberOfSides) sides."
}
}
class Square: NamedShape {
var sideLength: Double
init(sideLength: Double,name: String) {
self.sideLength = sideLength
super.init(name: name)
self.numberOfSides = 4
}
func area() -> Double {
return sideLength * sideLength
}
override func simpleDescription() -> String {
return "A square with side of length \(sideLength)."
}
}
var s = Square(sideLength: 2.5,name: "I am a squre")
print(s.area())
print(s.simpleDescription())
除了可以简单地对属性赋值取值,还可以使用getter
和setter
。
class NamedShape {
var numberOfSides: Int = 0
var name: String
init(name: String) {
self.name = name
}
func simpleDescription() -> String {
return "A Shape with \(numberOfSides) sides."
}
}
class EquilateralTriangle : NamedShape {
var sideLength: Double = 0.0
init(sideLength: Double,name: String) {
self.sideLength = sideLength
super.init(name: name)
self.numberOfSides = 3
}
var perimeter: Double {
get {
return 3.0 * sideLength
}
set {
sideLength = newValue / 3.0
}
}
override func simpleDescription() -> String {
return "A equilateral triangle with sides of length \(sideLength)."
}
}
var t = EquilateralTriangle(sideLength: 2.5,name: "I am a equilateral triangle")
print(t.perimeter)
t.perimeter = 36
print(t.sideLength)
在上面的setter方法中,新增了newValue
,也可以在set
之后显式地设置一个名字。
上面的构造器执行的步骤:
1. 设置子类声明的属性值
2. 调用父类的构造器
3. 改变父类定义的属性值。其他的工作比如调用方法、getters和setters也可以在这个阶段完成。
如果无需计算属性,而且需要再设置一个新值(newValue
)之前或者之后执行某些代码,可以使用willSet
和didSet
。
class NamedShape {
var numberOfSides: Int = 0
var name: String
init(name: String) {
self.name = name
}
func simpleDescription() -> String {
return "A Shape with \(numberOfSides) sides."
}
}
class Square: NamedShape {
var sideLength: Double
init(sideLength: Double,name: String) {
self.sideLength = sideLength
super.init(name: name)
self.numberOfSides = 4
}
func area() -> Double {
return sideLength * sideLength
}
override func simpleDescription() -> String {
return "A square with side of length \(sideLength)."
}
}
class EquilateralTriangle : NamedShape {
var sideLength: Double = 0.0
init(sideLength: Double,name: String) {
self.sideLength = sideLength
super.init(name: name)
self.numberOfSides = 3
}
var perimeter: Double {
get {
return 3.0 * sideLength
}
set {
sideLength = newValue / 3.0
}
}
override func simpleDescription() -> String {
return "A equilateral triangle with sides of length \(sideLength)."
}
}
class TriangleAndSqure {
var triangle: EquilateralTriangle {
willSet {
square.sideLength = newValue.sideLength // 必须写成newValue!
}
}
var square: Square {
willSet {
triangle.sideLength = newValue.sideLength // 必须写成newValue!
}
}
init(size: Double,name: String) {
square = Square(sideLength: size,name: name)
triangle = EquilateralTriangle(sideLength: size,name: name)
}
}
var t = TriangleAndSqure(size: 2.5,name: "I am a triangle and square")
print(t.square.sideLength)
print(t.triangle.sideLength)
t.square = Square(sideLength: 5.2,name: "New name")
print(t.triangle.sideLength)
处理变量的可选值时,你可以在操作(比如方法、属性和子脚本)之前加?
。如果?
之前的值是nil
,?
后面的东西都会被忽略,并且整个表达式返回nil
。否则,?
之后的东西都会被运行。在这两种情况下,整个表达式的值也是一个可选值。
class NamedShape {
var numberOfSides: Int = 0
var name: String
init(name: String) {
self.name = name
}
func simpleDescription() -> String {
return "A Shape with \(numberOfSides) sides."
}
}
class Square: NamedShape {
var sideLength: Double
init(sideLength: Double,name: String) {
self.sideLength = sideLength
super.init(name: name)
self.numberOfSides = 4
}
func area() -> Double {
return sideLength * sideLength
}
override func simpleDescription() -> String {
return "A square with side of length \(sideLength)."
}
}
let optionalSquare: Square? = nil
let sideLength = optionalSquare?.sideLength
print(sideLength) // nil
let optionalSquare2: Square? = Square(sideLength: 2.5,name: "Hello")
let sideLength2 = optionalSquare2?.sideLength
print(sideLength2) // Optional(2.5)
枚举和结构体
enum
创建枚举。和类和其他命名类型一样,枚举可以包含方法。
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)
}
}
}
print(Rank.Ace)
print(Rank.Ace.rawValue)
Rank后面的冒号表示枚举的原始类型是Int。所以只需要设置第一个原始值,剩下的原始值按照顺序赋值。也可以使用字符串或者浮点数作为原始值。rawValue
访问枚举成员的原始值。
使用init?(rawValue:)
初始化构造器在原始值和枚举值之间进行转换。
enum Rank : Int {
case Ace = 1
case Two,Ten
case Jack,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)
}
}
}
var threeDescription = "Hello"
if let convertedRank = Rank(rawValue: 3) {
threeDescription = convertedRank.simpleDescription()
}
print(threeDescription) // 3
var threeDescription2 = "Hello"
if let convertedRank = Rank(rawValue: 100) { // 此时,Rank(rawValue: 100) == nil
print("没有打印") // 的确没有打印
threeDescription2 = convertedRank.simpleDescription()
}
print(threeDescription2) // Hello
枚举的成员值是实际值,并不是原始值的另一种表达方法。实际上,以防原始值没有意义,不需要设置。
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()
print(hearts) // Hearts
print(heartsDescription) // hearts
枚举成员是常量。有两种方式可以引用Hearts
成员:给hearts
常量赋值时,枚举成员Suit
.Hearts
需要用全名来引用,因为常量没有显式指定类型。在switch里,枚举成员使用缩写.Hearts
来引用,因为self的值已经知道是一个suit
。已知变量类型的情况下可以使用缩写。
struct
创建结构体。结构体与类的最大区别在于结构体是传值,类是传引用。
enum Rank : Int {
case Ace = 1
case Two,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)
}
}
}
enum Suit {
case Spades,Clubs
func simpleDescription() -> String {
switch self {
case .Spades:
return "spades"
case .Hearts:
return "hearts"
case .Diamonds:
return "diamonds"
case .Clubs:
return "clubs"
}
}
}
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) // 已知变量类型的情况下枚举可以使用缩写
print(threeOfSpades.simpleDescription())
一个枚举成员的实例可以有实例值。相同枚举成员的实例可以有不同的值。创建实例的时候传入值即可。实例值和原始值是不同的:枚举成员的原始值对于所有实例都是相同的,而且你是在定义枚举的时候设置原始值。
// 考虑从服务器获取日出和日落的时间。服务器会返回正常结果或者错误信息。
enum ServerResponse {
case Result(String,String)
case Error(String)
}
let success = ServerResponse.Result("6:00 am","8:09 pm")
let failure = ServerResponse.Error("Out of cheese.")
switch success {
case let .Result(sunrise,sunset):
let serverResponse = "Sunrise is at \(sunrise) and sunset is at \(sunset)."
case let .Error(error):
let serverResponse = "Failure... \(error)"
}
协议和扩展
使用protocol
声明协议。
protocol ExampleProtocol {
var simpleDescription: String { get }
mutating func adjust()
}
类、枚举和结构体都可以实现协议。
protocol ExampleProtocol {
var simpleDescription: String { get }
mutating func adjust()
}
class SimpleClass: ExampleProtocol {
var simpleDescription: String = "A simple class."
var anotherProperty: Int = 100
func adjust() {
simpleDescription += " Now 100% adjusted."
}
}
struct SimpleStructure: ExampleProtocol {
var simpleDescription: String = "A simple structure"
mutating func adjust() {
simpleDescription += " (adjusted)"
}
}
var a = SimpleClass()
a.adjust()
print(a.simpleDescription)
var b = SimpleStructure()
b.adjust()
print(b.simpleDescription)
注意,在SimpleStructure
需要使用mutating
关键字标记一个会修改结构体的方法。而在SimpleClass
中则无需,因为类中的方法通常可以修改类的属性。这是由于类是传引用而结构体是传值。
使用extension
可以为现有的类型添加功能,比如新的方法和计算属性。可以使用extension
在别处修改定义,甚至是从外部库或者框架引入的一个类型,使得这个类型遵循某个协议。
protocol ExampleProtocol {
var simpleDescription: String { get }
mutating func adjust()
}
extension Int: ExampleProtocol {
var simpleDescription: String {
return "The number \(self)"
}
mutating func adjust() {
self += 100
}
}
print(2.simpleDescription)
// 2.adjust() // error: cannot use mutating member on immutable value: function call returns immutable value
extension Double {
func absoluteValue() -> Double {
return self < 0 ? -self : self
}
}
print((-3.2).absoluteValue())
可以像使用其他命名类型一样使用协议名。当处理的类型是协议类型时,协议外定义的方法不可用。
protocol ExampleProtocol {
var simpleDescription: String { get }
mutating func adjust()
}
class SimpleClass: ExampleProtocol {
var simpleDescription: String = "A simple class."
var anotherProperty: Int = 100
func adjust() {
simpleDescription += " Now 100% adjusted."
}
}
var a = SimpleClass()
var p = a // 自动推断为SimpleClass类型
print(p.anotherProperty)
var pp: ExampleProtocol = a // 类型是ExampleProtocol
// print(pp.anotherProperty) // error: value of type 'ExampleProtocol' has no member 'anotherProperty'
即使protocolValue
变量运行时的类型是SimpleClass
,编译器会把它的类型当做ExampleProtocol
。这表示你不能调用类在它实现的协议之外实现的方法或者属性。
泛型
在尖括号里写一个名字来创建一个泛型函数或者类型。
func repeatItem<Item>(item: Item,numberOfTimes: Int) -> [Item] {
var result = [Item]()
for _ in 0..<numberOfTimes { // 使用_
result.append(item)
}
return result
}
var r = repeatItem("Hello",numberOfTimes: 5)
print(r)
// Reimplement the Swift standard library's optional type
enum OptionalValue<Wrapped> {
case None
case Some(Wrapped)
}
var possibleInteger: OptionalValue<Int> = .None
print(possibleInteger) // None
possibleInteger = .Some(100)
print(possibleInteger) // Some(100)
在类型名后面使用where来指定对类型的需求,比如,限定类型实现某一个协议,限定两个类型是相同的,或者限定某个类必须有一个特定的父类。
func anyCommonElements <T: SequenceType,U: SequenceType where T.Generator.Element: Equatable,T.Generator.Element == U.Generator.Element> (lhs: T,_ rhs: U) -> Bool {
for lhsItem in lhs {
for rhsItem in rhs {
if lhsItem == rhsItem {
return true
}
}
}
return false
}
var r = anyCommonElements([1,3],[3])
print(r) // true
<T: Equatable>
和<T where T: Equatable>
是等价的。