Swift 导览
按照传统，学习 Swift 这门新的编程语言要做的第一件事就是输出 "Hello, world!"，而这只要一行代码。
print("Hello, world!")
// Prints "Hello, world!"
如果你写过 C 或者 Objective-C 代码，那这段语法应该并不陌生。而在 Swift 中，这一行代码即是一个完整的程序了：即你不需要导入任何的包来获得需要的功能，例如处理输入、输出或者字符串；写在全局作用域下的代码即是程序的入口，所以也不再需要一个 main() 函数。而且，如你所见，不需要在每行代码结束加一个分号。
接下来会向你展示使用 Swift 完成一系列的编程任务，进而帮助你掌握足够的信息来开启 Swift 编程之旅。如果有不懂的也请不用担心，因为本书会在后面的章节中展开详细的介绍。
注意
为了最佳体验，请在 Xcode 中打开本章的 playground。使用 Playgrounds 可以即时编辑代码列表并查看结果。
简单值
使用 let 创建常量，var 创建变量。在编译时不需要知道常量的值，但你只能且必须为其赋值一次。也就是说，你可以使用常量命名一个值，并在多个地方使用。
var myVariable = 42
myVariable = 50
let myConstant = 42
Inferred Type
一个常量或变量的值必须与类型保持一致。然而，你并不需要显式地声明变量类型。编译器会通过常量或变量的赋值来推断它的类型。在上面的示例中，编译器推断 myVariable 的类型为整数，因为它的初始值是一个整数。
如果初始值没有足够的信息（或没有初始值），在变量后跟一个冒号，空格，然后写上类型声明。
let implicitInteger = 70
let implicitDoube = 70.0
let explicitDouble: Double = 70
练习
创建一个常量，显式声明类型为
Float值为 4
值不能进行隐式类型转换。如果你想把一个值转换为不同的类型，需要显式创建一个该类型的实例。
let label = "The width is "
let width = 94
let widthLabel = label + String(width)
练习
试一下删除最后一行的
String类型转换，看看会报什么错？
Including Values in Strings
有一种更简便的方式可以在字符串中包含其他值：把值写在括号内，同时在前面加一个反斜杠()。例如：
let apples = 3
let oranges = 5
let appleSummary = "I have \(apples) aplles."
let fruitSummary = "I have \(apples + oranges) pieces of fruit."
练习
使用
\()创建一个包含浮点运算和一个人名的问候语字符串。
Multiple Lines
使用三个双引号（"""）包含多行字符串。只要和结尾引号的缩进匹配，每行开头的缩进都会被删除。例如：
let quotation = """
I said "I have \(apples) apples."
And then I said "I have \(apples + oranges) pieces of fruit."
Creating Array or Dictionary
使用中括号（[]）创建数组或字典，并使用带中括号的下标（index）或键（key）来访问元素。在最后一个元素后加上一个逗号是没问题的。
var shoppingList = ["catfish", "water", "tulips"]
shoppingList[1] = "bottle of water"
var occupations = [
"Malcolm": "Captain",
"Kaylee": "Mechanic",
]
occupations["Jayne"] = "Public Relations"
当你在数组中添加元素时会自动增长。
shoppingList.append("blue paint")
print(shoppingList)
使用初始化语句创建空的数组或字典。
let emptyArray: [String] = []
let emptyDictionary: [String: Float] = [:]
如果可以推断类型信息，可以把空数组写成 [] 或空字典写成 [:] —— 例如，当你想给变量赋一个新值或者在函数传参时。
shoppingList = []
occupations = [:]
控制流
条件判断使用 if 或 switch，循环语句使用 for-in, while 和 repeat-while。条件判断或循环变量外的小括号不是必须的，但控制体的大括号是必须的。
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"
在 if 声明中，条件必须是布尔表达式——即像 if score { ... } 这样的语句是错误的，不存在隐式地与零比较。
Optional Value
可以使用 if 和 let 一起处理可能缺失的值，即可选值。一个可选值要么包含一个值，要么包含 nil 即表示缺失。在值类型后添加一个问号（?）标记该值为可选值。
var optionalString: String? = "Hello"
print(optionalString == nil)
// Prints "false"
var optionalName: String? = "John Appleseed"
var greeting = "Hello!"
if let name = optionalName {
greeting = "Hello, \(name)"
}
练习
把
optionalName改为nil。你会得到什么？添加一个else语句判断当optionalName为nil时输出不同的问候语。
如果可选值是 nil ，那条件即为 false 则大括号内的代码就会被跳过。否则，可选值会被解包并赋值给以 let 声明的常量，然后就可在代码块中使用该值。
另一种处理可选值的方法时使用 ?? 操作符提供默认值。如果可选值缺失，则使用默认值代替。
let nickname: String? = nil
let fullName: String = "John Appleseed"
let informalGreeting = "Hi \(nickname ?? fullName)"
Using where in switch
switch 支持任意类型的数据和各种比较操作——不仅限于整数或做相等判断。
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 sandwitch.")
case let x where x.hasSuffix("pepper"):
print("Is it a spicy \(x)?")
default:
print("Everything tasts good in soup")
}
练习
试着删除
default，看一下会得到什么错误。
请注意示例中是如何使用 let 将模式中的值赋值给一个常量的。
运行完与 case 匹配的代码后，程序会自动退出 switch。也就是说代码不会自动执行到下一个 case 的判断，所以无需在每个 case 代码块的末尾显式地去 break。
Interating in a Dictionary
使用 for-in 遍历字典时，可以使用一组名称作为键值对的命名。注意字典是无序集合，所以遍历并不会有序进行。
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 (_, numbers) in interestingNumbers {
for number in numbers {
if number > largest {
largest = number
}
}
}
print(largest)
// Print "25"
练习
把
_替换为一个变量名，并找出最大的数字属于哪一分类。
while
使用 while 重复执行一段代码直到条件发生变化。可以把条件放到后面，以保证代码至少会执行一次。
var n = 2
while n < 100 {
n *= 2
}
print(n)
// Prints "128"
var m = 2
repeat {
m *= 2
} while m < 100
// Prints "128"
可以使用 ..< 限制循环中下标的范围。
var total = 0
for i in 0..<4 {
total += i
}
print(total)
// Prints "6"
使用 ..< 创建的范围不包含最大值，使用 ... 创建一个包含最大值的范围。
函数和闭包
使用 func 声明函数。在函数名后加上括号或把参数放在括号内调用函数。使用 -> 分隔函数返回的类型和参数声明。
func greet(person: String, day: String) -> String {
return "Hello \(person), today is \(day)."
}
greet(person: "Bob", day: "Tuesday")
练习
删除参数
day，在问候语中添加一个参数表示今天的特价菜。
函数默认使用参数名作为参数标签。可以在参数名前单独声明参数标签，或者用 _ 表示不使用参数标签。
func greet(_ person: String, on day: String) -> String {
return "Hello \(person), today is \(day)."
}
greet("John", on: "Wednesday")
Tuple
使用元组生成复合值，例如，从函数返回多个值。元组的元素可以通过名称或数字引用。
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"
Nesting Funcitons
函数是可以嵌套的。嵌套的函数可以访问外部函数域内变量。嵌套函数用在较长或复杂的函数中利于组织代码。
func returnFifteen() -> Int {
var y = 10
func add() {
y += 5
}
add()
return y
}
returnFifteen()
Function the First-class Type
函数是一等类型，这就意味着可以把函数作为另一函数的返回值。
func makeIncrementer() -> ((Int) -> Int) {
func addOne(number: Int) -> Int {
return 1 + number
}
return addOne
}
var increment = makeIncrementer()
increment(7)
函数也可以作为另一函数的参数。
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)
函数实际是一种特殊的闭包：可以被稍后调用的代码块。闭包内的代码可以访问创建闭包的域内变量或函数，即使闭包是在不同的域内被执行。嵌套函数就是一个例子。可以使用大括号（{}）包裹代码块的方式创建闭包，用 in 来把参数及返回类型和函数体分隔开。
numbers.map({ (number: Int) -> Int in
let result = 3 * number
return result
})
练习
重写上面的闭包，当遇到奇数时返回为零。
可以以更简洁的方式创建闭包。当闭包类型为已知的，例如委托（delegate）回调，闭包的参数类型、返回类型可以被忽略掉。单语句闭包会把该语句的值作为返回结果。
let mappedNumbers = numbers.map({ number in 3 * number })
print(mappedNumbers)
// Prints "[60, 57, 21, 36]"
可以通过数字代替名称引用参数，尤其是在较短的闭包中这种方式很有用。当闭包作为函数的最后一个参数传入时，可以直接写在括号内，如果闭包是该函数的唯一参数，那括号可以略掉。
let sortedNumbers = numbers.sorted { $0 > $1 }
print(sortedNumbers)
// Prints "[20, 19, 12, 7]"
对象和类
使用 class 关键字后跟名称创建类。在类内声明属性跟创建一个变量或常量是一样的，区别仅在于属性是在类上下文。同样的类方法的声明跟创建函数的方式一样。
class Shape {
var numberOfSides = 0
func simpleDescription() -> String {
return "A shape with \(numberOfSides) sides."
}
}
练习
用
let创建一个常量，然后在创建一个接受参数的方法。
在类名后加一对括号来创建该类的实例。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()
上面这个 Shape 类缺少了重要的东西：创建实例的初始化方法。使用 init 创建初始化方法。
class NamedShpae {
var numberOfSides: Int = 0
var name: String
init(name: String) {
self.name = name
}
func simpleDescription() -> String {
return "A shape with \(numberOfSides) sides."
}
}
请注意这里是如何使用 self 区分属性和初始化方法的参数的。当调用初始化方法创建一个类的实例时，参数会像调用函数一样传递给实例。每一个属性都需要赋值——可以在声明时（ numberOfSides）或在初始化方法中（name）。
在对象被释放前，可以在析构函数（deinit）中做一些清理工作。
Subclass
子类继承，可以在子类后加冒号、空格跟父类名。不存在根类，所以可以根据需要创建类，继承或不继承自其他类。
可以使用 override 重写父类方法，如果不小心在没有使用 override 的前提下声明了一个父类存在的方法，编译器会报错。尝试重写一个父类本就不存在的方法也会报错。
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()
练习
创建一个
NamedShape子类Circle，包含radius和name作为初始化方法参数。并在Circle类中实现area()和simpleDescription()方法。
Computed Properties
除存储属性（stored property）外，还有使用 getter 和 setter 的计算属性。
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 set 方法中，新值被隐式地命名为 newValue 。也可以在 set 后括号内显式命名。
请注意 EquilateralTriangle 类的初始化有三个步骤：
- 设置子类声明的属性
- 调用父类初始化
- 修改父类声明的属性。以及其他方法调用，
getter或setter的访问都在这时
如果你不需要计算属性，但仍然要在新值被设置前或后执行一些任务，可以使用 willSet 或 didSet 监听。监听代码会在初始化方法之外的，当属性发生变更时被调用。例如下面的代码会保证设置的三角形和正方形边长始终保持一致。
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，可以在操作符前加一个 ?再调用方法、属性或者下标。如果 ? 前的值是 nil ，那后面的所有操作都会进返回 nil 。否则可选值会被解包，然后执行 ? 后的操作。这两种情况下，整个表达式的结果都是可选值。
let optionalSquare: Square? = Square(sideLength: 2.5, name: "optional square")
let sideLength = optionalSquare?.sideLength
枚举和结构体
使用 enum 声明枚举。就像类或其他命名的类型一样，枚举也可以有方法。
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.rankValue
练习
写一个函数通过比较原始值来比较
Rank值。
默认情况下，Swift 给枚举赋值从零开始并加一递增，但你可以显式地指定枚举原始值。在上面的例子中 Ace 显式赋值为 1 ，其余的会按顺序递增赋值。也可以用字符或浮点数作为枚举的原始类型。枚举原始值可以使用 rawValue 属性获取。
使用 init?(rawValue:) 通过原始值初始化一个枚举。如果匹配该值的枚举存在则返回枚举值，否则会返回 nil 。
if let convertedRank = Rank(rawValue: 3) {
let threeDescription = convertedRank.simpleDescription()
}
枚举值是真实值，而非原始值的另一种写法。事实上，当原始值没有意义的时候，也不是必须的。
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()
练习
给
Suit添加一个color()方法，使得spades和clubs返回black，hearts和diamonds返回red。
请注意上例中两种对 hearts 的引用方式：当赋值给常量 hearts 时，使用完整的声明方式 Suit.hearts ，因为这个常量没有显式地声明类型。而在枚举内部则简写为 .hearts，这是因为我们已经知道了这里的 self 即是 Suit。当类型已知时可以使用简写的方式。
Associated Enumeration
如果枚举有原始值，那该值在声明时就已经决定了，也就是说，相同的枚举值拥有相同的原始值。另一种情况是，枚举成员可以拥有不同的值——你可以在创建枚举实例时指定该值，且相同的枚举成员的不同实例可以拥有不同的值。你可以把枚举成员的相关当作是其实例的存储值。例如这样一种情况，你需要从服务器获取日出和日落的时间。服务器要么返回请求的信息，要么返回一个错误描述。
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."
练习
添加第三种枚举成员，并在
switch中做判断。
请注意，日出和日落时间是如何利用 switch 从 ServerResponse 值中提取出来的。
struct
使用 struct 关键字创建结构体。结构体支持像类一样的多种行为，例如方法、初始化等。结构体和类最不同的一点就是，当他们在代码中传递时，结构体会被拷贝为一个新的实例，而类是传递实例的引用。
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()
练习
创建一个函数返回一整套牌，排行每张牌的
rank和suit组合
协议和扩展
协议
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遵循协议。
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
练习
为
ExampleProtocol添加另一要求。然后你需要如何修改SimpleClass和SimpleStructure以让其依然遵循协议呢？
mutating
请注意，在 SimpleSturcture 中使用了 mutating 关键字标记一个方法，它会更改结构体。而在 SimpleClass 中不需要这么做，因为类方法总能对类作出修改。
扩展
使用 extension 为已有类型增加功能，例如一些新的方法或者计算属性。你可以使用扩展的方式来让一个其他地方声明的类型遵从某一个协议，甚至该类型是你从一个框架或库中导入的。
extension Int: ExampleProtocol {
var simpleDescription: String {
return "The number \(self)"
}
mutating func adjust() {
self += 42
}
}
print(7.simpleDescription)
// Prints "The number 7"
练习
为
Double类型创建一个扩张，增加一个absoluteValue属性。
Protocol Type
你可以像使用其他命名类型那样使用协议名——例如，创建一个包含了各种类型的对象的集合，当这些对象都遵循一个协议。然而，当你使用协议类型声明了一些值的时候，协议外的方法是不可用的。
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 的运行时类型是 SimpleClass，编译器仍然按 ExampleProtocol 处理它。也就是说，你无法访问该类实现的协议之外的方法或者属性。
错误处理
任意遵从 Error 协议的类型都可以表示错误。
enum PrinterError: Error {
case outOfPaper
case noToner
case onFire
}
使用 throw 抛出错误，使用 throws 标记函数可能抛出错误。如果一个函数抛出了错误，那函数会立刻返回，然后在调用该函数的代码中得到一个错误，并进行处理。
func send(job: Int, toPrinter printerName: String) throws -> String {
if printerName == "Never Has Toner" {
throw PrinterError.noToner
}
return "Job sent"
}
有几种方式可以处理错误。一种是使用 do - catch 语句。在 do 代码块中，在一段可能抛出错误的代码前使用 try 关键字做标记。而在 catch 代码块中，错误会自动命名为 error，你可以可以指定别的名称。
do {
let printerResponse = try send(job: 1040, toPrinter: "Bi Sheng")
print(printerResponse)
} catch {
print(error)
}
// Prints "Job sent"
练习
把打印机名称改为
Never Has Toner，让send(job:toPrinter:)抛出错误。
可以使用多个 catch 捕获具体的错误。catch 代码的写法与 case 类似。
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"
练习
在
do代码块中抛出一个错误。如果要第一个catch捕获需要抛出声明错误？或者是第二个、第三个呢？
处理错误的另一种方式是使用 try? 语句，把代码结果转换为可选值。如果函数抛出错误，错误会被忽略，结果为 nil。否则，结果则是包含函数返回值的可选值。
let printerSuccess = try? send(job: 1884, toPrinter: "Mergenthaler")
let printerFailure = try? send(job: 1885, toPrinter: "Never Has Toner")
defer
使用 defer 声明一个代码块，使其在函数返回前，执行完函数内其他代码后运行。即使函数会抛出一个错误，defer 代码块扔回被执行。可以使用 defer 代码执行创建或者清理操作，即使这两种情况在不同的时间点触发。
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
使用尖括号创建一个泛型函数或类型。
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)
可以在函数、方法，或者是类、枚举、结构体中使用泛型。
// Reimplement the Swift standard library's optional type
enum OptionalValue<Wrapped> {
case none
case some(Wrapped)
}
var possibleInteger: OptionalValue<Int> = .none
possibleInteger = .some(100)
在主体前使用 where 声明一个需求列表——例如要求参数类型需要实现某一协议，保证两个类型是一样的，或者继承自指定的父类。
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])
练习
修改
anyCommonElements(_:_:)函数，使其返回一个数组包含任意两个序列的共有元素。
<T: Equatable> 与 <T> ... where T: Equatable 两种写法意义相同。