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Swift初体验

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通常来说,编程语言教程中的第一个程序应该在屏幕上打印“Hello, world”。在 Swift 中,可以用一行代码实现:

println ("hello, world")

如果你写过 C 或者 Objective-C 代码,那你应该很熟悉这种形式——在 Swift 中,这行代码就是一个完整的程序。你不需要为了输入输出或者字符串处理导入一个单独的库。全局作用域中的代码会被自动当做程序的入口点,所以你也不需要main函数。你同样不需要在每个语句结尾写上分号。

这个教程会通过一系列编程例子来让你对 Swift 有初步了解,如果你有什么不理解的地方也不用担心——任何本章介绍的内容都会在后面的章节中详细讲解。

注意:为了获得最好的体验,在 Xcode 当中使用代码预览功能。代码预览功能可以让你编辑代码并实时看到运行结果。

简单值

使用let来声明常量,使用var来声明变量。一个常量的值在编译时并不需要获取,但是你只能为它赋值一次。也就是说你可以用常量来表示这样一个值:你只需要决定一次,但是需要使用很多次。


var myVariable = 42 
myVariable = 50 
let myConstant = 42 

常量或者变量的类型必须和你赋给它们的值一样。然而,声明时类型是可选的,声明的同时赋值的话,编译器会自动推断类型。在上面的例子中,编译器推断出myVariable是一个整数(integer)因为它的初始值是整数。

如果初始值没有提供足够的信息(或者没有初始值),那你需要在变量后面声明类型,用冒号分割。


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

练习:创建一个常量,显式指定类型为Float并指定初始值为4。

值永远不会被隐式转换为其他类型。如果你需要把一个值转换成其他类型,请显式转换。


let label = "The width is" 
let width = 94 
let widthLabel = label + String (width) 

练习:删除最后一行中的String,错误提示是什么?

有一种更简单的把值转换成字符串的方法:把值写到括号中,并且在括号之前写一个反斜杠。例如:


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

练习:使用\ ()来把一个浮点计算转换成字符串,并加上某人的名字,和他打个招呼。

使用方括号[]来创建数组和字典,并使用下标或者键(key)来访问元素。


var shoppingList = ["catfish", "water", "tulips", "blue paint"] 
shoppingList[1] = "bottle of water" 
  
var occupations = [ 
    "Malcolm": "Captain", 
    "Kaylee": "Mechanic", 
] 
occupations["Jayne"] = "Public Relations" 

要创建一个空数组或者字典,使用初始化语法。


let emptyArray = String[] () 
let emptyDictionary = Dictionary () 

如果类型信息可以被推断出来,你可以用[]和[:]来创建空数组和空字典——就像你声明变量或者给函数传参数的时候一样。


shoppingList = []   // 去逛街并买点东西 

控制流

使用if和switch来进行条件操作,使用for-in、for、while和do-while来进行循环。包裹条件和循环变量括号可以省略,但是语句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 
    } 
} 
teamScore 

在if语句中,条件必须是一个布尔表达式——像if score { ... }这样的代码是错误的。

你可以一起使用if和let来处理值缺失的情况。有些变量的值是可选的。一个可选的值可能是一个具体的值或者是nil,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 optionalString: String? = "Hello" 
optionalString == nil 
  
var optionalName: String? = "John Appleseed" 
var greeting = "Hello!" 
if let name = optionalName { 
    greeting = "Hello, \ (name)" 
} 

练习:把optionalName改成nil,greeting会是什么?添加一个else语句,当optionalName是nil时给greeting赋一个不同的值。

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。

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。


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

练习:删除default语句,看看会有什么错误?

运行switch中匹配到的子句之后,程序会退出switch语句,并不会继续向下运行,所以不需要在每个子句结尾写break。

你可以使用for-in来遍历字典,需要两个变量来表示每个键值对。


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 
        } 
    } 
} 
largest 

练习:添加另一个变量来记录哪种类型的数字是最大的。

使用while来重复运行一段代码直到不满足条件。循环条件可以在开头也可以在结尾。


var n = 2 
while n < 100 { 
    n = n * 2 
} 
n 
  
var m = 2 
do { 
    m = m * 2 
} while m < 100 
m 

你可以在循环中使用..来表示范围,也可以使用传统的写法,两者是等价的:


var firstForLoop = 0 
for i in 0..3 { 
    firstForLoop += i 
} 
firstForLoop 
  
var secondForLoop = 0 
for var i = 0; i < 3; ++i { 
    secondForLoop += 1 
} 
secondForLoop 

使用..创建的范围不包含上界,如果想包含的话需要使用...。

函数和闭包

使用func来声明一个函数,使用名字和参数来调用函数。使用->来指定函数返回值。


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

练习:删除day参数,添加一个参数来表示今天吃了什么午饭。

使用一个元组来返回多个值。


func getGasPrices () ->  (Double, Double, Double) { 
    return  (3.59, 3.69, 3.79) 
} 
getGasPrices () 

函数的参数数量是可变的,用一个数组来获取它们:


func sumOf (numbers: Int...) -> Int { 
    var sum = 0 
    for number in numbers { 
        sum += number 
    } 
    return sum 
} 
sumOf () 
sumOf (42, 597, 12) 

练习:写一个计算参数平均值的函数。

函数可以嵌套。被嵌套的函数可以访问外侧函数的变量,你可以使用嵌套函数来重构一个太长或者太复杂的函数。


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

函数是一等公民,这意味着函数可以作为另一个函数的返回值。


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

函数也可以当做参数传入另一个函数。


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 (numbers, lessThanTen) 

函数实际上是一种特殊的闭包,你可以使用{}来创建一个匿名闭包。使用in来分割参数并返回类型。


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

练习:重写闭包,对所有奇数返回0。

有很多种创建闭包的方法。如果一个闭包的类型已知,比如作为一个回调函数,你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当做结果返回。

你可以通过参数位置而不是参数名字来引用参数——这个方法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一个函数的时候,它可以直接跟在括号后面。


sort ([1, 5, 3, 12, 2]) { $0 > $1 } 

对象和类

使用class和类名来创建一个类。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。


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

练习:使用let添加一个常量属性,再添加一个接收一个参数的方法。

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。


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

这个版本的Shape类缺少了一些重要的东西:一个构造函数来初始化类实例。使用init来创建一个构造器。


class NamedShape { 
    var numberOfSides: Int = 0 
    var name: String 
  
    init (name: String) { 
        self.name = name 
    } 
  
    func simpleDescription () -> String { 
        return "A shape with \ (numberOfSides) sides." 
    } 
} 

注意:self被用来区别实例变量。当你创建实例的时候,像传入函数参数一样给类传入构造器的参数。每个属性都需要赋值——无论是通过声明(就像numberOfSides)还是通过构造器(就像name)。

如果你需要在删除对象之前进行一些清理工作,使用deinit创建一个析构函数。

子类的定义方法是在它们的类名后面加上父类的名字,用冒号分割。创建类的时候并不需要一个标准的根类,所以你可以忽略父类。

子类如果要重写父类的方法的话,需要用override标记——如果没有添加override就重写父类方法的话编译器会报错。编译器同样会检测override标记的方法是否确实在父类中。


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NamedShape的另一个子类Circle,构造器接收两个参数,一个是半径一个是名称,实现area和describe方法。

属性可以有 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 triagle with sides of length \ (sideLength)." 
    } 
} 
var triangle = EquilateralTriangle (sideLength: 3.1, name: "a triangle") 
triangle.perimeter 
triangle.perimeter = 9.9 
triangle.sideLength 

在perimeter的 setter 中,新值的名字是newValue。你可以在set之后显示的设置一个名字。

注意EquilateralTriangle类的构造器执行了三步:
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。

如果你不需要计算属性但是需要在设置一个新值之前运行一些代码,使用willSet和didSet。

比如,下面的类确保三角形的边长总是和正方形的边长相同。


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") 
triangleAndSquare.square.sideLength 
triangleAndSquare.triangle.sideLength 
triangleAndSquare.square = Square (sideLength: 50, name: "larger square") 
triangleAndSquare.triangle.sideLength 

类中的方法和一般的函数有一个重要的区别,函数的参数名只在函数内部使用,但是方法的参数名需要在调用的时候显式说明(除了第一个参数)。默认情况下,方法的参数名和它在方法内部的名字一样,不过你也可以定义第二个名字,这个名字被用在方法内部。


class Counter { 
    var count: Int = 0 
    func incrementBy (amount: Int, numberOfTimes times: Int) { 
        count += amount * times 
    } 
} 
var counter = Counter () 
counter.incrementBy (2, numberOfTimes: 7) 

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。


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

枚举和结构体

使用enum来创建一个枚举。就像类和其他所有命名类型一样,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.toRaw ()) 
        } 
    } 
} 
let ace = Rank.Ace 
let aceRawValue = ace.toRaw () 

练习:写一个函数,通过比较它们的原始值来比较两个Rank值。

在上面的例子中,枚举原始值的类型是Int,所以你只需要设置第一个原始值。剩下的原始值会按照顺序赋值。你也可以使用字符串或者浮点数作为枚举的原始值。

使用toRaw和fromRaw函数来在原始值和枚举值之间进行转换。


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

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,如果原始值没有意义,你不需要设置。


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 () 

练习:给Suit添加一个color方法,对spades和clubs返回“black”,对hearts和diamonds返回“red”。

注意: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你可以使用缩写。

使用struct来创建一个结构体。结构体和类有很多相同的地方,比如方法和构造器。它们结构体之间最大的一个区别就是 结构体是传值,类是传引用。


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:给Card添加一个方法,创建一副完整的扑克牌并把每张牌的rank和suit对应起来。

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。

例如,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)" 
} 

练习:给ServerResponse和switch添加第三种情况。

注意:如何从ServerResponse中提取日升和日落时间。

接口和扩展

使用protocol来声明一个接口。


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

类、枚举和结构体都可以实现接口。


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:写一个实现这个接口的枚举。

注意:声明SimpleStructure时候mutating关键字用来标记一个会修改结构体的方法。SimpleClass的声明不需要标记任何方法因为类中的方法经常会修改类。

使用extension来为现有的类型添加功能,比如添加一个计算属性的方法。你可以使用扩展来给任意类型添加协议,甚至是你从外部库或者框架中导入的类型。


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

练习:给Double类型写一个扩展,添加absoluteValue功能。

你可以像使用其他命名类型一样使用接口名——例如,创建一个有不同类型但是都实现一个接口的对象集合。当你处理类型是接口的值时,接口外定义的方法不可用。


let protocolValue: ExampleProtocol = a 
protocolValue.simpleDescription 
// protocolValue.anotherProperty  // Uncomment to see the error 

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接口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 repeat (item: ItemType, times: Int) -> ItemType[] { 
    var result = ItemType[] () 
    for i in 0..times { 
        result += item 
    } 
    return result 
} 
repeat ("knock", 4) 

你也可以创建泛型类、枚举和结构体。


// Reimplement the Swift standard library's optional type 
enum OptionalValue { 
    case None 
    case Some (T) 
} 
var possibleInteger: OptionalValue = .None 
possibleInteger = .Some (100) 

在类型名后面使用where来指定一个需求列表——例如,要限定实现一个协议的类型,需要限定两个类型要相同,或者限定一个类必须有一个特定的父类。


func anyCommonElements   (lhs: T, rhs: U) -> Bool { 
    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函数来创建一个函数,返回一个数组,内容是两个序列的共有元素。

简单起见,你可以忽略where,只在冒号后面写接口或者类名。是等价的。

原文:[A Swift Tour] (https://developer.apple.com/library/prerelease/ios/documentation/Swift/Conceptual/Swift_Programming_Language/GuidedTour.html#//apple_ref/doc/uid/TP40014097-CH2-XID_1)

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Swift系列文章中文版由CocoaChina翻译小组翻译自苹果的官方文档:The Swift Programming Language。纯净的天空做了二次整理校对。

本文由《纯净的天空》出品。文章地址: https://vimsky.com/article/2483.html,未经允许,请勿转载。