swift——基礎部分

常量和變量

常量和變量把一個名字(比如maximumNumberOfLoginAttempts或者welcomeMessage)和一個指定類型的值(比如數字10或者字符串"Hello")關聯起來。常量的值一旦設定就不能改變,而變量的值可以隨意更改。

聲明常量和變量

常量和變量必須在使用前聲明,用let來聲明常量,用var來聲明變量。下面的例子展示了如何用常量和變量來記錄用戶嘗試登錄的次數:

let maximumNumberOfLoginAttempts = 10
var currentLoginAttempt = 0

這兩行代碼可以被理解為:

“聲明一個名字是maximumNumberOfLoginAttempts的新常量,并給它一個值10。然后,聲明一個名字是currentLoginAttempt的變量并將它的值初始化為0?!?/p>

在這個例子中,允許的最大嘗試登錄次數被聲明為一個常量,因為這個值不會改變。當前嘗試登錄次數被聲明為一個變量,因為每次嘗試登錄失敗的時候都需要增加這個值。

可以在一行中聲明多個常量或者多個變量,用逗號隔開:

var x = 0.0, y = 0.0, z = 0.0

注意:
如果代碼中有不需要改變的值,請使用let關鍵字將它聲明為常量。只將需要改變的值聲明為變量。

類型標注

當聲明常量或者變量的時候可以加上類型標注(type annotation),說明常量或者變量中要存儲的值的類型。如果要添加類型標注,需要在常量或者變量名后面加上一個冒號和空格,然后加上類型名稱。

這個例子給welcomeMessage變量添加了類型標注,表示這個變量可以存儲String類型的值:

var welcomeMessage: String

聲明中的冒號代表著“是...類型”,所以這行代碼可以被理解為:

“聲明一個類型為String,名字為welcomeMessage的變量?!?/p>

“類型為String”的意思是“可以存儲任意String類型的值?!?/p>

welcomeMessage變量現在可以被設置成任意字符串:

welcomeMessage = "Hello"

可以在一行中定義多個同樣類型的變量,用逗號分割,并在最后一個變量名之后添加類型標注:

var red, green, blue: Double

注意:
一般來說很少需要寫類型標注。如果在聲明常量或者變量的時候賦了一個初始值,Swift可以推斷出這個常量或者變量的類型。在上面的例子中,沒有給welcomeMessage賦初始值,所以變量welcomeMessage的類型是通過一個類型標注指定的,而不是通過初始值推斷的。

常量和變量的命名

可以用任何字符作為常量和變量名,包括 Unicode 字符:

let π = 3.14159
let 你好 = "你好世界"
let ???? = "dogcow"

常量與變量名不能包含數學符號,箭頭,保留的(或者非法的)Unicode 碼位,連線與制表符。也不能以數字開頭,但是可以在常量與變量名的其他地方包含數字。

一旦將常量或者變量聲明為確定的類型,就不能使用相同的名字再次進行聲明,或者改變其存儲的值的類型。同時,也不能將常量與變量進行互轉。

注意:
如果需要使用與Swift保留關鍵字相同的名稱作為常量或者變量名,可以使用反引號(`)將關鍵字包圍的方式將其作為名字使用。無論如何,應當避免使用關鍵字作為常量或變量名,除非別無選擇。

可以更改現有的變量值為其他同類型的值,在下面的例子中,friendlyWelcome的值從"Hello!"改為了"Bonjour!":

var friendlyWelcome = "Hello!"
friendlyWelcome = "Bonjour!"
// friendlyWelcome 現在是 "Bonjour!"

與變量不同,常量的值一旦被確定就不能更改了。嘗試這樣做會導致編譯時報錯:

let languageName = "Swift"
languageName = "Swift++"
// 這會報編譯時錯誤 - languageName 不可改變

輸出常量和變量

可以用print(_:separator:terminator:)函數來輸出當前常量或變量的值:

print(friendlyWelcome)
// 輸出 "Bonjour!"

print(_:separator:terminator:)是一個用來輸出一個或多個值到適當輸出區的全局函數。如果用 Xcode,print(_:separator:terminator:)將會輸出內容到“console”面板上。separatorterminator參數具有默認值,因此調用這個函數的時候可以忽略它們。默認情況下,該函數通過添加換行符來結束當前行。如果不想換行,可以傳遞一個空字符串給terminator參數--例如,print(someValue, terminator:"")。

Swift 用字符串插值(string interpolation)的方式把常量名或者變量名當做占位符加入到長字符串中,Swift 會用當前常量或變量的值替換這些占位符。將常量或變量名放入圓括號中,并在開括號前使用反斜杠將其轉義:

print("The current value of friendlyWelcome is \(friendlyWelcome)")
// 輸出 "The current value of friendlyWelcome is Bonjour!

注釋

請將代碼中的非執行文本注釋成提示或者筆記以方便將來閱讀。Swift 的編譯器將會在編譯代碼時自動忽略掉注釋部分。

Swift 中的注釋與 C 語言的注釋非常相似。單行注釋以雙正斜杠(//)作為起始標記:

// 這是一個注釋

也可以進行多行注釋,其起始標記為單個正斜杠后跟隨一個星號(/*),終止標記為一個星號后跟隨單個正斜杠(*/):

/* 這是一個,
多行注釋 */

與 C 語言多行注釋不同,Swift 的多行注釋可以嵌套在其它的多行注釋之中。可以先生成一個多行注釋塊,然后在這個注釋塊之中再嵌套成第二個多行注釋。終止注釋時先插入第二個注釋塊的終止標記,然后再插入第一個注釋塊的終止標記:

/* 這是第一個多行注釋的開頭
/* 這是第二個被嵌套的多行注釋 */
這是第一個多行注釋的結尾 */

通過運用嵌套多行注釋,可以快速方便的注釋掉一大段代碼,即使這段代碼之中已經含有了多行注釋塊。

分號

與其他大部分編程語言不同,Swift 并不強制要求在每條語句的結尾處使用分號(;),當然,也可以按照自己的習慣添加分號。有一種情況下必須要用分號,即在同一行內寫多條獨立的語句:

let cat = "??"; print(cat)
// 輸出 "??"

整數

整數就是沒有小數部分的數字,比如42-23。整數可以是有符號(正、負、零)或者無符號(正、零)。

Swift 提供了8,16,32和64位的有符號和無符號整數類型。這些整數類型和 C 語言的命名方式很像,比如8位無符號整數類型是UInt8,32位有符號整數類型是Int32。就像 Swift 的其他類型一樣,整數類型采用大寫命名法。

整數范圍

可以訪問不同整數類型的minmax屬性來獲取對應類型的最小值和最大值:

let minValue = UInt8.min  // minValue 為 0,是 UInt8 類型
let maxValue = UInt8.max  // maxValue 為 255,是 UInt8 類型

minmax所傳回值的類型,正是其所對的整數類型(如上例UInt8, 所傳回的類型是UInt8),可用在表達式中相同類型值旁。

Int

一般來說,不需要專門指定整數的長度。Swift 提供了一個特殊的整數類型Int,長度與當前平臺的原生字長相同:

  • 在32位平臺上,IntInt32長度相同。
  • 在64位平臺上,IntInt64長度相同。

除非需要特定長度的整數,一般來說使用Int就夠了。這可以提高代碼一致性和可復用性。即使是在32位平臺上,Int可以存儲的整數范圍也可以達到-2,147,483,648~2,147,483,647,大多數時候這已經足夠大了。

UInt

Swift 也提供了一個特殊的無符號類型UInt,長度與當前平臺的原生字長相同:

  • 在32位平臺上,UIntUInt32長度相同。
  • 在64位平臺上,UIntUInt64長度相同。

注意:
盡量不要使用UInt,除非真的需要存儲一個和當前平臺原生字長相同的無符號整數。除了這種情況,最好使用Int,即使要存儲的值已知是非負的。統一使用Int可以提高代碼的可復用性,避免不同類型數字之間的轉換,并且匹配數字的類型推斷。

浮點數

浮點數是有小數部分的數字,比如3.14159,0.1-273.15。

浮點類型比整數類型表示的范圍更大,可以存儲比Int類型更大或者更小的數字。Swift 提供了兩種有符號浮點數類型:

  • Double表示64位浮點數。當需要存儲很大或者很高精度的浮點數時請使用此類型。
  • Float表示32位浮點數。精度要求不高的話可以使用此類型。

注意:
Double精確度很高,至少有15位數字,而Float最少只有6位數字。選擇哪個類型取決于代碼需要處理的值的范圍。

類型安全和類型推斷

Swift 是一個類型安全(type safe)的語言。類型安全的語言可以清楚地知道代碼要處理的值的類型。如果代碼需要一個String,絕對不可能不小心傳進去一個Int。

由于 Swift 是類型安全的,所以它會在編譯代碼時進行類型檢查(type checks),并把不匹配的類型標記為錯誤。這可以在開發的時候盡早發現并修復錯誤。

當要處理不同類型的值時,類型檢查可以避免錯誤。然而,這并不是說每次聲明常量和變量的時候都需要顯式指定類型。如果沒有顯式指定類型,Swift 會使用類型推斷(type inference)來選擇合適的類型。有了類型推斷,編譯器可以在編譯代碼的時候自動推斷出表達式的類型。原理很簡單,只要檢查賦的值即可。

因為有類型推斷,和 C 或者 Objective-C 比起來 Swift 很少需要聲明類型。常量和變量雖然需要明確類型,但是大部分工作并不需要程序員來完成。

當聲明常量或者變量并賦初值的時候類型推斷非常有用。在聲明常量或者變量的時候賦給它們一個字面量(literal value 或 literal)即可觸發類型推斷。(字面量就是會直接出現在代碼中的值,比如423.14159。)

例如,如果給一個新常量賦值42并且沒有標明類型,Swift 可以推斷出常量類型是Int,因為給它賦的初始值看起來像一個整數:

let meaningOfLife = 42
// meaningOfLife 會被推測為 Int 類型

同理,如果沒有給浮點字面量標明類型,Swift 會推斷想要的是Double

let pi = 3.14159
// pi 會被推測為 Double 類型

注意:
當推斷浮點數的類型時,Swift 總是會選擇Double而不是Float。

如果表達式中同時出現了整數和浮點數,會被推斷為Double類型:

let anotherPi = 3 + 0.14159
// anotherPi 會被推測為 Double 類型

原始值3沒有顯式聲明類型,而表達式中出現了一個浮點字面量,所以表達式會被推斷為Double類型。

數值型字面量

整數字面量可以被寫作:

  • 一個十進制數,沒有前綴
  • 一個二進制數,前綴是0b
  • 一個八進制數,前綴是0o
  • 一個十六進制數,前綴是0x

下面的所有整數字面量的十進制值都是17:

let decimalInteger = 17
let binaryInteger = 0b10001       // 二進制的17
let octalInteger = 0o21           // 八進制的17
let hexadecimalInteger = 0x11     // 十六進制的17

浮點字面量可以是十進制(沒有前綴)或者是十六進制(前綴是0x)。小數點兩邊必須有至少一個十進制數字(或者是十六進制的數字)。浮點字面量還有一個可選的指數(exponent,在十進制浮點數中通過大寫或者小寫的e來指定,在十六進制浮點數中通過大寫或者小寫的p來指定。

如果一個十進制數的指數為exp,那這個數相當于基數和10^exp的乘積:

  • 1.25e2 表示 1.25 × 10^2,等于 125.0。
  • 1.25e-2 表示 1.25 × 10^-2,等于 0.0125。

如果一個十六進制數的指數為exp,那這個數相當于基數和2^exp的乘積:

  • 0xFp2 表示 15 × 2^2,等于 60.0。
  • 0xFp-2 表示 15 × 2^-2,等于 3.75

下面的這些浮點字面量都等于十進制的12.1875

let decimalDouble = 12.1875
let exponentDouble = 1.21875e1
let hexadecimalDouble = 0xC.3p0

數值類字面量可以包括額外的格式來增強可讀性。整數和浮點數都可以添加額外的零并且包含下劃線,并不會影響字面量:

let paddedDouble = 000123.456
let oneMillion = 1_000_000
let justOverOneMillion = 1_000_000.000_000_1

數值型類型轉換

通常來講,即使代碼中的整數常量和變量已知非負,也請使用Int類型??偸鞘褂媚J的整數類型可以保證整數常量和變量可以直接被復用并且可以匹配整數類字面量的類型推斷。

只有在必要的時候才使用其他整數類型,比如要處理外部的長度明確的數據或者為了優化性能、內存占用等等。使用顯式指定長度的類型可以及時發現值溢出并且可以暗示正在處理特殊數據。

整數轉換

不同整數類型的變量和常量可以存儲不同范圍的數字。Int8類型的常量或者變量可以存儲的數字范圍是-128`127`,而`UInt8`類型的常量或者變量能存儲的數字范圍是`0`255。如果數字超出了常量或者變量可存儲的范圍,編譯的時候會報錯:

let cannotBeNegative: UInt8 = -1
// UInt8 類型不能存儲負數,所以會報錯
let tooBig: Int8 = Int8.max + 1
// Int8 類型不能存儲超過最大值的數,所以會報錯

由于每種整數類型都可以存儲不同范圍的值,所以必須根據不同情況選擇性使用數值型類型轉換。這種選擇性使用的方式,可以預防隱式轉換的錯誤并讓代碼中的類型轉換意圖變得清晰。

要將一種數字類型轉換成另一種,要用當前值來初始化一個期望類型的新數字,這個數字的類型就是目標類型。在下面的例子中,常量twoThousandUInt16類型,然而常量oneUInt8類型。它們不能直接相加,因為它們類型不同。所以要調用UInt16(one)來創建一個新的UInt16數字并用one的值來初始化,然后使用這個新數字來計算:

let twoThousand: UInt16 = 2_000
let one: UInt8 = 1
let twoThousandAndOne = twoThousand + UInt16(one)

現在兩個數字的類型都是UInt16,可以進行相加。目標常量twoThousandAndOne的類型被推斷為UInt16,因為它是兩個UInt16值的和。

SomeType(ofInitialValue)是調用 Swift 構造器并傳入一個初始值的默認方法。在語言內部,UInt16有一個構造器,可以接受一個UInt8類型的值,所以這個構造器可以用現有的UInt8來創建一個新的UInt16。注意,并不能傳入任意類型的值,只能傳入UInt16內部有對應構造器的值。不過可以擴展現有的類型來讓它可以接收其他類型的值(包括自定義類型)。

整數和浮點數轉換

整數和浮點數的轉換必須顯式指定類型:

let three = 3
let pointOneFourOneFiveNine = 0.14159
let pi = Double(three) + pointOneFourOneFiveNine
// pi 等于 3.14159,所以被推測為 Double 類型

這個例子中,常量three的值被用來創建一個Double類型的值,所以加號兩邊的數類型須相同。如果不進行轉換,兩者無法相加。

浮點數到整數的反向轉換同樣行,整數類型可以用Double或者Float類型來初始化:

let integerPi = Int(pi)
// integerPi 等于 3,所以被推測為 Int 類型

當用這種方式來初始化一個新的整數值時,浮點值會被截斷。也就是說4.75會變成4,-3.9會變成-3

注意:
結合數字類常量和變量不同于結合數字類字面量。字面量3可以直接和字面量0.14159相加,因為數字字面量本身沒有明確的類型。它們的類型只在編譯器需要求值的時候被推測。

類型別名

類型別名(type aliases)就是給現有類型定義另一個名字??梢允褂?code>typealias關鍵字來定義類型別名。

想要給現有類型起一個更有意義的名字時,類型別名非常有用。假設正在處理特定長度的外部資源的數據:

typealias AudioSample = UInt16

定義了一個類型別名之后,可以在任何使用原始名的地方使用別名:

var maxAmplitudeFound = AudioSample.min
// maxAmplitudeFound 現在是 0

本例中,AudioSample被定義為UInt16的一個別名。因為它是別名,AudioSample.min實際上是UInt16.min,所以會給maxAmplitudeFound賦一個初值0。

布爾值

Swift 有一個基本的布爾(Boolean)類型,叫做Bool。布爾值指邏輯上的值,因為它們只能是真或者假。Swift 有兩個布爾常量,truefalse

let orangesAreOrange = true
let turnipsAreDelicious = false

orangesAreOrangeturnipsAreDelicious的類型會被推斷為Bool,因為它們的初值是布爾字面量。就像之前提到的IntDouble一樣,如果創建變量的時候給它們賦值true或者false,那么不需要將常量或者變量聲明為Bool類型。初始化常量或者變量的時候如果所賦的值類型已知,就可以觸發類型推斷,這讓 Swift 代碼更加簡潔并且可讀性更高。

當編寫條件語句比如if語句的時候,布爾值非常有用:

if turnipsAreDelicious {
    print("Mmm, tasty turnips!")
} else {
    print("Eww, turnips are horrible.")
}
// 輸出 "Eww, turnips are horrible."

如果在需要使用Bool類型的地方使用了非布爾值,Swift 的類型安全機制會報錯。下面的例子會報告一個編譯時錯誤:

let i = 1
if i {
    // 這個例子不會通過編譯,會報錯
}

然而,下面的例子是合法的:

let i = 1
if i == 1 {
    // 這個例子會編譯成功
}

i == 1的比較結果是Bool類型,所以第二個例子可以通過類型檢查。

和 Swift 中的其他類型安全的例子一樣,這個方法可以避免錯誤并保證這塊代碼的意圖總是清晰的。

元組

元組(tuples)把多個值組合成一個復合值。元組內的值可以是任意類型,并不要求是相同類型。

下面這個例子中,(404, "Not Found")是一個描述 HTTP 狀態碼(HTTP status code)的元組。HTTP 狀態碼是當請求網頁的時候 web 服務器返回的一個特殊值。如果請求的網頁不存在就會返回一個404 Not Found狀態碼。

let http404Error = (404, "Not Found")
// http404Error 的類型是 (Int, String),值是 (404, "Not Found")

(404, "Not Found")元組把一個Int值和一個String值組合起來表示 HTTP 狀態碼的兩個部分:一個數字和一個人類可讀的描述。這個元組可以被描述為“一個類型為(Int, String)的元組”。

可以把任意順序的類型組合成一個元組,這個元組可以包含所有類型。只要你想,你可以創建一個類型為(Int, Int, Int)或者(String, Bool)或者其他任何你想要的組合的元組。

可以將一個元組的內容分解(decompose)成單獨的常量和變量,然后就可以正常使用它們了:

let (statusCode, statusMessage) = http404Error
print("The status code is \(statusCode)")
// 輸出 "The status code is 404"
print("The status message is \(statusMessage)")
// 輸出 "The status message is Not Found"

如果只需要一部分元組值,分解的時候可以把要忽略的部分用下劃線(_)標記:

let (justTheStatusCode, _) = http404Error
print("The status code is \(justTheStatusCode)")
// 輸出 "The status code is 404"

此外,還可以通過下標來訪問元組中的單個元素,下標從零開始:

print("The status code is \(http404Error.0)")
// 輸出 "The status code is 404"
print("The status message is \(http404Error.1)")
// 輸出 "The status message is Not Found"

可以在定義元組的時候給單個元素命名:

let http200Status = (statusCode: 200, description: "OK")

給元組中的元素命名后,可以通過名字來獲取這些元素的值:

print("The status code is \(http200Status.statusCode)")
// 輸出 "The status code is 200"
print("The status message is \(http200Status.description)")
// 輸出 "The status message is OK"

作為函數返回值時,元組非常有用。一個用來獲取網頁的函數可能會返回一個(Int, String)元組來描述是否獲取成功。和只能返回一個類型的值比較起來,一個包含兩個不同類型值的元組可以讓函數的返回信息更有用。

注意:
元組在臨時組織值的時候很有用,但是并不適合創建復雜的數據結構。如果數據結構并不是臨時使用,請使用類或者結構體而不是元組。

可選類型

使用可選類型(optionals)來處理值可能缺失的情況。可選類型表示:

  • 有值,等于 x

或者

  • 沒有值

注意:
C 和 Objective-C 中并沒有可選類型這個概念。最接近的是 Objective-C 中的一個特性,一個方法要不返回一個對象要不返回nil,nil表示“缺少一個合法的對象”。然而,這只對對象起作用——對于結構體,基本的 C 類型或者枚舉類型不起作用。對于這些類型,Objective-C 方法一般會返回一個特殊值(比如NSNotFound)來暗示值缺失。這種方法假設方法的調用者知道并記得對特殊值進行判斷。然而,Swift 的可選類型可以暗示任意類型的值缺失,并不需要一個特殊值。

來看一個例子。Swift 的String類型有一種構造器,作用是將一個String值轉換成一個Int值。然而,并不是所有的字符串都可以轉換成一個整數。字符串"123"可以被轉換成數字123,但是字符串"hello, world"不行。

下面的例子使用這種構造器來嘗試將一個String轉換成Int

let possibleNumber = "123"
let convertedNumber = Int(possibleNumber)
// convertedNumber 被推測為類型 "Int?", 或者類型 "optional Int"

因為該構造器可能會失敗,所以它返回一個可選類型(optional)Int,而不是一個Int。一個可選的Int被寫作Int?而不是Int。問號暗示包含的值是可選類型,也就是說可能包含Int值也可能不包含值。(不能包含其他任何值比如Bool值或者String值。只能是Int或者什么都沒有。)

nil

可以給可選變量賦值為nil來表示它沒有值:

var serverResponseCode: Int? = 404
// serverResponseCode 包含一個可選的 Int 值 404
serverResponseCode = nil
// serverResponseCode 現在不包含值

注意:
nil不能用于非可選的常量和變量。如果代碼中有常量或者變量需要處理值缺失的情況,請把它們聲明成對應的可選類型。

如果聲明一個可選常量或者變量但是沒有賦值,它們會自動被設置為nil

var surveyAnswer: String?
// surveyAnswer 被自動設置為 nil

注意:
Swift 的nil和 Objective-C 中的nil并不一樣。在 Objective-C 中,nil是一個指向不存在對象的指針。在 Swift 中,nil不是指針——它是一個確定的值,用來表示值缺失。任何類型的可選狀態都可以被設置為nil,不只是對象類型。

if 語句以及強制解析

可以使用if語句和nil比較來判斷一個可選值是否包含值??梢允褂谩跋嗟取?==)或“不等”(!=)來執行比較。

如果可選類型有值,它將不等于nil:

if convertedNumber != nil {
    print("convertedNumber contains some integer value.")
}
// 輸出 "convertedNumber contains some integer value."

當確定可選類型確實包含值之后,可以在可選的名字后面加一個感嘆號(!)來獲取值。這個驚嘆號表示“我知道這個可選有值,請使用它?!边@被稱為可選值的強制解析(forced unwrapping)

if convertedNumber != nil {
    print("convertedNumber has an integer value of \(convertedNumber!).")
}
// 輸出 "convertedNumber has an integer value of 123."

注意:
使用!來獲取一個不存在的可選值會導致運行時錯誤。使用!來強制解析值之前,一定要確定可選包含一個非nil的值。

可選綁定

使用可選綁定(optional binding)來判斷可選類型是否包含值,如果包含就把值賦給一個臨時常量或者變量??蛇x綁定可以用在ifwhile語句中,這條語句不僅可以用來判斷可選類型中是否有值,同時可以將可選類型中的值賦給一個常量或者變量。

像下面這樣在if語句中寫一個可選綁定:

if let constantName = someOptional {
    statements
}

可以像上面這樣使用可選綁定來重寫possibleNumber這個例子:

if let actualNumber = Int(possibleNumber) {
    print("\'\(possibleNumber)\' has an integer value of \(actualNumber)")
} else {
    print("\'\(possibleNumber)\' could not be converted to an integer")
}
// 輸出 "'123' has an integer value of 123"

這段代碼可以被理解為:

“如果Int(possibleNumber)返回的可選Int包含一個值,創建一個叫做actualNumber的新常量并將可選包含的值賦給它?!?/p>

如果轉換成功,actualNumber常量可以在if語句的第一個分支中使用。它已經被可選類型包含的值初始化過,所以不需要再使用!后綴來獲取它的值。在這個例子中,actualNumber只被用來輸出轉換結果。

可以在可選綁定中使用常量和變量。如果想在if語句的第一個分支中操作actualNumber的值,可以改成if var actualNumber,這樣可選類型包含的值就會被賦給一個變量而非常量。

可以包含多個可選綁定在if語句中,并使用where子句做布爾值判斷。

if let firstNumber = Int("4"), secondNumber = Int("42") where firstNumber < secondNumber {
    print("\(firstNumber) < \(secondNumber)")
}
// prints "4 < 42"

隱式解析可選類型

如上所述,可選類型暗示了常量或者變量可以“沒有值”??蛇x可以通過if語句來判斷是否有值,如果有值的話可以通過可選綁定來解析值。

有時候在程序架構中,第一次被賦值之后,可以確定一個可選類型總會有值。在這種情況下,每次都要判斷和解析可選值是非常低效的,因為可以確定它總會有值。

這種類型的可選狀態被定義為隱式解析可選類型(implicitly unwrapped optionals)。把想要用作可選的類型的后面的問號(String?)改成感嘆號(String!)來聲明一個隱式解析可選類型。

當可選類型被第一次賦值之后就可以確定之后一直有值的時候,隱式解析可選類型非常有用。隱式解析可選類型主要被用在 Swift 中類的構造過程中。

一個隱式解析可選類型其實就是一個普通的可選類型,但是可以被當做非可選類型來使用,并不需要每次都使用解析來獲取可選值。下面的例子展示了可選類型String和隱式解析可選類型String之間的區別:

let possibleString: String? = "An optional string."
let forcedString: String = possibleString! // 需要驚嘆號來獲取值

let assumedString: String! = "An implicitly unwrapped optional string."
let implicitString: String = assumedString  // 不需要感嘆號

可以把隱式解析可選類型當做一個可以自動解析的可選類型。要做的只是聲明的時候把感嘆號放到類型的結尾,而不是每次取值的可選名字的結尾。

注意:
如果在隱式解析可選類型沒有值的時候嘗試取值,會觸發運行時錯誤。和在沒有值的普通可選類型后面加一個驚嘆號一樣。

仍然可以把隱式解析可選類型當做普通可選類型來判斷它是否包含值:

if assumedString != nil {
    print(assumedString)
}
// 輸出 "An implicitly unwrapped optional string."

也可以在可選綁定中使用隱式解析可選類型來檢查并解析它的值:

if let definiteString = assumedString {
    print(definiteString)
}
// 輸出 "An implicitly unwrapped optional string."

注意:
如果一個變量之后可能變成nil的話請不要使用隱式解析可選類型。如果需要在變量的生命周期中判斷是否是nil的話,請使用普通可選類型。

錯誤處理

可以使用錯誤處理(error handling)來應對程序執行中可能會遇到的錯誤條件。

相對于可選中運用值的存在與缺失來表達函數的成功與失敗,錯誤處理可以推斷失敗的原因,并傳播至程序的其他部分。

當一個函數遇到錯誤條件,它能報錯。調用函數的地方能拋出錯誤消息并合理處理。

func canThrowAnError() throws {
    // 這個函數有可能拋出錯誤
}

一個函數可以通過在聲明中添加throws關鍵詞來拋出錯誤消息。當函數能拋出錯誤消息時, 應該在表達式中前置try關鍵詞。

do {
    try canThrowAnError()
    // 沒有錯誤消息拋出
} catch {
    // 有一個錯誤消息拋出
}

一個do語句創建了一個新的包含作用域,使得錯誤能被傳播到一個或多個catch從句。

這里有一個錯誤處理如何用來應對不同錯誤條件的例子。

func makeASandwich() throws {
    // ...
}

do {
    try makeASandwich()
    eatASandwich()
} catch Error.OutOfCleanDishes {
    washDishes()
} catch Error.MissingIngredients(let ingredients) {
    buyGroceries(ingredients)
}

在此例中,makeASandwich()(做一個三明治)函數會拋出一個錯誤消息如果沒有干凈的盤子或者某個原料缺失。因為makeASandwich()拋出錯誤,函數調用被包裹在try表達式中。將函數包裹在一個do語句中,任何被拋出的錯誤會被傳播到提供的catch從句中。

如果沒有錯誤被拋出, eatASandwich()函數會被調用。如果一個匹配Error.OutOfCleanDishes的錯誤被拋出,washDishes函數會被調用。如果一個匹配Error.MissingIngredients的錯誤被拋出,buyGroceries(_:)函數會隨著被catch所捕捉到的關聯值[String]被調用。

斷言

可選類型可以判斷值是否存在,可以在代碼中優雅地處理值缺失的情況。然而,在某些情況下,如果值缺失或者值并不滿足特定的條件,代碼可能沒辦法繼續執行。這時,可以在代碼中觸發一個斷言(assertion)來結束代碼運行并通過調試來找到值缺失的原因。

使用斷言進行調試

斷言會在運行時判斷一個邏輯條件是否為true。從字面意思來說,斷言“斷言”一個條件是否為真??梢允褂脭嘌詠肀WC在運行其他代碼之前,某些重要的條件已經被滿足。如果條件判斷為true,代碼運行會繼續進行;如果條件判斷為false,代碼執行結束,應用被終止。

如果代碼在調試環境下觸發了一個斷言,比如在 Xcode 中構建并運行一個應用,可以清楚地看到不合法的狀態發生在哪里并檢查斷言被觸發時應用的狀態。此外,斷言允許附加一條調試信息。

可以使用全局assert(_:_file:line:)函數來寫一個斷言。向這個函數傳入一個結果為true或者false的表達式以及一條信息,當表達式的結果為false的時候這條信息會被顯示:

let age = -3
assert(age >= 0, "A person's age cannot be less than zero")
// 因為 age < 0,所以斷言會觸發

在這個例子中,只有age >= 0true的時候,即age的值非負的時候,代碼才會繼續執行。如果age的值是負數,就像代碼中那樣,age >= 0false,斷言被觸發,終止應用。

如果不需要斷言信息,可以省略,就像這樣:

assert(age >= 0)

注意:
當代碼使用優化編譯的時候,斷言將會被禁用,例如在 Xcode 中,使用默認的 target Release 配置選項來 build 時,斷言會被禁用。

何時使用斷言

當條件可能為假時使用斷言,但是最終一定要保證條件為真,這樣代碼才能繼續運行。斷言的適用情景:

  • 整數類型的下標索引被傳入一個自定義下標腳本實現,但是下標索引值可能太小或者太大。
  • 需要給函數傳入一個值,但是非法的值可能導致函數不能正常執行。
  • 一個可選值現在是nil,但是后面的代碼運行需要一個非nil值。

注意:
斷言可能導致應用終止運行,所以應當仔細設計代碼來讓非法條件不會出現。然而,在應用發布之前,有時候非法條件可能出現,這時使用斷言可以快速發現問題。

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