Swift 语言基础 on ClearSec Wiki

基础知识

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

为了更好地理解正文，我们在这里列举一些与正文有关的基础概念/知识：

概念

Swift 是强类型静态语言，任何变量都有在编译期确定的、不可更改的类型
Swift 类型系统在明确的上下文中可以自动推断类型
Swift 不建议手动管理内存，没有指针
Swift 没有头文件，定义和实现在同一个地方

基本语法

Swift 使用换行分隔不同的语句，使用 ; 分隔处在同一行的不同语句（不建议使用）
Swift 中使用 // 或 /* */ 进行注释
Swift 中使用 /// 进行文档的注释

代码规范

使用驼峰式命名，变量和函数小写开头，如 myVariable，类型名称大写开头，如 MyStructure
尽量使用单词的全称而非缩写命名，无论名称有多长，如 UIKit 中的 UIAdaptivePresentationControllerDelegate

变量和函数

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

变量

用 var 声明可更改的变量，let 声明不可更改的变量（常量）。

声明变量时，在变量名后用 : Type 声明类型：

var myVariable: Int = 42
myVariable = 50
let myConstant: Int = 42

如果上下文明确，编译器能够自动确定变量的类型，那么类型声明可以省略（比如，42 是整数字面值，自动推断为 Int 类型）：

let myInt = 42 // Int
let myString = "Hello" + ", World!" // String
let myDouble = 42.0 + 1 // Double

需要注意的是，Swift 不允许隐式类型转换，进行类型转换只能通过目标类型的构造函数进行：

let intValue = 12 // 类型为 Int
let uint64Value = UInt64(intValue) // 类型为 UInt64

// let uint64Value: UInt64 = intValue
// error: cannot convert value of type 'Int' to specified type 'UInt64'

var 和 let 声明的变量在使用之前必须初始化，否则编译不通过。不同之处在于，var 可以多次赋值，而 let 只能赋值一次。

Swift 支持空值（Optional），表示变量的值“不存在”。在类型后加上 ? 声明可空的变量，关键字 nil 表示值为空：

var result: Int? = nil
print(result) // nil

result = 1
print(result) // Optional(1)

注意到，即使 Optional 值不为空，Optional 与原来的类型是不同的两个类型，不能直接获取其值。

流程控制

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

`if` 语句

使用 if 进行条件判断，不需要加括号，值必须为 Bool 类型：

if condition {
 // statements
} else if condition2 {
 // statements
} else {
 // statements
}

多个需要同时满足的条件可以用 , 隔开，与 && 效果相同：

if condition1, condition2 {
 // executed only if condition1 and condition2 are true
}

一个或多个 if let 可以和条件语句利用 , 结合，只需要写一个 if：

if let data = optionalData,
 let string = String(data: data, encoding: .utf8),
 !string.isEmpty {
 print(string)
}

等价于：

if let data = optionalData {
 if let string = String(data: data, encoding: .utf8) {
 if !string.isEmpty {
 print(string)
 }
 }
}

如果成员是 Optional，可以利用一种叫做 optional chaining 的语法进行解包：

class A {
 var foo: String?
}

class B {
 var a: A?
}

// b 是 B 类型
if let stringCount = b.a?.foo?.count {
 print(stringCount)
}

在一条“链” b.a?.foo?.count 中，a 和 foo 都有可能为空，当其中之一为空时，stringCount 为 nil；当均不为空时，stringCount 非空。

类型

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

Swift 一个重要的概念是类型。类型是 Swift 中实现面向对象编程（object-oriented programming）、面向协议编程（protocol-oriented programming）以及泛型编程（generic programming）的基础。

在 Swift 中，所有变量的类型要么属于：

class
struct
enum
protocol（一定条件下）

要么属于：

tuple
函数

我们分别介绍上面的几种类型，在其中会讨论它们之间的联系与区别。

类 `class`

Swift 中的 class 与 C++ 类似。

class Counter {
 private(set) var count = 0
 func increment() {
 count += 1
 }
 func increment(by amount: Int) {
 count += amount
 }
 func reset() {
 count = 0
 }
}

成员函数、成员变量及其访问控制

Swift 中成员函数和成员变量的概念与 C++ 基本一致，一个类对象拥有独立的成员变量，成员函数可以访问所有的成员变量。

class 的访问控制通过在成员声明前加上修饰符实现，包括：

public：默认，外界可访问，可写
private：外界不可访问
private(set)（成员变量）：外界可访问，不可写

在类中通过 self 引用自身，如果不会产生歧义，可以省略 self。

在类中时常会用到一种特殊的变量：计算变量。计算变量相当于一个没有参数的函数，每次获取其值的时候都要通过调用这个函数来计算：

class Rectangle {
 var width: Double
 var height: Double

 var area: Double {
 return width * height
 }
 ...
}

let rectangle = Rectangle(...)
print(rectangle.area)

计算变量是只读的，而且不会占用储存空间。如果计算的时间复杂度超过 $O(1)$ ，那么应该使用普通的函数，而不是计算变量。

构造函数和析构函数

构造函数使用关键字 init 声明。由于 Swift 没有零值初始化，所有成员变量都要有初值，要么直接在变量后显式指出，要么在构造函数中设定。构造函数结束时，所有成员变量都要有初值，否则产生编译错误。

泛型

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

泛型对应 C++ 中模版的概念，函数、类型和协议均可进行泛型编程：

func swapTwoValues<T>(_ a: inout T, _ b: inout T)
struct Array<Element> {...}
protocol View {
 associatedtype Body: View
}

函数泛型

在函数名后加上 <类型参数>，参数可有一个或多个：

func swapTwoValues<T>(_ a: inout T, _ b: inout T) {
 let temporaryA = a
 a = b
 b = temporaryA
}

说明

inout 关键字用于函数参数，表示传递引用而非值，详见官方教程。调用时，由于 Swift 有自动类型推断，不需要显式写出类型：

var a = 1
var b = 2
swapTwoValues(&a, &b)

类型泛型

在类型名后加上 <类型参数>，如之前介绍的 Optional：

enum Optional<Wrapped> {
 case some(Wrapped)
 case none
}

再如，Array 等内置类型：

struct Array<Element> {
 ...
}

协议泛型

协议的泛型与前两类有所不同，需要在协议体内用 associatedtype 声明：

protocol Sequence {
 associatedtype Element
}

某个类型遵循协议时，类型声明中需要说明协议内所有 associatedtype 的真实类型：

struct MyIntArray: Sequence {
 typealias Element = Int
}

在这里，我们使用 typealias 指出了 Sequence 中 Element 的类型为 Int。

说明

typealias

typealias 关键字用来给类型赋予别名，类似于 C 中的 typedef 和 C++ 中的 using。

部分内置类型

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

运算相关

Int。整型，在 32 / 64 位机器上分别为 32 / 64 位，如无特殊需求直接使用 Int 即可
Double。双精度浮点数
Float。单精度浮点数

这些类型均为 struct，也就是说，它们是值类型，传递副本。

Int 和 Double 都有对应的字面值，字面值与变量是等效的，可以调用类型的方法：

print(12.negate()) // Int, -12
print(1.2.isEqual(to: 1.2)) // Double, true

Swift 没有 ++ 运算符，使用 += 1 代替。

字符串

字符串与字符串字面值

Swift 中，字符串类型为 String，也是 struct。

字符串字面值、字符常量均使用两个双引号表示：

let greeting = "Hello, World!" // String
let myCharacter: Character = "H" // Character

多行字符串使用前后三个引号包围：

let softWrappedQuotation = """
The White Rabbit put on his spectacles. "Where shall I begin, \
please your Majesty?" he asked.

"Begin at the beginning," the King said gravely, "and go on \
till you come to the end; then stop."
"""

从行开头到与末尾 """ 的第一个引号之间的空白字符将被忽略，如下图所示：

后续拓展

Mon, 01 Jan 0001 00:00:00 +0000

语言设计相关

下面是一些与 Swift 语言设计的发展及其中的思想相关的内容：

Swift 中的面向协议编程：WWDC 中官方对于 Swift 中 POP 思想的介绍
Swift 语言进化文档：记录了 Swift 发展过程中的提议及其背后的想法

Swift 语言基础 on ClearSec Wiki

基础知识

概念

基本语法

代码规范

变量和函数

变量

流程控制

if 语句

类型

类 class

成员函数、成员变量及其访问控制

构造函数和析构函数

泛型

函数泛型

类型泛型

协议泛型

部分内置类型

运算相关

字符串

字符串与字符串字面值

后续拓展

语言设计相关

更多语法知识

`if` 语句

类 `class`