Swift 初見 · The Swift Programming Language 中文版

> 1.0 翻譯：[numbbbbb](https://github.com/numbbbbb)?校對：[shinyzhu](https://github.com/shinyzhu),?[stanzhai](https://github.com/stanzhai) > > 2.0 翻譯+校對：[xtymichael](https://github.com/xtymichael) * * * 本頁內容包括： [TOC] 通常來說，編程語言教程中的第一個程序應該在屏幕上打印“Hello, world”。在 Swift 中，可以用一行代碼實現： ~~~ print("Hello, world") ~~~ 如果你寫過 C 或者 Objective-C 代碼，那你應該很熟悉這種形式——在 Swift 中，這行代碼就是一個完整的程序。你不需要為了輸入輸出或者字符串處理導入一個單獨的庫。全局作用域中的代碼會被自動當做程序的入口點，所以你也不需要`main`函數。你同樣不需要在每個語句結尾寫上分號。這個教程會通過一系列編程例子來讓你對 Swift 有初步了解，如果你有什么不理解的地方也不用擔心——任何本章介紹的內容都會在后面的章節中詳細講解。 > 注意：為了獲得最好的體驗，在 Xcode 當中使用代碼預覽功能。代碼預覽功能可以讓你編輯代碼并實時看到運行結果。?[下載Playground](https://developer.apple.com/library/prerelease/ios/documentation/Swift/Conceptual/Swift_Programming_Language/GuidedTour.playground.zip) ## 簡單值使用`let`來聲明常量，使用`var`來聲明變量。一個常量的值，在編譯的時候，并不需要有明確的值，但是你只能為它賦值一次。也就是說你可以用常量來表示這樣一個值：你只需要決定一次，但是需要使用很多次。 ~~~ var myVariable = 42 myVariable = 50 let myConstant = 42 ~~~ 常量或者變量的類型必須和你賦給它們的值一樣。然而，你不用明確地聲明類型，聲明的同時賦值的話，編譯器會自動推斷類型。在上面的例子中，編譯器推斷出`myVariable`是一個整數（integer）因為它的初始值是整數。如果初始值沒有提供足夠的信息（或者沒有初始值），那你需要在變量后面聲明類型，用冒號分割。 ~~~ let implicitInteger = 70 let implicitDouble = 70.0 let explicitDouble: Double = 70 ~~~ > 練習：創建一個常量，顯式指定類型為`Float`并指定初始值為4。值永遠不會被隱式轉換為其他類型。如果你需要把一個值轉換成其他類型，請顯式轉換。 ~~~ let label = "The width is" let width = 94 let widthLabel = label + String(width) ~~~ > 練習：刪除最后一行中的`String`，錯誤提示是什么？有一種更簡單的把值轉換成字符串的方法：把值寫到括號中，并且在括號之前寫一個反斜杠。例如： ~~~ let apples = 3 let oranges = 5 let appleSummary = "I have \(apples) apples." let fruitSummary = "I have \(apples + oranges) pieces of fruit." ~~~ > 練習：使用`\()`來把一個浮點計算轉換成字符串，并加上某人的名字，和他打個招呼。使用方括號`[]`來創建數組和字典，并使用下標或者鍵（key）來訪問元素。 ~~~ var shoppingList = ["catfish", "water", "tulips", "blue paint"] shoppingList[1] = "bottle of water" ~~~ ~~~ var occupations = [ "Malcolm": "Captain", "Kaylee": "Mechanic", ] occupations["Jayne"] = "Public Relations" ~~~ 要創建一個空數組或者字典，使用初始化語法。 ~~~ let emptyArray = [String]() let emptyDictionary = [String: Float]() ~~~ 如果類型信息可以被推斷出來，你可以用`[]`和`[:]`來創建空數組和空字典——就像你聲明變量或者給函數傳參數的時候一樣。 ~~~ shoppingList = [] occupations = [:] ~~~ ## 控制流使用`if`和`switch`來進行條件操作，使用`for-in`、`for`、`while`和`repeat-while`來進行循環。包裹條件和循環變量括號可以省略，但是語句體的大括號是必須的。 ~~~ let individualScores = [75, 43, 103, 87, 12] var teamScore = 0 for score in individualScores { if score > 50 { teamScore += 3 } else { teamScore += 1 } } print(teamScore) ~~~ 在`if`語句中，條件必須是一個布爾表達式——這意味著像`if score { ... }`這樣的代碼將報錯，而不會隱形地與 0 做對比。你可以一起使用`if`和`let`來處理值缺失的情況。這些值可由可選值來代表。一個可選的值是一個具體的值或者是`nil`以表示值缺失。在類型后面加一個問號來標記這個變量的值是可選的。 ~~~ var optionalString: String? = "Hello" print(optionalString == nil) var optionalName: String? = "John Appleseed" var greeting = "Hello!" if let name = optionalName { greeting = "Hello, \(name)" } ~~~ > 練習：把`optionalName`改成`nil`，greeting會是什么？添加一個`else`語句，當`optionalName`是`nil`時給greeting賦一個不同的值。如果變量的可選值是`nil`，條件會判斷為`false`，大括號中的代碼會被跳過。如果不是`nil`，會將值賦給`let`后面的常量，這樣代碼塊中就可以使用這個值了。 `switch`支持任意類型的數據以及各種比較操作——不僅僅是整數以及測試相等。 ~~~ 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." } ~~~ > 練習：刪除`default`語句，看看會有什么錯誤？聲明`let`可用于匹配某部分固定值的模式運行`switch`中匹配到的子句之后，程序會退出`switch`語句，并不會繼續向下運行，所以不需要在每個子句結尾寫`break`。你可以使用`for-in`來遍歷字典，需要兩個變量來表示每個鍵值對。字典是一個無序的集合，所以他們的鍵和值以任意順序迭代結束。 ~~~ 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 } } } print(largest) ~~~ > 練習：添加另一個變量來記錄現在和之前最大數字的類型。使用`while`來重復運行一段代碼直到不滿足條件。循環條件也可以在結尾，保證能至少循環一次。 ~~~ var n = 2 while n < 100 { n = n * 2 } print(n) var m = 2 repeat { m = m * 2 } while m < 100 print(m) ~~~ 你可以在循環中使用`..<`來表示范圍，也可以使用傳統的寫法，兩者是等價的： ~~~ var firstForLoop = 0 for i in 0..<4 { firstForLoop += i } print(firstForLoop) var secondForLoop = 0 for var i = 0; i < 4; ++i { secondForLoop += i } print(secondForLoop) ~~~ 使用`..<`創建的范圍不包含上界，如果想包含的話需要使用`...`。 ## 函數和閉包使用`func`來聲明一個函數，使用名字和參數來調用函數。使用`->`來指定函數返回值的類型。 ~~~ func greet(name: String, day: String) -> String { return "Hello \(name), today is \(day)." } greet("Bob", "Tuesday") ~~~ > 練習：刪除`day`參數，添加一個參數來表示今天吃了什么午飯。使用元組來讓一個函數返回多個值。該元組的元素可以用名稱或數字來表示。 ~~~ 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([5, 3, 100, 3, 9]) print(statistics.sum) print(statistics.2) ~~~ 函數可以帶有可變個數的參數，這些參數在函數內表現為數組的形式： ~~~ func sumOf(numbers: Int...) -> Int { var sum = 0 for number in numbers { sum += number } return sum } sumOf() sumOf(42, 597, 12) ~~~ > 練習：寫一個計算參數平均值的函數。函數可以嵌套。被嵌套的函數可以訪問外側函數的變量，你可以使用嵌套函數來重構一個太長或者太復雜的函數。 ~~~ func returnFifteen() -> Int { var y = 10 func add() { y += 5 } add() return y } returnFifteen() ~~~ 函數是第一等類型，這意味著函數可以作為另一個函數的返回值。 ~~~ func makeIncrementer() -> (Int -> Int) { func addOne(number: Int) -> Int { return 1 + number } return addOne } var increment = makeIncrementer() increment(7) ~~~ 函數也可以當做參數傳入另一個函數。 ~~~ 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) ~~~ 函數實際上是一種特殊的閉包:它是一段能之后被調取的代碼。閉包中的代碼能訪問閉包所建作用域中能得到的變量和函數，即使閉包是在一個不同的作用域被執行的 - 你已經在嵌套函數例子中所看到。你可以使用`{}`來創建一個匿名閉包。使用`in`將參數和返回值類型聲明與閉包函數體進行分離。 ~~~ numbers.map({ (number: Int) -> Int in let result = 3 * number return result }) ~~~ > 練習：重寫閉包，對所有奇數返回0。有很多種創建更簡潔的閉包的方法。如果一個閉包的類型已知，比如作為一個回調函數，你可以忽略參數的類型和返回值。單個語句閉包會把它語句的值當做結果返回。 ~~~ let mappedNumbers = numbers.map({ number in 3 * number }) print(mappedNumbers) ~~~ 你可以通過參數位置而不是參數名字來引用參數——這個方法在非常短的閉包中非常有用。當一個閉包作為最后一個參數傳給一個函數的時候，它可以直接跟在括號后面。當一個閉包是傳給函數的唯一參數，你可以完全忽略括號。 ~~~ let sortedNumbers = sorted(numbers) { $0 > $1 } print(sortedNumbers) ~~~ ## 對象和類使用`class`和類名來創建一個類。類中屬性的聲明和常量、變量聲明一樣，唯一的區別就是它們的上下文是類。同樣，方法和函數聲明也一樣。 ~~~ class Shape { var numberOfSides = 0 func simpleDescription() -> String { return "A shape with \(numberOfSides) sides." } } ~~~ > 練習：使用`let`添加一個常量屬性，再添加一個接收一個參數的方法。要創建一個類的實例，在類名后面加上括號。使用點語法來訪問實例的屬性和方法。 ~~~ var shape = Shape() shape.numberOfSides = 7 var shapeDescription = shape.simpleDescription() ~~~ 這個版本的`Shape`類缺少了一些重要的東西：一個構造函數來初始化類實例。使用`init`來創建一個構造器。 ~~~ 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`被用來區別實例變量。當你創建實例的時候，像傳入函數參數一樣給類傳入構造器的參數。每個屬性都需要賦值——無論是通過聲明（就像`numberOfSides`）還是通過構造器（就像`name`）。如果你需要在刪除對象之前進行一些清理工作，使用`deinit`創建一個析構函數。子類的定義方法是在它們的類名后面加上父類的名字，用冒號分割。創建類的時候并不需要一個標準的根類，所以你可以忽略父類。子類如果要重寫父類的方法的話，需要用`override`標記——如果沒有添加`override`就重寫父類方法的話編譯器會報錯。編譯器同樣會檢測`override`標記的方法是否確實在父類中。 ~~~ 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() ~~~ > 練習：創建`NamedShape`的另一個子類`Circle`，構造器接收兩個參數，一個是半徑一個是名稱，在子類`Circle`中實現`area()`和`simpleDescription()`方法。除了儲存簡單的屬性之外，屬性可以有 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") print(triangle.perimeter) triangle.perimeter = 9.9 print(triangle.sideLength) ~~~ 在`perimeter`的 setter 中，新值的名字是`newValue`。你可以在`set`之后顯式的設置一個名字。注意`EquilateralTriangle`類的構造器執行了三步： 1. 設置子類聲明的屬性值 2. 調用父類的構造器 3. 改變父類定義的屬性值。其他的工作比如調用方法、getters和setters也可以在這個階段完成。如果你不需要計算屬性，但是仍然需要在設置一個新值之前或者之后運行代碼，使用`willSet`和`didSet`。比如，下面的類確保三角形的邊長總是和正方形的邊長相同。 ~~~ 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") print(triangleAndSquare.square.sideLength) print(triangleAndSquare.triangle.sideLength) triangleAndSquare.square = Square(sideLength: 50, name: "larger square") print(triangleAndSquare.triangle.sideLength) ~~~ 處理變量的可選值時，你可以在操作（比如方法、屬性和子腳本）之前加`?`。如果`?`之前的值是`nil`，`?`后面的東西都會被忽略，并且整個表達式返回`nil`。否則，`?`之后的東西都會被運行。在這兩種情況下，整個表達式的值也是一個可選值。 ~~~ let optionalSquare: Square? = Square(sideLength: 2.5, name: "optional square") let sideLength = optionalSquare?.sideLength ~~~ ## 枚舉和結構體使用`enum`來創建一個枚舉。就像類和其他所有命名類型一樣，枚舉可以包含方法。 ~~~ 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) } } } let ace = Rank.Ace let aceRawValue = ace.rawValue ~~~ > 練習：寫一個函數，通過比較它們的原始值來比較兩個`Rank`值。在上面的例子中，枚舉原始值的類型是`Int`，所以你只需要設置第一個原始值。剩下的原始值會按照順序賦值。你也可以使用字符串或者浮點數作為枚舉的原始值。使用`rawValue`來訪問一個枚舉成員的原始值。使用`init?(rawValue:)`構造器來從原始值中枚舉一個例子。 ~~~ if let convertedRank = Rank(rawValue: 3) { let threeDescription = convertedRank.simpleDescription() } ~~~ 枚舉的成員值是實際值，并不是原始值的另一種表達方法。實際上，以防原始值沒有意義，你不需要設置。 ~~~ 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() ~~~ > 練習：給`Suit`添加一個`color()`方法，對`spades`和`clubs`返回“black”，對`hearts`和`diamonds`返回“red”。注意，有兩種方式可以引用`Hearts`成員：給`hearts`常量賦值時，枚舉成員`Suit.Hearts`需要用全名來引用，因為常量沒有顯式指定類型。在`switch`里，枚舉成員使用縮寫`.Hearts`來引用，因為`self`的值已經知道是一個`suit`。已知變量類型的情況下你可以使用縮寫。使用`struct`來創建一個結構體。結構體和類有很多相同的地方，比如方法和構造器。它們之間最大的一個區別就是結構體是傳值，類是傳引用。 ~~~ 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() ~~~ > 練習：給`Card`添加一個方法，創建一副完整的撲克牌并把每張牌的 rank 和 suit 對應起來。一個枚舉成員的實例可以有實例值。相同枚舉成員的實例可以有不同的值。創建實例的時候傳入值即可。實例值和原始值是不同的：枚舉成員的原始值對于所有實例都是相同的，而且你是在定義枚舉的時候設置原始值。例如，考慮從服務器獲取日出和日落的時間。服務器會返回正常結果或者錯誤信息。 ~~~ 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)" } ~~~ > 練習：給`ServerResponse`和`switch`添加第三種情況。注意如何從`ServerResponse`中提取日升和日落時間并用得到的值用來和`switch`的情況作比較。 ## 協議和擴展使用`protocol`來聲明一個協議。 ~~~ protocol ExampleProtocol { var simpleDescription: String { get } mutating func adjust() } ~~~ 類、枚舉和結構體都可以實現協議。 ~~~ 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 ~~~ > 練習：寫一個實現這個協議的枚舉。注意聲明`SimpleStructure`時候`mutating`關鍵字用來標記一個會修改結構體的方法。`SimpleClass`的聲明不需要標記任何方法因為類中的方法經常會修改類。使用`extension`來為現有的類型添加功能，比如新的方法和參數。你可以使用擴展在別處修改定義，甚至是從外部庫或者框架引入的一個類型，使得這個類型遵循某個協議。 ~~~ extension Int: ExampleProtocol { var simpleDescription: String { return "The number \(self)" } mutating func adjust() { self += 42 } } print(7.simpleDescription) ~~~ > 練習：給`Double`類型寫一個擴展，添加`absoluteValue`功能。你可以像使用其他命名類型一樣使用協議名——例如，創建一個有不同類型但是都實現一個協議的對象集合。當你處理類型是協議的值時，協議外定義的方法不可用。 ~~~ let protocolValue: ExampleProtocol = a protocolValue.simpleDescription // protocolValue.anotherProperty // Uncomment to see the error ~~~ 即使`protocolValue`變量運行時的類型是`simpleClass`，編譯器會把它的類型當做`ExampleProtocol`。這表示你不能調用類在它實現的協議之外實現的方法或者屬性。 ## 泛型在尖括號里寫一個名字來創建一個泛型函數或者類型。 ~~~ func repeatItem<Item>(item: Item, numberOfTimes: Int) -> [Item] { var result = [Item]() for _ in 0..<numberOfTimes { result.append(item) } return result } repeatItem("knock", numberOfTimes:4) ~~~ 你也可以創建泛型函數、方法、類、枚舉和結構體。 ~~~ // Reimplement the Swift standard library's optional type enum OptionalValue<T> { case None case Some(T) } var possibleInteger: OptionalValue<Int> = .None possibleInteger = .Some(100) ~~~ 在類型名后面使用`where`來指定對類型的需求，比如，限定類型實現某一個協議，限定兩個類型是相同的，或者限定某個類必須有一個特定的父類 ~~~ func anyCommonElements <T, U where T: SequenceType, U: SequenceType, 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 } anyCommonElements([1, 2, 3], [3]) ~~~ > 練習：修改`anyCommonElements(_:_:)`函數來創建一個函數，返回一個數組，內容是兩個序列的共有元素。簡單起見，你可以忽略`where`，只在冒號后面寫協議或者類名。`<T: Equatable>`和`<T where T: Equatable>`是等價的。