Apple Swift編程語言入門中文教程

Apple Swift編程語言入門教程

目錄

• 1   簡介
• 2   Swift入門
• 3   簡單值
• 4   控制流
• 5   函數與閉包
• 6   對象與類
• 7   枚舉與結構

1   簡介

今天凌晨Apple剛剛發佈了Swift編程語言，本文從其發佈的書籍《The Swift Programming Language》中摘錄和提取而成。希望對各位的iOS&OSX開發有所幫助。

Swift是供iOS和OS X應用編程的新編程語言，基於C和Objective-C，而卻沒有C的一些兼容約束。Swift採用了安全的編程模式和添加現代的功能來是的編程更加簡單、靈活和有趣。界面則基於廣受人民羣衆愛戴的Cocoa和Cocoa Touch框架，展示了軟件開發的新方向。

Swift已經存在了多年。Apple基於已有的編譯器、調試器、框架作爲其基礎架構。通過ARC(Automatic Reference Counting，自動引用計數)來簡化內存管理。我們的框架棧則一直基於Cocoa。Objective-C進化支持了塊、collection literal和模塊，允許現代語言的框架無需深入即可使用。(by gashero)感謝這些基礎工作，才使得可以在Apple軟件開發中引入新的編程語言。

Objective-C開發者會感到Swift的似曾相識。Swift採用了Objective-C的命名參數和動態對象模型。提供了對Cocoa框架和mix-and-match的互操作性。基於這些基礎，Swift引入了很多新功能和結合面向過程和麪向對象的功能。

Swift對新的程序員也是友好的。他是工業級品質的系統編程語言，卻又像腳本語言一樣的友好。他支持playground，允許程序員實驗一段Swift代碼功能並立即看到結果，而無需麻煩的構建和運行一個應用。

Swift集成了現代編程語言思想，以及Apple工程文化的智慧。編譯器是按照性能優化的，而語言是爲開發優化的，無需互相折中。(by gashero)可以從"Hello, world"開始學起並過渡到整個系統。所有這些使得Swift成爲Apple軟件開發者創新的源泉。

Swift是編寫iOS和OSX應用的夢幻方式，並且會持續推進新功能的引入。我們迫不及待的看到你用他來做點什麼。

2   Swift入門

一個新語言的學習應該從打印"Hello, world"開始。在Swift，就是一行:

println("Hello, world")

如果你寫過C或Objective-C代碼，這個語法看起來很熟悉，在Swift，這就是完整的程序了。你無需導入(import)一個單獨的庫供輸入輸出和字符串處理。全局範圍的代碼就是用於程序的入口，所以你無需編寫一個 main() 函數。你也無需在每個語句後寫分號。

這個入門會給出足夠的信息教你完成一個編程任務。無需擔心你還不理解一些東西，所有沒解釋清楚的，會在本書後續詳細講解。

Note

作爲最佳實踐，可以將本章在Xcode的playground中打開。Playground允許你編輯代碼並立即看到結果。

3   簡單值

使用 let 來定義常量， var 定義變量。常量的值無需在編譯時指定，但是至少要賦值一次。這意味着你可以使用常量來命名一個值，你發現只需一次確定，卻用在多個地方。

var myVariable = 42
myVariable = 50
let myConstant = 42

Note

這裏的常量定義類似於函數式編程語言中的變量，一次賦值後就無法修改。多多使用有益健康。

一個常量或變量必須與賦值時擁有相同的類型。因此你不用嚴格定義類型。提供一個值就可以創建常量或變量，並讓編譯器推斷其類型。在上面例子中，編譯其會推斷myVariable是一個整數類型，因爲其初始化值就是個整數。

Note

類型與變量名綁定，屬於靜態類型語言。有助於靜態優化。與Python、JavaScript等有所區別。

如果初始化值沒有提供足夠的信息(或沒有初始化值)，可以在變量名後寫類型，以冒號分隔。

let imlicitInteger = 70
let imlicitDouble = 70.0
let explicitDouble: Double = 70

Note

練習

創建一個常量，類型爲Float，值爲4。

值永遠不會隱含轉換到其他類型。如果你需要轉換一個值到不同類型，明確的構造一個所需類型的實例。

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

Note

練習

嘗試刪除最後一行的String轉換，你會得到什麼錯誤？

還有更簡單的方法來在字符串中包含值：以小括號來寫值，並用反斜線("")放在小括號之前。例如:

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

Note

練習

使用 () 來包含一個浮點數計算到字符串，幷包含某人的名字來問候。

創建一個數組和字典使用方括號 "[]" ，訪問其元素則是通過方括號中的索引或鍵。

var shoppingList = ["catfish", "water", "tulips", "blue paint"]
shoppingList[1] = "bottle of water"

var occupations = [
   "Malcolm": "Captain",
   "Kaylee": "Mechanic",
]
occupations["Jayne"] = "Public Relations"

要創建一個空的數組或字典，使用初始化語法:

let emptyArray = String[]()
let emptyDictionary = Dictionary<String, Float>()

如果類型信息無法推斷，你可以寫空的數組爲 "[]" 和空的字典爲 "[:]"，例如你設置一個知道變量並傳入參數到函數:

shoppingList = []   //去購物並買些東西 by gashero

4   控制流

使用 if 和 switch 作爲條件控制。使用 for-in 、 for 、 while 、 do-while 作爲循環。小括號不是必須的，但主體的大括號是必需的。

let individualScores = [75, 43, 103, 87, 12]
var teamScore = 0
for score in individualScores {
    if score > 50 {
        teamScores += 3
    } else {
        teamScores += 1
    }
}
teamScore

在 if 語句中，條件必須是布爾表達式，這意味着 if score { ... } 是錯誤的，不能隱含的與0比較。

你可以一起使用 if 和 let 來防止值的丟失。這些值是可選的。可選值可以包含一個值或包含一個 nil 來指定值還不存在。寫一個問號 "?" 在類型後表示值是可選的。

var optionalString: String? = "Hello"
optionalString == nil

var optionalName: String? = "John Appleseed"
var greeting = "Hello!"
if let name = optionalName {
    greeting = "Hello, \(name)"
}

Note

練習

改變 optionalName 爲 nil 。在問候時會發生什麼？添加一個 else 子句在 optionalName 爲 nil 時設置一個不同的值。

如果可選值爲 nil ，條件就是 false 大括號中的代碼會被跳過。否則可選值未包裝並賦值爲一個常量，會是的未包裝值的變量到代碼塊中。

switch 支持多種數據以及多種比較，不限制必須是整數和測試相等。

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:    //by gashero
    let vegetableComment = "Everything tastes good in soup."
}

Note

練習

嘗試去掉 default ，看看得到什麼錯誤。

在執行匹配的情況後，程序會從 switch 跳出，而不是繼續執行下一個情況。所以不再需要 break 跳出 switch 。

可使用 for-in 來迭代字典中的每個元素，提供一對名字來使用每個鍵值對。

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
        }
    }
}

Note

練習

添加另一個變量來跟蹤哪個種類中的數字最大，也就是最大的數字所在的。

使用 while 來重複執行代碼塊直到條件改變。循環的條件可以放在末尾來確保循環至少執行一次。

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

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

你可以在循環中保持一個索引，通過 ".." 來表示索引範圍或明確聲明一個初始值、條件、增量。這兩個循環做相同的事情:

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 .. 構造範圍忽略最高值，而用 ... 構造的範圍則包含兩個值。

5   函數與閉包

使用 func 聲明一個函數。調用函數使用他的名字加上小括號中的參數列表。使用 -> 分隔參數的名字和返回值類型。

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

Note

練習

去掉 day 參數，添加一個參數包含今天的午餐選擇。

使用元組(tuple)來返回多個值。

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

函數可以接受可變參數個數，收集到一個數組中。

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

Note

練習

編寫一個函數計算其參數的平均值。

函數可以嵌套。內嵌函數可以訪問其定義所在函數的變量。你可以使用內嵌函數來組織代碼，避免過長和過於複雜。

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

函數是第一類型的。這意味着函數可以返回另一個函數。

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

一個函數可以接受其他函數作爲參數。

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)

函數實際是閉包的特殊情況。你可以寫一個閉包而無需名字，只需要放在大括號中即可。使用 in 到特定參數和主體的返回值。

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

Note

練習

重寫一個閉包來對所有奇數返回0。

編寫閉包時有多種選項。當一個閉包的類型是已知時，例如代表回調，你可以忽略其參數和返回值，或兩者。單一語句的閉包可以直接返回值。

numbers.map({number in 3 * number})

你可以通過數字而不是名字來引用一個參數，這對於很短的閉包很有用。一個閉包傳遞其最後一個參數到函數作爲返回值。

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

6   對象與類

使用 class 可以創建一個類。一個屬性的聲明則是在類裏作爲常量或變量聲明的，除了是在類的上下文中。方法和函數也是這麼寫的。

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

Note

練習

通過 "let" 添加一個常量屬性，以及添加另一個方法能接受參數。

通過在類名後加小括號來創建類的實例。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 類有些重要的東西不在：一個構造器來在創建實例時設置類。使用 init 來創建一個。

class NamedShape {
    var numberOfSides: Int = 0
    var name: String

    init(name: String) {
        self.name = name
    }   //by gashero

    func simpleDescription() -> String {
        return "A Shape with \(numberOfSides) sides."
    }
}

注意 self 用來區分 name 屬性和 name 參數。構造器的生命跟函數一樣，除了會創建類的實例。每個屬性都需要賦值，無論在聲明裏還是在構造器裏。

使用 deinit 來創建一個析構器，來執行對象銷燬時的清理工作。

子類包括其超類的名字，以冒號分隔。在繼承標準根類時無需聲明，所以你可以忽略超類。

子類的方法可以通過標記 override 重載超類中的實現，而沒有 override 的會被編譯器看作是錯誤。編譯器也會檢查那些沒有被重載的方法。

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()

Note

練習

編寫另一個 NamedShape 的子類叫做 Circle ，接受半徑和名字到其構造器。實現 area 和 describe 方法。

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 triangle 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，新的值的名字就是 newValue 。你可以提供一個在 set 之後提供一個不衝突的名字。

注意 EquilateralTriangle 的構造器有3個不同的步驟：

1. 設置屬性的值
2. 調用超類的構造器
3. 改變超類定義的屬性的值，添加附加的工作來使用方法、getter、setter也可以在這裏

如果你不需要計算屬性，但是仍然要提供在設置值之後執行工作，使用 willSet 和 didSet 。例如，下面的類要保證其三角的邊長等於矩形的變長。

class TriangleAndSquare {
    var triangle: EquilaterTriangle {
    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 = EquilaterTriangle(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

類的方法與函數有個重要的區別。函數的參數名僅用與函數，但方法的參數名也可以用於調用方法(除了第一個參數)。缺省時，一個方法有一個同名的參數，調用時就是參數本身。你可以指定第二個名字，在方法內部使用。

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

當與可選值一起工作時，你可以寫 "?" 到操作符之前類似於方法屬性。如果值在"?"之前就已經是 nil ，所有在 "?" 之後的都會自動忽略，而整個表達式是 nil 。另外，可選值是未包裝的，所有 "?" 之後的都作爲未包裝的值。在兩種情況中，整個表達式的值是可選值。

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

7   枚舉與結構

使用 enum 來創建枚舉。有如類和其他命名類型，枚舉可以有方法。

enum Rank: Int {
    case Ace = 1
    case Two, Three, Four, Five, Six, Seven, Eight, Nine, Ten
    case Jack, Queen, King
    func simpleDescrition() -> 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  //by gashero
let aceRawValue = ace.toRaw()

Note

練習

編寫一個函數比較兩個 Rank 的值，通過比較其原始值。

在如上例子中，原始值的類型是 Int 所以可以只指定第一個原始值。其後的原始值都是按照順序賦值的。也可以使用字符串或浮點數作爲枚舉的原始值。

使用 toRaw 和 fromRaw 函數可以轉換原始值和枚舉值。

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

枚舉的成員值就是實際值，而不是其他方式寫的原始值。實際上，有些情況是原始值，就是你不提供的時候。

enum Suit {
    case Spades, Hearts, Diamonds, Clubs
    func simpleDescription() -> String {
        switch self {
        case .Spades:
            return "spades"
        case .Hearts:
            return "hearts"
        case .Diamonds:
            return "dismonds"
        case .Clubs:
            return "clubs"
        }
    }
}
let hearts = Suit.Hearts    //by gashero
let heartsDescription = hearts.simpleDescription()

Note

練習

添加一個 color 方法到 Suit 並在 spades 和 clubs 時返回 "black" ，並且給 hearts 和 diamounds 返回 "red" 。

注意上面引用Hearts成員的兩種方法：當賦值到 hearts 常量時，枚舉成員 Suit.Hearts 通過全名引用，因爲常量沒有明確的類型。在 switch 中，枚舉通過 .Hearts 引用，因爲 self 的值是已知的。你可以在任何時候使用方便的方法。

使用 struct 創建結構體。結構體支持多個與類相同的行爲，包括方法和構造器。一大重要的區別是代碼之間的傳遞總是用拷貝(值傳遞)，而類則是傳遞引用。

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()

Note

練習

添加方法到 Card 類來創建一桌的紙牌，每個紙牌都有合併的rank和suit。(就是個打字員的活二，by gashero)。

一個枚舉的實例成員可以擁有實例的值。相同枚舉成員實例可以有不同的值。你在創建實例時賦值。指定值和原始值的區別：枚舉的原始值與其實例相同，你在定義枚舉時提供原始值。

例如，假設情況需要從服務器獲取太陽升起和降落時間。服務器可以響應相同的信息或一些錯誤信息。

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)"
}