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SWIFT
(計算機編程語言)
鎖定
- 中文名
- 雨燕
- 外文名
- Swift
- 發佈時間
- 2014年6月2日
- 發行組織
- Apple
- 源 於
- Objective-C
- 系 統
- macOS、iOS、linux等
- 參考語言
- C、JavaScript、Python、Java
- 是否區分大小寫
- 是
SWIFT發展歷史
發佈(6張)
2015年12月4日,蘋果公司宣佈其Swift編程語言開放源代碼
[3]
。長600多頁的The Swift Programming Language
[2]
可以在線免費下載。同時可以在蘋果官方Github下載
[3]
。
SWIFT應用範圍
Swift是一種新的編程語言,用於編寫iOS和macOS應用。Swift結合了C和Objective-C的優點並且不受C兼容性的限制。Swift採用安全的編程模式並添加了很多新特性,這將使編程更簡單,更靈活,也更有趣。Swift是基於成熟而且倍受喜愛的Cocoa和Cocoa Touch框架,他的降臨將重新定義軟件開發。
Swift的開發從很久之前就開始了。為了給Swift打好基礎,蘋果公司改進了編譯器,調試器和框架結構。我們使用自動引用計數(Automatic Reference Counting, ARC)來簡化內存管理。我們在Foundation和Cocoa的基礎上構建框架棧並將其標準化。Objective-C本身支持塊、集合語法和模塊,所以框架可以輕鬆支持現代編程語言技術。正是得益於這些基礎工作,我們才能發佈這樣一個用於未來蘋果軟件開發的新語言。
Objective-C開發者對Swift並不會感到陌生。它採用了Objective-C的命名參數以及動態對象模型,可以無縫對接到現有的Cocoa框架,並且可以兼容Objective-C代碼。在此基礎之上,Swift還有許多新特性並且支持過程式編程和麪向對象編程。
SWIFT操作優點
Swift 對於初學者來説也很友好。它是第一個既滿足工業標準又像腳本語言一樣充滿表現力和趣味的編程語言。它支持代碼預覽,這個革命性的特性可以允許程序員在不編譯和運行應用程序的前提下運行Swift代碼並實時查看結果。
SWIFT應用優勢
Swift將現代編程語言的精華和蘋果工程師文化的智慧結合了起來。編譯器對性能進行了優化,編程語言對開發進行了優化,兩者互不干擾,魚與熊掌兼得。Swift 既可以用於開發“hello, world”這樣的小程序,也可以用於開發一套完整的操作系統。所有的這些特性讓 Swift對於開發者和蘋果來説都是一項值得的投資。
SWIFT示例程序
print("Hello,world")
SWIFT主要功能
SWIFT語法簡便
Swift是編程語言的最新研究成果,並結合數十年的經驗建設蘋果平台的結果。結轉自Objective-C的命名參數表示在一個乾淨的語法,使得Swift的API更容易閲讀和維護。
SWIFT其他功能
Swift特有許多其他的功能,使你的代碼更傳神:
- 泛型
- 快速而簡潔的迭代範圍或集合
- 支持的方法,擴展的協議結構。
SWIFT互動遊樂
Swift Playgrounds使編寫語言代碼難以置信的簡單和有趣。輸入一行代碼,結果立即出現。如果您的代碼通過一個循環運行一段時間你可以看它在時間軸助理進展。在時間線中的圖表顯示變量,組成一個視圖時繪製每一步,並能起到一個動畫SpriteKit現場。當你在Playgrounds上完善你的代碼,只需將代碼到您的項目。有了Playgrounds,您可以:
- 設計一種新的算法,看其工作的每一步
- 創建新的測試,驗證他們推動到您的測試套件前工作
- 嘗試新的API來磨練你的Swift的編碼技巧
SWIFTREPL
閲讀-分析-打印環路(REPL):在Xcode調試控制枱包括內建Swift使用語法來評估,並與正在運行的應用程序進行交互,或者編寫新的代碼,看看它是如何工作的一個類似腳本的環境Swift語言的交互式版本。可以從Xcode的控制枱內,或在終端。
SWIFT專為安全
Swift消除了不安全的代碼。變量總是初始化之前使用,數組和整數檢查溢出,內存自動管理。語法被調整到可以很容易地定義你的意圖 - 例如,簡單的三個字符的關鍵字定義一個變量(var)或常量(let)。
在Swift的安全模式被調整為強大的Cocoa和Cocoa Touch的API。認識和妥善處理其中的對象是零案件是基本的框架和Swift的代碼使這個非常容易。添加一個字符可以代替曾經Objective-C中整行的代碼。這一相互配合,使構建iOS和Mac應用程序比以前更加容易和安全。
SWIFT高效強大
Swift是為高效而強大的編程而創建的語言。Swift採用了高性能的Apple LLVM編譯器,Swift代碼轉化為優化過的本地代碼,充分利用現代化的Mac,iPhone和iPad的硬件。語法和標準庫也非常簡潔,讓編程的流程大大縮短、簡化
SWIFT學習入門
Hello world
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有初步瞭解,如果你有什麼不理解的地方也不用擔心——任何本章介紹的內容都會在後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並實時看到運行結果。
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時並不需要獲取,但是你只能為它賦值一次。也就是説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,聲明時類型是可選的,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),那你需要在變量後面聲明類型,用冒號分割。
let implicitInteger = 70 let implicitDouble = 70.0 let explicitDouble: Double = 70
創建一個常量,顯式指定類型為Float並指定初始值為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)
刪除最後一行中的String,錯誤提示是什麼?
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,並且在括號之前寫一個反斜槓。例如:
let apples = 3 let oranges = 5 let appleSummary = "I have \(apples) apples." let fruitSummary = "I have \(apples + oranges) pieces of fruit."
使用\()來把一個浮點計算轉換成字符串,並加上某人的名字,和他打個招呼。
var shoppingList = ["catfish", "water", "tulips", "blue paint"] shoppingList[1] = "bottle of water" // ["catfish", "bottle of water", "tulips", "blue paint"] var occupations = [ "Malcolm": "Captain", "Kaylee": "Mechanic", ] occupations["Jayne"] = "Public Relations" /* [ "Malcolm": "Captain", "Kaylee": "Mechanic", "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 = Dictionary<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 = [] // 去逛街並買點東西
控制流
let individualScores = [75, 43, 103, 87, 12] var teamScore = 0 for score in individualScores { if score > 50 { teamScore += 3 } else { teamScore += 1 } } print(teamScore) //11
你可以一起使用if和let來處理值缺失的情況。有些變量的值是可選的。一個可選的值可能是一個具體的值或者是nil,表示值缺失。在類型後面加一個問號來標記這個變量的值是可選的。
var optionalString: String? = "Hello" optionalString == nil // false var optionalName: String? = "John Appleseed" var greeting = "Hello!" if let name = optionalName { greeting = "Hello, \(name)" //Hello, John Appleseed }
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後面的常量,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." }
刪除default語句,看看會有什麼錯誤?
運行switch中匹配到的子句之後,程序會退出switch語句,並不會繼續向下運行,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。
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)
添加另一個變量來記錄哪種類型的數字是最大的。
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..<來表示範圍:[0, 1, 2] var firstForLoop = 0 for i in 0..<3 { firstForLoop += i } print(firstForLoop)
使用..<創建的範圍不包含上界,如果想包含的話需要使用...。
函數閉包
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。
func greet(name: String, day: String) -> String { return "Hello \(name), today is \(day)." } greet(name: "Bob", day: "Tuesday")
刪除day參數,添加一個參數來表示吃了什麼午飯。
使用一個元組來返回多個值。
func getGasPrices() -> (Double, Double, Double) { return (3.59, 3.69, 3.79) } getGasPrices()
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() // 0 sumOf(numbers:42, 597, 12) // 651
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複雜的函數。
func returnFifteen() -> Int { var y = 10 func add() { y += 5 } add() return y } returnFifteen() // 15
函數是第一等類型,這意味着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) // 8
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(list: numbers, condition: lessThanTen)
numbers.map({ (number: Int) -> Int in let result = 3 * number return result })
有很多種創建閉包的方法。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。
numbers.map({ number in 3 * number })
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。當一個閉包作為最後一個參數傳給一個函數的時候,它可以直接跟在括號後面。
sort([1, 5, 3, 12, 2]) { $0 > $1 }
對象和類
class Shape { var numberOfSides = 0 func simpleDescription() -> String { return "A shape with \(numberOfSides) sides." } }
要創建一個類的實例,在類名後面加上括號。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()
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後面加上父類的名字,用冒號分割。創建類的時候並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()
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,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 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之後顯式的設置一個名字。
注意EquilateralTriangle類的構造器執行了三步:
設置子類聲明的屬性值
調用父類的構造器
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需要在設置一個新值之前運行一些代碼,使用willSet和didSet。
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") pirnt(triangleAndSquare.square.sideLength) print(triangleAndSquare.triangle.sideLength) triangleAndSquare.square = Square(sideLength: 50, name: "larger square") print(triangleAndSquare.triangle.sideLength)
類中的方法和一般的函數有一個重要的區別,函數的參數名只在函數內部使用,但是方法的參數名需要在調用的時候顯式説明(除了第一個參數)。默認情況下,方法的參數名和它在方法內部的名字一樣,不過你也可以定義第二個名字,這個名字被用在方法內部。
class Counter { var count: Int = 0 func incrementBy(amount: Int, numberOfTimes times: Int) { count += amount * times } } var counter = Counter() counter.incrementBy(2, numberOfTimes: 7)
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,?後面的東西都會被忽略,並且整個表達式返回nil。否則,?之後的東西都會被運行。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
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.toRaw()) } } } let ace = Rank.Ace let aceRawValue = ace.toRaw()
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toRaw和fromRaw函數來在原始值和枚舉值之間進行轉換。
if let convertedRank = Rank.fromRaw(3) { let threeDescription = convertedRank.simpleDescription() }
枚舉的成員值是實際值,並不是原始值的另一種表達方法。實際上,如果原始值沒有意義,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()
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裏,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。
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()
給Card添加一個方法,創建一副完整的撲克牌並把每張牌的 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於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)" }
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。
接口擴展
使用protocol來聲明一個接口。
protocol ExampleProtocol { var simpleDescription: String { get } mutating func adjust() }
類、枚舉和結構體都可以實現接口。
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
寫一個實現這個接口的枚舉。
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,比如添加一個計算屬性的方法。你可以使用擴展來給任意類型添加協議,甚至是你從外部庫或者框架中導入的類型。
extension Int: ExampleProtocol { var simpleDescription: String { return "The number \(self)" } mutating func adjust() { self += 42 } } 7.simpleDescription
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接口名——例如,創建一個有不同類型但是都實現一個接口的對象集合。當你處理類型是接口的值時,接口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接口之外實現的方法或者屬性。
泛型
在尖括號裏寫一個名字來創建一個泛型函數或者類型。
func repeat<ItemType>(item: ItemType, times: Int) -> ItemType[] { var result = ItemType[]() for i in 0..<times { result += item } return result } repeat("knock", 4) // 你也可以創建泛型類、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)
在類型名後面使用where來指定一個需求列表——例如,要限定實現一個協議的類型,需要限定兩個類型要相同,或者限定一個類必須有一個特定的父類。
func anyCommonElements <T, U where T: Sequence, U: Sequence, T.GeneratorType.Element:Equatable, T.GeneratorType.Element == U.GeneratorType.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])
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,只在冒號後面寫接口或者類名。和是等價的。
- 參考資料
-
- 1. 蘋果公司宣佈開放Swift源代碼 .網易[引用日期2015-12-06]
- 2. A Swift Tour .The Swift Programming Language[引用日期2014-06-04]
- 3. Github蘋果官方Swift源碼 .The Swift Programming Language[引用日期2018-03-08]
- 4. 《Swift中文版》翻譯組在github上獲得極高的人氣 .github[引用日期2014-06-09]
- 5. Swift官網 .swift.org[引用日期2015-12-04]
- 6. TIOBE榜單:C 獲得“2019年度編程語言”稱號 .IT之家.2020-01-07[引用日期2020-01-07]
- 7. swift官網 .apple.2014-06-03[引用日期2014-06-06]