苹果Swift语言入门教程

目录

1 简介
2 Swift入门
3 简单值
4 控制流
5 函数与闭包
6 对象与类
7 枚举与结构

1   简介


今天凌晨Apple刚刚发布了Swift编程语言,本文从其发布的书籍《The Swift Programming Language》中摘录和提取而成。希望对各位的iOS&OSX开发有所帮助。

Swift是供iOS和OS X应用编程的新编程语言,基于C和Objective-C,而却没有C的一些兼容约束。Swift采用了安全的编程模式和添加现代的功能来是的编程更加简单、灵活和有趣。界面则基于广受人民群众爱戴的Cocoa和Cocoa Touch框架,展示了软件开发的新方向。

Swift已经存在了多年。Apple基于已有的编译器、调试器、框架作为其基础架构。通过ARC(Automatic Reference Counting,自动引用计数)来简化内存管理。我们的框架栈则一直基于Cocoa。Objective-C进化支持了块、collection literal和模块,允许现代语言的框架无需深入即可使用。(by gashero)感谢这些基础工作,才使得可以在Apple软件开发中引入新的编程语言。

Objective-C开发者会感到Swift的似曾相识。Swift采用了Objective-C的命名参数和动态对象模型。提供了对Cocoa框架和mix-and-match的互操作性。基于这些基础,Swift引入了很多新功能和结合面向过程和面向对象的功能。

Swift对新的程序员也是友好的。他是工业级品质的系统编程语言,却又像脚本语言一样的友好。他支持playground,允许程序员实验一段Swift代码功能并立即看到结果,而无需麻烦的构建和运行一个应用。

Swift集成了现代编程语言思想,以及Apple工程文化的智慧。编译器是按照性能优化的,而语言是为开发优化的,无需互相折中。(by gashero)可以从"Hello, world"开始学起并过渡到整个系统。所有这些使得Swift成为Apple软件开发者创新的源泉。

Swift是编写iOS和OSX应用的梦幻方式,并且会持续推进新功能的引入。我们迫不及待的看到你用他来做点什么。

2   Swift入门


一个新语言的学习应该从打印"Hello, world"开始。在Swift,就是一行:

println("Hello, world")

如果你写过C或Objective-C代码,这个语法看起来很熟悉,在Swift,这就是完整的程序了。你无需导入(import)一个单独的库供输入输出和字符串处理。全局范围的代码就是用于程序的入口,所以你无需编写一个 main() 函数。你也无需在每个语句后写分号。

这个入门会给出足够的信息教你完成一个编程任务。无需担心你还不理解一些东西,所有没解释清楚的,会在本书后续详细讲解。

Note

作为最佳实践,可以将本章在Xcode的playground中打开。Playground允许你编辑代码并立即看到结果。


3   简单值

使用 let 来定义常量, var 定义变量。常量的值无需在编译时指定,但是至少要赋值一次。这意味着你可以使用常量来命名一个值,你发现只需一次确定,却用在多个地方。

var myVariable = 42

myVariable = 50

let myConstant = 42

Note
gashero注记
这里的常量定义类似于函数式编程语言中的变量,一次赋值后就无法修改。多多使用有益健康。
一个常量或变量必须与赋值时拥有相同的类型。因此你不用严格定义类型。提供一个值就可以创建常量或变量,并让编译器推断其类型。在上面例子中,编译其会推断myVariable是一个整数类型,因为其初始化值就是个整数。

Note
gashero注记
类型与变量名绑定,属于静态类型语言。有助于静态优化。与Python、JavaScript等有所区别。
如果初始化值没有提供足够的信息(或没有初始化值),可以在变量名后写类型,以冒号分隔。

let imlicitInteger = 70

let imlicitDouble = 70.0

let explicitDouble: Double = 70

Note
练习
创建一个常量,类型为Float,值为4。
值永远不会隐含转换到其他类型。如果你需要转换一个值到不同类型,明确的构造一个所需类型的实例。

let label = "The width is "

let width = 94

let widthLabel = label + String(width)

Note
练习
尝试删除最后一行的String转换,你会得到什么错误?
还有更简单的方法来在字符串中包含值:以小括号来写值,并用反斜线("")放在小括号之前。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
练习
使用 () 来包含一个浮点数计算到字符串,并包含某人的名字来问候。
创建一个数组和字典使用方括号 "[]" ,访问其元素则是通过方括号中的索引或键。

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

shoppingList[1] = "bottle of water"

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

occupations["Jayne"] = "Public Relations"

要创建一个空的数组或字典,使用初始化语法:

let emptyArray = String[]()

let emptyDictionary = Dictionary<String, Float>()

如果类型信息无法推断,你可以写空的数组为 "[]" 和空的字典为 "[:]",例如你设置一个知道变量并传入参数到函数:

shoppingList = [] //去购物并买些东西 by gashero

4   控制流

使用 if 和 switch 作为条件控制。使用 for-in 、 for 、 while 、 do-while 作为循环。小括号不是必须的,但主体的大括号是必需的。

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 语句中,条件必须是布尔表达式,这意味着 if score { ... } 是错误的,不能隐含的与0比较。

你可以一起使用 if 和 let 来防止值的丢失。这些值是可选的。可选值可以包含一个值或包含一个 nil 来指定值还不存在。写一个问号 "?" 在类型后表示值是可选的。

var optionalString: String? = "Hello"

optionalString == nil

var optionalName: String? = "John Appleseed"

var greeting = "Hello!"

if let name = optionalName {

greeting = "Hello, \(name)"

}

Note
练习
改变 optionalName 为 nil 。在问候时会发生什么?添加一个 else 子句在 optionalName 为 nil 时设置一个不同的值。
如果可选值为 nil ,条件就是 false 大括号中的代码会被跳过。否则可选值未包装并赋值为一个常量,会是的未包装值的变量到代码块中。

switch 支持多种数据以及多种比较,不限制必须是整数和测试相等。

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
练习
尝试去掉 default ,看看得到什么错误。
在执行匹配的情况后,程序会从 switch 跳出,而不是继续执行下一个情况。所以不再需要 break 跳出 switch 。

可使用 for-in 来迭代字典中的每个元素,提供一对名字来使用每个键值对。

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
练习
添加另一个变量来跟踪哪个种类中的数字最大,也就是最大的数字所在的。
使用 while 来重复执行代码块直到条件改变。循环的条件可以放在末尾来确保循环至少执行一次。

var n = 2

while n < 100

{

n = n * 2

}

n

var m = 2

do {

m = m * 2

}

while m < 100

m

你可以在循环中保持一个索引,通过 ".." 来表示索引范围或明确声明一个初始值、条件、增量。这两个循环做相同的事情:

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 .. 构造范围忽略最高值,而用 ... 构造的范围则包含两个值。

5   函数与闭包

使用 func 声明一个函数。调用函数使用他的名字加上小括号中的参数列表。使用 -> 分隔参数的名字和返回值类型。

func greet(name: String, day: String) -> String {

return "Hello \(name), today is \(day)."

}

greet("Bob", "Tuesday")

Note
练习
去掉 day 参数,添加一个参数包含今天的午餐选择。
使用元组(tuple)来返回多个值。

func getGasPrices() -> (Double, Double, Double) {

return (3.59, 3.69, 3.79)

}

getGasPrices()

函数可以接受可变参数个数,收集到一个数组中。

func sumOf(numbers: Int...) -> Int {

var sum = 0

for number in numbers {

sum += number

}

return sum

}

sumOf()

sumOf(42, 597, 12)

Note
练习
编写一个函数计算其参数的平均值。
函数可以嵌套。内嵌函数可以访问其定义所在函数的变量。你可以使用内嵌函数来组织代码,避免过长和过于复杂。

func returnFifteen() -> Int {

var y = 10

func add()

{

y += 5

}

add()

return y

} //by gashero

returnFifteen()

函数是第一类型的。这意味着函数可以返回另一个函数。

func makeIncrementer() -> (Int -> Int) {

func addOne(number: Int) -> Int {

return 1 + number

}

return addOne

}

var increment = makeIncrementer()

increment(7)

一个函数可以接受其他函数作为参数。

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)

函数实际是闭包的特殊情况。你可以写一个闭包而无需名字,只需要放在大括号中即可。使用 in 到特定参数和主体的返回值。

numbers.map({

(number: Int) -> Int in

let result = 3 * number

return result

})

Note
练习
重写一个闭包来对所有奇数返回0。
编写闭包时有多种选项。当一个闭包的类型是已知时,例如代表回调,你可以忽略其参数和返回值,或两者。单一语句的闭包可以直接返回值。

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

你可以通过数字而不是名字来引用一个参数,这对于很短的闭包很有用。一个闭包传递其最后一个参数到函数作为返回值。

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

6   对象与类

使用 class 可以创建一个类。一个属性的声明则是在类里作为常量或变量声明的,除了是在类的上下文中。方法和函数也是这么写的。

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

Note
练习
通过 "let" 添加一个常量属性,以及添加另一个方法能接受参数。
通过在类名后加小括号来创建类的实例。使用点语法来访问实例的属性和方法。

var shape = Shape()

shape.numberOfSides = 7

var shapeDescription = shape.simpleDescription()

这个版本的 Shape 类有些重要的东西不在:一个构造器来在创建实例时设置类。使用 init 来创建一个。

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 用来区分 name 属性和 name 参数。构造器的生命跟函数一样,除了会创建类的实例。每个属性都需要赋值,无论在声明里还是在构造器里。

使用 deinit 来创建一个析构器,来执行对象销毁时的清理工作。

子类包括其超类的名字,以冒号分隔。在继承标准根类时无需声明,所以你可以忽略超类。

子类的方法可以通过标记 override 重载超类中的实现,而没有 override 的会被编译器看作是错误。编译器也会检查那些没有被重载的方法。

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
练习
编写另一个 NamedShape 的子类叫做 Circle ,接受半径和名字到其构造器。实现 area 和 describe 方法。
属性可以有 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 。你可以提供一个在 set 之后提供一个不冲突的名字。

注意 EquilateralTriangle 的构造器有3个不同的步骤:

设置属性的值 调用超类的构造器 改变超类定义的属性的值,添加附加的工作来使用方法、getter、setter也可以在这里

如果你不需要计算属性,但是仍然要提供在设置值之后执行工作,使用 willSet 和 didSet 。例如,下面的类要保证其三角的边长等于矩形的变长。

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

类的方法与函数有个重要的区别。函数的参数名仅用与函数,但方法的参数名也可以用于调用方法(除了第一个参数)。缺省时,一个方法有一个同名的参数,调用时就是参数本身。你可以指定第二个名字,在方法内部使用。

class Counter {

var count: Int = 0

func incrementBy(amount: Int, numberOfTimes times: Int) {

count += amount * times

}

}

var counter = Counter()

counter.incrementBy(2, numberOfTimes: 7)

当与可选值一起工作时,你可以写 "?" 到操作符之前类似于方法属性。如果值在"?"之前就已经是 nil ,所有在 "?" 之后的都会自动忽略,而整个表达式是 nil 。另外,可选值是未包装的,所有 "?" 之后的都作为未包装的值。在两种情况中,整个表达式的值是可选值。

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

let sideLength = optionalSquare?.sideLength

7   枚举与结构

使用 enum 来创建枚举。有如类和其他命名类型,枚举可以有方法。

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
练习
编写一个函数比较两个 Rank 的值,通过比较其原始值。
在如上例子中,原始值的类型是 Int 所以可以只指定第一个原始值。其后的原始值都是按照顺序赋值的。也可以使用字符串或浮点数作为枚举的原始值。

使用 toRaw 和 fromRaw 函数可以转换原始值和枚举值。

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

枚举的成员值就是实际值,而不是其他方式写的原始值。实际上,有些情况是原始值,就是你不提供的时候。

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
练习
添加一个 color 方法到 Suit 并在 spades 和 clubs 时返回 "black" ,并且给 hearts 和 diamounds 返回 "red" 。
注意上面引用Hearts成员的两种方法:当赋值到 hearts 常量时,枚举成员 Suit.Hearts 通过全名引用,因为常量没有明确的类型。在 switch 中,枚举通过 .Hearts 引用,因为 self 的值是已知的。你可以在任何时候使用方便的方法。

使用 struct 创建结构体。结构体支持多个与类相同的行为,包括方法和构造器。一大重要的区别是代码之间的传递总是用拷贝(值传递),而类则是传递引用。

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
练习
添加方法到 Card 类来创建一桌的纸牌,每个纸牌都有合并的rank和suit。(就是个打字员的活二,by gashero)。
一个枚举的实例成员可以拥有实例的值。相同枚举成员实例可以有不同的值。你在创建实例时赋值。指定值和原始值的区别:枚举的原始值与其实例相同,你在定义枚举时提供原始值。

例如,假设情况需要从服务器获取太阳升起和降落时间。服务器可以响应相同的信息或一些错误信息。

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)"

}

Note
练习
给 ServerResponse 添加第三种情况来选择。
注意日出和日落时间实际上来自于对 ServerResponse 的部分匹配来选择的。

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