Apple Swift编程语言入门

1   简单介绍

今天凌晨Apple刚刚公布了Swift编程语言，本文从其公布的书籍《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採用了安全的编程模式和加入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，自己主动引用计数)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，同意现代语言的框架无需深入就可以使用。(by gashero)感谢这些基础工作，才使得能够在Apple软件开发中引入新的编程语言。

Objective-C开发人员会感到Swift的似曾相识。Swift採用了Objective-C的命名參数和动态对象模型。提供了对Cocoa框架和mix-and-match的互操作性。基于这些基础，Swift引入了非常多新功能和结合面向过程和面向对象的功能。

Swift对新的程序猿也是友好的。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，同意程序猿实验一段Swift代码功能并马上看到结果，而无需麻烦的构建和执行一个应用。

Swift集成了现代编程语言思想，以及Appleproject文化的智慧。编译器是依照性能优化的，而语言是为开发优化的，无需互相折中。(by gashero)能够从"Hello, world"開始学起并过渡到整个系统。全部这些使得Swift成为Apple软件开发人员创新的源泉。

Swift是编写iOS和OSX应用的梦幻方式，而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"開始。在Swift，就是一行:

println("Hello, world")

假设你写过C或Objective-C代码，这个语法看起来非常熟悉，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。你也无需在每一个语句后写分号。

这个入门会给出足够的信息教你完毕一个编程任务。无需操心你还不理解一些东西，全部没解释清楚的，会在本书兴许具体解说。

Note

作为最佳实践，能够将本章在Xcode的playground中打开。Playground同意你编辑代码并马上看到结果。

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，可是至少要赋值一次。这意味着你能够使用常量来命名一个值，你发现仅仅需一次确定，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，一次赋值后就无法改动。多多使用故意健康。

一个常量或变量必须与赋值时拥有同样的类型。因此你不用严格定义类型。提供一个值就能够创建常量或变量，并让编译器判断其类型。在上面样例中，编译其会判断myVariable是一个整数类型，由于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等有所差别。

假设初始化值没有提供足够的信息(或没有初始化值)，能够在变量名后写类型，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它类型。假设你须要转换一个值到不同类型，明白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括值：以小括号来写值，并用反斜线("")放在小括号之前。比如:

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 () 来包括一个浮点数计算到字符串，并包括某人的名字来问候。

创建一个数组和字典使用方括号 "[]" ，訪问其元素则是通过方括号里的索引或键。

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>()

假设类型信息无法判断，你能够写空的数组为 "[]" 和空的字典为 "[:]"，比如你设置一个知道变量并传入參数到函数:

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比較。

你能够一起使用 if 和 let 来防止值的丢失。这些值是可选的。可选值能够包括一个值或包括一个 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？加入一个 else 子句在 optionalName 为 nil 时设置一个不同的值。

假设可选值为 nil ，条件就是 false 大括号里的代码会被跳过。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較，不限制必须是整数和測试相等。

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。

在运行匹配的情况后，程序会从 switch 跳出，而不是继续运行下一个情况。所以不再须要 break 跳出 switch 。

可使用 for-in 来迭代字典中的每一个元素，提供一对名字来使用每一个键值对。

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

加入还有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 来反复运行代码块直到条件改变。循环的条件能够放在末尾来确保循环至少运行一次。

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

你能够在循环中保持一个索引，通过 ".." 来表示索引范围或明白声明一个初始值、条件、增量。这两个循环做同样的事情:

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 ... 构造的范围则包括两个值。

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里的參数列表。使用 -> 分隔參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 參数，加入一个參数包括今天的午餐选择。

使用元组(tuple)来返回多个值。

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

函数能够接受可变參数个数，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參数的平均值。

函数能够嵌套。内嵌函数能够訪问其定义所在函数的变量。你能够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。这意味着函数能够返回还有一个函数。

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

一个函数能够接受其它函数作为參数。

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。你能够写一个闭包而无需名字，仅仅须要放在大括号里就可以。使用 in 到特定參数和主体的返回值。

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

Note

练习

重写一个闭包来对全部奇数返回0。

编写闭包时有多种选项。当一个闭包的类型是已知时，比如代表回调，你能够忽略其參数和返回值，或两者。单一语句的闭包能够直接返回值。

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

你能够通过数字而不是名字来引用一个參数，这对于非常短的闭包非常实用。一个闭包传递其最后一个參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 能够创建一个类。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" 加入一个常量属性，以及加入还有一个方法能接受參数。

通过在类名后加小括号来创建类的实例。使用点语法来訪问实例的属性和方法。

var shape = Shape()
shape.numberOfSides = 7
var shapeDescription = shape.simpleDescription()

这个版本号的 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 參数。构造器的生命跟函数一样，除了会创建类的实例。每一个属性都须要赋值，不管在声明里还是在构造器里。

使用 deinit 来创建一个析构器，来运行对象销毁时的清理工作。

子类包含其超类的名字，以冒号分隔。在继承标准根类时无需声明，所以你能够忽略超类。

子类的方法能够通过标记 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

编写还有一个 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。

属性能够有 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 。你能够提供一个在 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：

1. 设置属性的值
2. 调用超类的构造器
3. 改变超类定义的属性的值，加入附加的工作来用法、getter、setter也能够在这里

假设你不须要计算属性，可是仍然要提供在设置值之后运行工作，使用 willSet 和 didSet 。比如，以下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差别。函数的參数名仅用与函数，但方法的參数名也能够用于调用方法(除了第一个參数)。缺省时，一个方法有一个同名的參数，调用时就是參数本身。你能够指定第二个名字，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，你能够写 "?" 到操作符之前类似于方法属性。假设值在"?"之前就已经是 nil ，全部在 "?" 之后的都会自己主动忽略，而整个表达式是 nil 。另外，可选值是未包装的，全部 "?" 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。有如类和其它命名类型，枚举能够有方法。

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

编写一个函数比較两个 Rank 的值，通过比較其原始值。

在如上样例中，原始值的类型是 Int 所以能够仅仅指定第一个原始值。其后的原始值都是依照顺序赋值的。也能够使用字符串或浮点数作为枚举的原始值。

使用 toRaw 和 fromRaw 函数能够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，而不是其它方式写的原始值。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

加入一个 color 方法到 Suit 并在 spades 和 clubs 时返回 "black" ，而且给 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，由于常量没有明白的类型。在 switch 中，枚举通过 .Hearts 引用，由于 self 的值是已知的。你能够在不论什么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同样的行为，包含方法和构造器。一大重要的差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

加入方法到 Card 类来创建一桌的纸牌，每一个纸牌都有合并的rank和suit。(就是个打字员的活二，by gashero)。

一个枚举的实例成员能够拥有实例的值。同样枚举成员实例能够有不同的值。你在创建实例时赋值。指定值和原始值的差别：枚举的原始值与事实上例同样，你在定义枚举时提供原始值。

比如，如果情况须要从server获取太阳升起和降落时间。server能够响应同样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 加入第三种情况来选择。

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

来自http://gashero.iteye.com/blog/2075324