Swift 可选型

1、可选型

• Swift 语言为我们提供了一种全新的、更加安全的类型 “可选型”。可选型是使用范型枚举的形式来组织的，也就是说此特性可以运用于所有的类型、结构体、类或者其他复杂数据类型。

  • Swift 中的可选型会在编译时就去检查某些可能发生在运行时的错误，可以提高代码的质量。
  • 可选型用于某些不确定是否有值的情况，其有两个值，即 “具体的值” 和 nil。
  • 当一个变量、常量或者其他类中存储有值的时候返回里面存储的值，没有值的时候返回 nil（表示空值）。
  • Swift 中把一个变量定义为可选型，在没有赋值的情况下它会被默认赋值为 nil。
  • 在 OC 中 nil 表示的是一个指向不存在对象的指针，而 Swift 中表示空的关键字为 nil，没有其他含义。
  • 在 Swift 中不能给一个可选型之外的类型赋值为 nil。

• 可选的声明

  • 可选的标准声明形式，直接在程序中使用变量类型紧跟 ?

    var age: Int?
    

  • 可选的显式声明形式

    var age: Optional<Int>
    

• 相比单纯的 nil，使用可选型封装的 nil 给了开发者更合理的机会去处理空值：选择忽略空值，或者为可能出现空值的对象赋上默认值（使用 ?? 操作符）。

• 在条件足够完备的时候，尽量不要定义一个可选型，比如网络通信是一个复杂的环境，很多因素是不可控的，所以如果程序中需要通过网络采集数据，那么数据的借口可能是可选型的，最好不要把你的数据模型也声明成可选型，虽然这样可以减少网络数据到本地数据映射时的代码量。更好的方法是对可选型使用 ?? 赋值，这样在网络数据返回空值的时候，你的数据模型对应的属性就是初始化时设置的默认值。

2、强制解包可选

• Swift 中把一个变量定义为可选型，在没有赋值的情况下它会被默认赋值为 nil，所以即便定义了 age 的时候不赋值，它也已经被初始化了，它的值是 nil，直到你通过赋值更改它的值。

  var age: Int?
  age = Int("12")
  print("age is \(age)")
  

  • 在输出语句中我们得到 age 的值显示为 Optional(12)，Optional 代表 “可选”，age 的当前值为一个整数类型的可选型。
  • 在实际开发中我们真正需要的是括号中的 12，要想获得这个 12，就需要使用 “解包” 操作。

• 解包是针对于可选类型的变量操作，当我们确定一个可选类型的值不为 nil 的时候，可以使用变量名紧跟 ! 的方式强制获取类型可选中的值，从而省略判断步骤，这种机制叫做 “强制解包可选”。

  var age: Int?
  age = Int("12")
  print("age is \(age!)")
  

  • 此时在输出语句中我们得到 age 的值显示为 12。

• 但是如果这个变量中没有值，那么在解包的时候程序就会崩溃。

3、可选绑定

• 想比于强制解包，Swift 提供了一种更安全的解包方式 “可选绑定”。可选绑定有两种格式 if-let 和 guard-let-else。

• 可选绑定本身代表了两个步骤：解包和拷贝，如果你需要一个解包后的变量拷贝的话，可以使用 if-var（guard-var）的语法。

  let firstStr: String? = "hello"
  let secondStr: String? = "world"
  
  if var fs = firstStr, let ss = secondStr {
  
      print(fs + " " + ss)        // hello world
  
      fs = "hi"                   // 修改
  
      print(fs + " " + ss)        // hi world
  }
  

3.1 if-let 格式

• if-let 格式

  var age: Int?
  
  if let value = age {
  
      // 在内部使用解包后的值
      print("\(value)")
  }
  

  • 如果 age 有值，对 age 解包并给其一个 “别名” value，在 if 后的大括号对中 vaule 才有效果。
  • 如果 age 无值，即为 nil 时，那么大括号对中的代码不会执行，使可选解包程序不会崩溃。

3.2 guard-let-else 格式

• guard-let-else 格式

  var age: Int?
  
  guard let value = age else {
  
      // 终止方法
      return
  }
  
  // 在外部使用解包后的值
  print("\(value)")
  

  • guard-let-else 首先处理 age 为 nil 时的情况，在此种情况下必须在大括号中使用 return 或者 break 提前终止代码。
  • 如果 age 有值，那么 age 的值也会被保存在 “别名” value 中，不管有多少个 guard-let-else，“别名” value 的作用域都在最外层。

3.3 可选绑定嵌套

• 在 Swift 1.2 之前

  if let a = b {
  
      if let c = d {
  
          ...
      }
  }
  

• 在 Swift 1.2 之后，可以把所有的可选绑定放到一个 if-let 中，使用逗号隔开。

  if let a = b, c = d, ... {
  
  }
  

• 在 Swift 3.0 之后，可选绑定和普通的判断语句可以混用到一个 if 语句中，所以每一次可选绑定都需要用 let 关键字来声明。

  if let a = b, let c = d, ... {
  
  }
  

4、隐式解包

• 隐式解包是一种特殊的可选型，在系统中由于一些历史原因出现这种类型，但是我们自己最好不要定义这样的类型。

  • 将可选变量声明中的 ? 改为 ! 来标注一个隐式解包可选。
  • 隐式解包可选用于一个确定会有值的可选类型实例声明。

  var age: Int! = 18
  

• 隐式解包的类型可以和普通的类型进行运算，此时它会被解包，结果返回的也是非可选型的类型。

  let a: Int! = 3
  
  let b = a + 1           // b 的类型是 Int，值为 4
  

• 在 Swift 2.2 中，隐式解包的实例传递的对象的类型依旧是隐式解包类型的，并且和普通类型所组成的数组也会被推断为隐式解包的数组类型。

  let a: Int! = 3
  
  let c = a               // c 的类型依旧为 Int!
  let arr = [1, a]        // 数组 arr 的类型是 [Int!] 类型的
  

• 在 Swift 3.0 及以后，隐式解包的类型在传递时都会被当作普通的可选型，只有在运算这种需要解包的时候才会被解包。

  let a: Int! = 3
  
  let c = a               // c 的类型依旧为 Int?
  let arr = [1, a]        // 数组 arr 的类型是 [Int?] 类型的
  

• 在 Swift 工程中，最常见的隐式解包就是 IBOutlet。

  IBOutlet weak var dateLabel: UILabel!
  

  • IBAction 和 IBOutlet 允许你的代码和 Interface Builder 中的元素进行交互，通过隐式解包的声明方式。
  • 当 Swift 代码对象初始化之后，storyboard 中的元素会在运行时与 IBOutlet 对象对接，这也是不能在 prepareForSegue 方法中访问目标控制器中的 IBOutlet 元素的原因，因为在初始化时会造成对 nil 的解包导致程序崩溃。

5、可选运算符

• 可选运算符 ?? 之前是一个可选型，?? 之后是一个非可选型的值。?? 操作符自带解包功能，在赋值时 ?? 会检查其之前的可选型。

  var age: Int?
  var value = age ?? -1
  

  • 如果可选型不为 nil 则将其解包并返回。
  • 如果为 nil，则不会返回 nil，此时返回 ?? 之后的非可选型的值。

6、可选链

• 针对可选型结果中仍有可选型的情况，可以使用可选链操作，将可选的调用使用 ? 连接在一起形成一个链，如果可选链中任何一个部位的可选型是空值，则可选链会中断，而不会引发强制解包可选时发生的错误。

  • 除了可以对可选型中的属性进行判空外，可选链更适用于可选型中的方法调用。
  • 如果可选链末尾是一个方法，那么当链条提前中断的时候，该方法不会执行。
  • 可选链可以多层可选（嵌套）。

• 有一个类 Student，里面有两个属性 name 和 age，它们的类型是可选型。

  class Student {
      var name: String?
      var age: Int?
  }
  
  func example(code: String) -> Student? {
  
      if code == "xm" {
  
          let xiaoming: Student = Student()
          xiaoming.name = "XiaoMing"
          xiaoming.age = 12
          return xiaoming
  
      } else if code == "xg" {
  
          let xiaogang: Student = Student()
          xiaogang.name = "XiaoGang"
          xiaogang.age = 13
          return xiaogang
      }
  
      return nil
  }
  

  // 使用可选绑定来判断
  if let student = example(code: "xm") {
  
      // 使用可选绑定来判断
      if let age = student.age {
  
          let year = 18 - age
          print(year)
      }
  }
  

• 上面的代码运行没有问题，但是使用了两个可选绑定，因此可以使用一个 if let 即使用可选链来化简。

  // 使用可选链来判断
  if let age = example(code: "xm")?.age {
  
      let year = 18 - age
      print(year)
  }
  

• 可选绑定与可选链的使用

  • 如果需要频繁的使用一个可选型的值，那么可选绑定的代价是和算的。
  • 如果需要在某个可选型有值的时候调用它内部的方法，如果是空值则不调用，那么使用可选链的方式会更加简单。

• 可选绑定的理念是忽略空值，而可选链中可以使用空值，比如当空值出现时使用 ?? 把空值转换成常量。

  let age = example(code: "lw")?.age ?? 0
  

7、Map 和 FlatMap

• 可选型中有两个非常实用的方法 map 和 flatMap，当你确定需要返回一个可选型，并且希望当可选型不为空时，对可选型的值做某些处理后再返回，可以选用 map。

• 可选型的 map 和 flatMap 的定义如下

  public func map<U>(_ transform: (Wrapped) throws -> U) rethrows -> U?
  
  public func flatMap<U>(_ transform: (Wrapped) throws -> U?) rethrows -> U?
  

• 在不确定某个学生的年龄是否有值的情况下，我们定义一个 isAdult 方法，它的作用是判断那些有年龄信息的学生的年龄是否成人，对于年龄信息未登记的学生，则返回 nil。

  func isAdult(stu: Student) -> Bool? {
  
      let result = stu.age.map {
          $0 >= 18 ? true : false
      }
  
      return result
  }
  

  let xm = Student()
  xm.age = 3
  xm.name = "XiaoMing"
  
  print(isAdult(stu: xm) ?? -1)       // false
  

  • 当某个学生的年龄存在时，参数的 map 方法才会执行。
  • 和可选绑定一样，map 方法体中的参数已经默认解包了，所以这里的 $0 即指 stu.age 解包后的值，是 Int 类型的。

• 如果使用 map 时，map 方法体中的返回值本身也是一个可选型，则返回结果会出现多重可选型。

  let result = example(code: "xm").map {
  
      isAdult(stu: $0)
  }
  

  • 由于在 map 方法体中的方法 isAdult 返回值也是可选型的，所以 result 的类型是 Bool??，在使用时我们被迫需要做两次空值判断，而这些操作并没有意义，我们关心的只是结果。

• flatMap 会把多重可选型化简成一个可选型。

  let result = example(code: "xm").flatMap {
  
      isAdult(stu: $0)
  }