Apple Swift程式設計語言入門教程

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

• 目錄

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

1   簡介

今天淩晨Apple剛剛發布了Swift程式設計語言，本文從其發布的書籍《The Swift Programming Language》中摘錄和提取而成。希望對各位的iOS&OSX開發有所協助。

Swift是供iOS和OS X應用編程的新程式設計語言，基於C和Objective-C，而卻沒有C的一些相容約束。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。介面則基於廣受人民群眾愛戴的Cocoa和Cocoa Touch架構，展示了軟體開發的新方向。

Swift已經存在了多年。Apple基於已有的編譯器、調試器、架構作為其基礎架構。通過ARC(Automatic Reference Counting，自動引用計數)來簡化記憶體管理。我們的架構棧則一直基於Cocoa。Objective-C進化支援了塊、collection literal和模組，允許現代語言的架構無需深入即可使用。(by gashero)感謝這些基礎工作，才使得可以在Apple軟體開發中引入新的程式設計語言。

Objective-C開發人員會感到Swift的似曾相識。Swift採用了Objective-C的具名引數和動態物件模型。提供了對Cocoa架構和mix-and-match的互通性。基於這些基礎，Swift引入了很多新功能和結合面向過程和物件導向的功能。

Swift對新的程式員也是友好的。他是工業級品質的系統程式設計語言，卻又像指令碼語言一樣的友好。他支援playground，允許程式員實驗一段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整合了現代程式設計語言思想，以及Apple工程文化的智慧。編譯器是按照效能最佳化的，而語言是為開發最佳化的，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成為Apple軟體開發人員創新的源泉。

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列印"Hello, world"開始。在Swift，就是一行:

println("Hello, world")

如果你寫過C或Objective-C代碼，這個文法看起來很熟悉，在Swift，這就是完整的程式了。你無需匯入(import)一個單獨的庫供輸入輸出和字串處理。全域範圍的代碼就是用於程式的入口，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資訊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

作為最佳實務，可以將本章在Xcode的playground中開啟。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 定義變數。常量的值無需在編譯時間指定，但是至少要賦值一次。這意味著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 = 42myVariable = 50let myConstant = 42

Note

gashero註記

這裡的常量定義類似於函數式程式設計語言中的變數，一次賦值後就無法修改。多多使用有益健康。

一個常量或變數必須與賦值時擁有相同的類型。因此你不用嚴格定義類型。提供一個值就可以建立常量或變數，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，因為其初始化值就是個整數。

Note

gashero註記

類型與變數名綁定，屬於靜態類型語言。有助於靜態最佳化。與Python、JavaScript等有所區別。

如果初始化值沒有提供足夠的資訊(或沒有初始化值)，可以在變數名後寫類型，以冒號分隔。

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

Note

練習

建立一個常量，類型為Float，值為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執行個體。

let label = "The width is "let width = 94let 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串中包含值：以小括弧來寫值，並用反斜線("")放在小括弧之前。例如:

let apples = 3let oranges = 5     //by gasherolet 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串，並包含某人的名字來問候。

建立一個數組和字典使用方括弧 "[]" ，訪問其元素則是通過方括弧中的索引或鍵。

var shoppingList = ["catfish", "water", "tulips", "blue paint"]shoppingList[1] = "bottle of water"var occupations = [   "Malcolm": "Captain",   "Kaylee": "Mechanic",]occupations["Jayne"] = "Public Relations"

要建立一個空的數組或字典，使用初始化文法:

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

如果類型資訊無法推斷，你可以寫空的數組為 "[]" 和空的字典為 "[:]"，例如你設定一個知道變數並傳入參數到函數:

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

4   控制流程

使用 if 和 switch 作為條件控制。使用 for-in 、 for 、 while 、 do-while 作為迴圈。小括弧不是必須的，但主體的大括弧是必需的。

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

在 if 語句中，條件必須是布林運算式，這意味著 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 == nilvar optionalName: String? = "John Appleseed"var greeting = "Hello!"if let name = optionalName {    greeting = "Hello, \(name)"}

Note

練習

改變 optionalName 為 nil 。在問候時會發生什嗎？添加一個 else 子句在 optionalName 為 nil 時設定一個不同的值。

如果可選值為 nil ，條件就是 false 大括弧中的代碼會被跳過。否則可選值未封裝並賦值為一個常量，會是的未封裝值的變數到代碼塊中。

switch 支援多種資料以及多種比較，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，程式會從 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索引值對。

let interestingNumbers = [    "Prime": [2, 3, 5, 7, 11, 13],    "Fibonacci": [1, 1, 2, 3, 5, 8],    "Square": [1, 4, 9, 16, 25],]var largest = 0for (kind, numbers) in interestingNumbers {    for number in numbers {        if number > largest {            largest = number        }    }}

Note

練習

添加另一個變數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。迴圈的條件可以放在末尾來確保迴圈至少執行一次。

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

你可以在迴圈中保持一個索引，通過 ".." 來表示索引範圍或明確聲明一個初始值、條件、增量。這兩個迴圈做相同的事情:

var firstForLoop = 0for i in 0..3 {    firstForLoop += i}firstForLoopvar secondForLoop = 0for 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弧中的參數列表。使用 -> 分隔參數的名字和傳回值類型。

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Function Compute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數。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 gasheroreturnFifteen()

函數是第一類型的。這意味著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為參數。

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，只需要放在大括弧中即可。使用 in 到特定參數和主體的傳回值。

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傳回值，或兩者。單一語句的閉包可以直接傳回值。

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為傳回值。

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

6   對象與類

使用 class 可以建立一個類。一個屬性的聲明則是在類裡作為常量或變數聲明的，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弧來建立類的執行個體。使用點文法來訪問執行個體的屬性和方法。

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

這個版本的 Shape 類有些重要的東西不在：一個構造器來在建立執行個體時設定類。使用 init 來建立一個。

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，除了會建立類的執行個體。每個屬性都需要賦值，無論在聲明裡還是在構造器裡。

使用 deinit 來建立一個析構器，來執行對象銷毀時的清理工作。

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.perimetertriangle.perimeter = 9.9triangle.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. 設定屬性的值
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也可以在這裡

如果你不需要計算屬性，但是仍然要提供在設定值之後執行工作，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.sideLengthtriangleAndSquare.triangle.sideLengthtriangleAndSquare.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)。預設時，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，而整個運算式是 nil 。另外，可選值是未封裝的，所有 "?" 之後的都作為未封裝的值。在兩種情況中，整個運算式的值是可選值。

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

7   枚舉與結構

使用 enum 來建立枚舉。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 gasherolet 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。也可以使用字串或浮點數作為枚舉的原始值。

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 gasherolet 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，因為常量沒有明確的類型。在 switch 中，枚舉通過 .Hearts 引用，因為 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 建立結構體。結構體支援多個與類相同的行為，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 類來建立一桌的紙牌，每個紙牌都有合并的rank和suit。(就是個打字員的活二，by gashero)。

一個枚舉的執行個體成員可以擁有執行個體的值。相同枚舉成員執行個體可以有不同的值。你在建立執行個體時賦值。指定值和原始值的區別：枚舉的原始值與其執行個體相同，你在定義枚舉時提供原始值。

例如，假設情況需要從伺服器擷取太陽升起和降落時間。伺服器可以響應相同的資訊或一些錯誤資訊。

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

練習

給 ServerResponse 添加第三種情況來選擇。

注意日出和日落時間實際上來自於對 ServerResponse 的部分匹配來選擇的。