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枚舉為一組相關的值定義了一個共同的類型,使你可以在你的代碼中以型別安全的方式來使用這些值。
如果你熟悉 C 語言,你會知道在 C 語言中,枚舉會為一組整型值分配相關聯的名稱。Swift 中的枚舉更加靈活,不必給每一個枚舉成員提供一個值。如果給枚舉成員提供一個值(稱為“原始”值),則該值的類型可以是字串,字元,或是一個整型值或浮點數。
此外,枚舉成員可以指定任意類型的關聯值儲存到枚舉成員中,就像其他語言中的聯合體(unions)和變體(variants)。每一個枚舉成員都可以有適當類型的關聯值。
在 Swift 中,枚舉類型是一等(first-class)類型。它們採用了很多在傳統上只被類(class)所支援的特性,例如計算型屬性(computed properties),用於提供枚舉值的附加資訊,執行個體方法(instance methods),用於提供和枚舉值相關聯的功能。枚舉也可以定義建構函式(initializers)來提供一個初始值;可以在原始實現的基礎上擴充它們的功能;還可以遵守協議(protocols)來提供標準的功能。
枚舉文法
使用enum
關鍵詞來建立枚舉並且把它們的整個定義放在一對大括弧內:
enum SomeEnumeration { // 枚舉定義放在這裡}
下面是用枚舉表示指南針四個方向的例子:
enum CompassPoint { case North case South case East case West}
枚舉中定義的值(如 North
,South
,East
和West
)是這個枚舉的成員值(或成員)。你使用case
關鍵字來定義一個新的枚舉成員值。
注意
與 C 和 Objective-C 不同,Swift 的枚舉成員在被建立時不會被賦予一個預設的整型值。在上面的CompassPoint
例子中,North
,South
,East
和West
不會被隱式地賦值為0
,1
,2
和3
。相反,這些枚舉成員本身就是完備的值,這些值的類型是已經明確定義好的CompassPoint
類型。
多個成員值可以出現在同一行上,用逗號隔開:
enum Planet { case Mercury, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune}
每個枚舉定義了一個全新的類型。像 Swift 中其他類型一樣,它們的名字(例如CompassPoint
和Planet
)應該以一個大寫字母開頭。給枚舉類型起一個單數名字而不是複數名字,以便於讀起來更加容易理解:
var directionToHead = CompassPoint.West
directionToHead
的類型可以在它被CompassPoint
的某個值初始化時推斷出來。一旦directionToHead
被聲明為CompassPoint
類型,你可以使用更簡短的點文法將其設定為另一個CompassPoint
的值:
directionToHead = .East
當directionToHead
的類型已知時,再次為其賦值可以省略枚舉類型名。在使用具有顯式類型的枚舉值時,這種寫法讓代碼具有更好的可讀性。
使用 Switch 語句匹配枚舉值
你可以使用switch
語句匹配單個枚舉值:
directionToHead = .Southswitch directionToHead { case .North: print("Lots of planets have a north") case .South: print("Watch out for penguins") case .East: print("Where the sun rises") case .West: print("Where the skies are blue")}// 輸出 "Watch out for penguins”
你可以這樣理解這段代碼:
“判斷directionToHead
的值。當它等於.North
,列印“Lots of planets have a north”
。當它等於.South
,列印“Watch out for penguins”
。”
……以此類推。
正如在控制流程(Control Flow)中介紹的那樣,在判斷一個枚舉類型的值時,switch
語句必須窮舉所有情況。如果忽略了.West
這種情況,上面那段代碼將無法通過編譯,因為它沒有考慮到CompassPoint
的全部成員。強制窮舉確保了枚舉成員不會被意外遺漏。
當不需要匹配每個枚舉成員的時候,你可以提供一個default
分支來涵蓋所有未明確處理的枚舉成員:
let somePlanet = Planet.Earthswitch somePlanet {case .Earth: print("Mostly harmless")default: print("Not a safe place for humans")}// 輸出 "Mostly harmless”
關聯值(Associated Values)
上一小節的例子示範了如何定義和分類枚舉的成員。你可以為Planet.Earth
設定一個常量或者變數,並在賦值之後查看這個值。然而,有時候能夠把其他類型的關聯值和成員值一起儲存起來會很有用。這能讓你連同成員值一起儲存額外的自訂資訊,並且你每次在代碼中使用該枚舉成員時,還可以修改這個關聯值。
你可以定義 Swift 枚舉來儲存任意類型的關聯值,如果需要的話,每個枚舉成員的關聯實值型別可以各不相同。枚舉的這種特性跟其他語言中的可識別聯合(discriminated unions),標籤聯合(tagged unions),或者變體(variants)相似。
例如,假設一個庫存跟蹤系統需要利用兩種不同類型的條碼來跟蹤商品。有些商品上標有使用0
到9
的數位 UPC-A 格式的一維條碼。每一個條碼都有一個代表“數字系統”的數字,該數字後接五位代表“廠商代碼”的數字,接下來是五位代表“產品代碼”的數字。最後一個數字是“檢查”位,用來驗證代碼是否被正確掃描:
其他商品上標有 QR 代碼格式的二維碼,它可以使用任何 ISO 8859-1 字元,並且可以編碼一個最多擁有 2,953 個字元的字串:
這便於庫存跟蹤系統用包含四個整型值的元組儲存 UPC-A 碼,以及用任意長度的字串儲存 QR 代碼。
在 Swift 中,使用如下方式定義表示兩種商品條碼的枚舉:
enum Barcode { case UPCA(Int, Int, Int, Int) case QRCode(String)}
以上代碼可以這麼理解:
“定義一個名為Barcode
的枚舉類型,它的一個成員值是具有(Int,Int,Int,Int)
類型關聯值的UPCA
,另一個成員值是具有String
類型關聯值的QRCode
。”
這個定義不提供任何Int
或String
類型的關聯值,它只是定義了,當Barcode
常量和變數等於Barcode.UPCA
或Barcode.QRCode
時,可以儲存的關聯值的類型。
然後可以使用任意一種條碼類型建立新的條碼,例如:
var productBarcode = Barcode.UPCA(8, 85909, 51226, 3)
上面的例子建立了一個名為productBarcode
的變數,並將Barcode.UPCA
賦值給它,關聯的元組值為(8, 85909, 51226, 3)
。
同一個商品可以被分配一個不同類型的條碼,例如:
productBarcode = .QRCode("ABCDEFGHIJKLMNOP")
這時,原始的Barcode.UPCA
和其整數關聯值被新的Barcode.QRCode
和其字串關聯值所替代。Barcode
類型的常量和變數可以儲存一個.UPCA
或者一個.QRCode
(連同它們的關聯值),但是在同一時間只能儲存這兩個值中的一個。
像先前那樣,可以使用一個 switch 語句來檢查不同的條碼類型。然而,這一次,關聯值可以被提取出來作為 switch 語句的一部分。你可以在switch
的 case 分支代碼中提取每個關聯值作為一個常量(用let
首碼)或者作為一個變數(用var
首碼)來使用:
switch productBarcode {case .UPCA(let numberSystem, let manufacturer, let product, let check): print("UPC-A: \(numberSystem), \(manufacturer), \(product), \(check).")case .QRCode(let productCode): print("QR code: \(productCode).")}// 輸出 "QR code: ABCDEFGHIJKLMNOP."
如果一個枚舉成員的所有關聯值都被提取為常量,或者都被提取為變數,為了簡潔,你可以只在成員名稱前標註一個let
或者var
:
switch productBarcode {case let .UPCA(numberSystem, manufacturer, product, check): print("UPC-A: \(numberSystem), \(manufacturer), \(product), \(check).")case let .QRCode(productCode): print("QR code: \(productCode).")}// 輸出 "QR code: ABCDEFGHIJKLMNOP."
原始值(Raw Values)
在關聯值小節的條碼例子中,示範了如何聲明儲存不同類型關聯值的枚舉成員。作為關聯值的替代選擇,枚舉成員可以被預設值(稱為原始值)預填充,這些原始值的類型必須相同。
這是一個使用 ASCII 碼作為原始值的枚舉:
enum ASCIIControlCharacter: Character { case Tab = "\t" case LineFeed = "\n" case CarriageReturn = "\r"}
枚舉類型ASCIIControlCharacter
的原始實值型別被定義為Character
,並設定了一些比較常見的 ASCII 控制字元。Character
的描述詳見字串和字元部分。
原始值可以是字串,字元,或者任意整型值或浮點型值。每個原始值在枚舉聲明中必須是唯一的。
注意
原始值和關聯值是不同的。原始值是在定義枚舉時被預先填充的值,像上述三個 ASCII 碼。對於一個特定的枚舉成員,它的原始值始終不變。關聯值是建立一個基於枚舉成員的常量或變數時才設定的值,枚舉成員的關聯值可以變化。
原始值的隱式賦值(Implicitly Assigned Raw Values)
在使用原始值為整數或者字串類型的枚舉時,不需要顯式地為每一個枚舉成員設定原始值,Swift 將會自動為你賦值。
例如,當使用整數作為原始值時,隱式賦值的值依次遞增1
。如果第一個枚舉成員沒有設定原始值,其原始值將為0
。
下面的枚舉是對之前Planet
這個枚舉的一個細化,利用整型的原始值來表示每個行星在太陽系中的順序:
enum Planet: Int { case Mercury = 1, Venus, Earth, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune}
在上面的例子中,Plant.Mercury
的顯式原始值為1
,Planet.Venus
的隱式原始值為2
,依次類推。
當使用字串作為枚舉類型的原始值時,每個枚舉成員的隱式原始值為該枚舉成員的名稱。
下面的例子是CompassPoint
枚舉的細化,使用字串類型的原始值來表示各個方向的名稱:
enum CompassPoint: String { case North, South, East, West}
上面例子中,CompassPoint.South
擁有隱式原始值South
,依次類推。
使用枚舉成員的rawValue
屬性可以訪問該枚舉成員的原始值:
let earthsOrder = Planet.Earth.rawValue// earthsOrder 值為 3let sunsetDirection = CompassPoint.West.rawValue// sunsetDirection 值為 "West"
使用原始值初始化枚舉執行個體(Initializing from a Raw Value)
如果在定義枚舉類型的時候使用了原始值,那麼將會自動獲得一個初始化方法,這個方法接收一個叫做rawValue
的參數,參數類型即為原始實值型別,傳回值則是枚舉成員或nil
。你可以使用這個初始化方法來建立一個新的枚舉執行個體。
這個例子利用原始值7
建立了枚舉成員Uranus
:
let possiblePlanet = Planet(rawValue: 7)// possiblePlanet 類型為 Planet? 值為 Planet.Uranus
然而,並非所有Int
值都可以找到一個匹配的行星。因此,原始值構造器總是返回一個可選的枚舉成員。在上面的例子中,possiblePlanet
是Planet?
類型,或者說“可選的Planet
”。
注意
原始值構造器是一個可失敗構造器,因為並不是每一個原始值都有與之對應的枚舉成員。更多資訊請參見可失敗構造器
如果你試圖尋找一個位置為9
的行星,通過原始值構造器返回的可選Planet
值將是nil
:
let positionToFind = 9if let somePlanet = Planet(rawValue: positionToFind) { switch somePlanet { case .Earth: print("Mostly harmless") default: print("Not a safe place for humans") }} else { print("There isn‘t a planet at position \(positionToFind)")}// 輸出 "There isn‘t a planet at position 9
這個例子使用了可選綁定(optional binding),試圖通過原始值9
來訪問一個行星。if let somePlanet = Planet(rawValue: 9)
語句建立了一個可選Planet
,如果可選Planet
的值存在,就會賦值給somePlanet
。在這個例子中,無法檢索到位置為9
的行星,所以else
分支被執行。
遞迴枚舉(Recursive Enumerations)
當各種可能的情況可以被窮舉時,非常適合使用枚舉進行資料建模,例如可以用枚舉來表示用於簡單整數運算的操作符。這些操作符讓你可以將簡單的算術運算式,例如整數5
,結合為更為複雜的運算式,例如5 + 4
。
算術運算式的一個重要特性是,運算式可以嵌套使用。例如,運算式(5 + 4) * 2
,乘號右邊是一個數字,左邊則是另一個運算式。因為資料是嵌套的,因而用來儲存資料的枚舉類型也需要支援這種嵌套——這意味著枚舉類型需要支援遞迴。
遞迴枚舉(recursive enumeration)是一種枚舉類型,它有一個或多個枚舉成員使用該枚舉類型的執行個體作為關聯值。使用遞迴枚舉時,編譯器會插入一個間接層。你可以在枚舉成員前加上indirect
來表示該成員可遞迴。
例如,下面的例子中,枚舉類型儲存了簡單的算術運算式:
enum ArithmeticExpression { case Number(Int) indirect case Addition(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression) indirect case Multiplication(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)}
你也可以在枚舉類型開頭加上indirect
關鍵字來表明它的所有成員都是可遞迴的:
indirect enum ArithmeticExpression { case Number(Int) case Addition(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression) case Multiplication(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)}
上面定義的枚舉類型可以儲存三種算術運算式:純數字、兩個運算式相加、兩個運算式相乘。枚舉成員Addition
和Multiplication
的關聯值也是算術運算式——這些關聯值使得巢狀表格達式成為可能。
要操作具有遞迴性質的資料結構,使用遞迴函式是一種直截了當的方式。例如,下面是一個對算術運算式求值的函數:
func evaluate(expression: ArithmeticExpression) -> Int { switch expression { case .Number(let value): return value case .Addition(let left, let right): return evaluate(left) + evaluate(right) case .Multiplication(let left, let right): return evaluate(left) * evaluate(right) }}// 計算 (5 + 4) * 2let five = ArithmeticExpression.Number(5)let four = ArithmeticExpression.Number(4)let sum = ArithmeticExpression.Addition(five, four)let product = ArithmeticExpression.Multiplication(sum, ArithmeticExpression.Number(2))print(evaluate(product))// 輸出 "18"
該函數如果遇到純數字,就直接返回該數位值。如果遇到的是加法或乘法運算,則分別計算左邊運算式和右邊運算式的值,然後相加或相乘。
進擊的雨燕-------------枚舉