Swift 编程语言

原文：Swift Programming Language
作者：Steve Wills

Swift 是 Apple 推出的新通用编程语言，于 2014 年 Apple 年度 WWDC 活动上发布，2015 年以 Apache 许可证 2.0 版开源。它旨在替代 Objective C，但更简洁、更安全，也确已如此。Swift 主要面向 iOS 应用开发，但它是一门完整的通用系统编程语言，可用于多种任务。它正在快速发展，可移植到多种操作系统。Swift 全面支持 Unicode。它易学、好用、运行快。Swift 支持命令式与面向对象编程、泛型、扩展、try/throw/catch 错误处理、动态分派、可扩展编程与晚绑定。

安全性

内存自动管理，无需手动分配或释放，避免相关错误。作为使编程更安全的设计目标之一，Swift 在很大程度上不向开发者暴露指针，但需要时也可使用。它要求变量使用前先声明，避免脚本语言中有时出现的隐式声明问题。为简洁起见，类型可推断；为安全与清晰起见，也可显式声明。为安全起见，数据类型严格强制；为灵活起见，类型也可轻松转换。

对符号（变量、函数、类等）支持五种访问控制：

private——仅在直接作用域内可访问
fileprivate——同一文件内的任何代码都可访问
internal——同一模块内的任何代码都可访问
public——可从任何模块访问
open——可在模块外被继承（仅限类与方法）

这些访问控制不受继承影响，允许显式控制代码与数据的使用位置，避免意外与棘手的故障排查。

在 FreeBSD 上构建

首先确保你有 FreeBSD 11 与最新的 FreeBSD Ports 树。然后：

cd /usr/ports/lang/swift ; make install

Swift 使用定制版的 llvm、clang、lldb、cmark、llbuild，因此构建要花些时间。之后应可运行 swift 命令并获得交互式提示符。你也可以保存 Swift 文件并调用 Swift 解释器。

缺什么？

Swift 既可解释也可编译，但目前 FreeBSD 上只有解释器可用。撰文时，Port lang/swift 为 2.2.1 版，而 Swift 最新版本为 3.0.1。更新 Port 与启用编译器的工作正在进行。Swift 教程往往围绕编写 iOS 应用展开，但这些应用所需的库属于 iOS，目前只在 iOS 上可用。因此 FreeBSD 上只有 Swift 核心语言可用。

Hello, World!

像任何编程语言一样，我们在 Swift 中写的第一个程序就是打印“Hello, World”。Swift 中只需：

print("Hello, World!")

在解释器中输入时如下：

(swift) print("Hello, World!")
Hello, World!

Swift 行末不要求分号，但允许：

(swift) print("Hello"); print("World!");
Hello
World!

这让代码易于阅读，同时允许开发者想多简洁就多简洁。

变量与常量

变量必须在使用前声明：

(swift) var message = "Hello, World!" // message : String = "Hello, World!"
(swift) print(message)
Hello, World!

再次，简洁性得以体现，因为允许开发者跳过变量类型声明——Swift 已自动判断出 message 是字符串。当然，在需要或希望处也可声明变量类型：

(swift) var message2: String = "Hello"
// message2 : String = "Hello"

糟糕，我们忘了消息的一部分。补上：

(swift) // 补上消息剩余部分
(swift) message2 += ", World!"
(swift) print(message2)
Hello, World!

简洁性再次体现——简单的字符串拼接即可。我们也可指定常量：

(swift) let message3 = "Hello" // message3 : String = "Hello"

常量不能修改：

(swift) message3 += ", World!"
<REPL Input>:1:9: error: left side of mutating operator isn't mutable: 'message3' is a 'let' constant
<REPL Input>:1:1: note: change 'let' to 'var' to make it mutable
let message3 = "Hello"
var

这服务于安全目标——允许程序员在必要时把某些值标为只读。错误消息清楚指出想改时该如何下手。

类型

Swift 提供所有 C 与 Objective-C 类型，包括 Int、Double、Float、Bool 与处理文本的 string。

(swift) var four: Float = 4
// four : Float = 4.0
(swift) var five: Double = 5
// five : Double = 5.0
(swift) let six: Float = 6
// six : Float = 6.0

类型强制再次服务于安全：

(swift) let result = four + five
<REPL Input>:1:19: error: binary operator '+' cannot be applied to operands of type 'Float' and 'Double'
<REPL Input>:1:19: note: overloads for '+' exist with these partially matching parameter lists: (Float, Float), (Double, Double)
let result = four + five
               ~~~~ ^ ~~~~

但类型也可轻松转换，灵活方便：

(swift) let result2 = four + Float(five)
// result2 : Float = 9.0

Swift 让数字更易读：

(swift) let million = 1_000_000
// million : Int = 1000000
(swift) print(million)
1000000

简洁性再次体现——Swift 允许一次为多个变量赋值：

(swift) var (foo, bar, baz) = (10, 100, 1000)
// (foo, bar, baz) : (Int, Int, Int) = (10, 100, 1000)

此外，Swift 提供 Array、Set、Dictionary、Ranges、Tuples：

(swift) let myarray: Array<String> = ["first", "second", "third"]
// myarray : Array<String> = ["first", "second", "third"]
(swift) let secondarray = [1: "Alice", 2: "Bob", 3: "Chuck"]
// secondarray : [Int : String] = [2: "Bob", 3: "Chuck", 1: "Alice"]
(swift) let People: Dictionary<Int, String> = [1: "Alice", 2: "Bob", 3: "Chuck"]
// People : Dictionary<Int, String> = [2: "Bob", 3: "Chuck", 1: "Alice"]
(swift) let range = 0...5
// range : Range<Int> = Range(0..<6)
(swift) let range2 = 0..<10
// range2 : Range<Int> = Range(0..<10)

Swift 还引入了创新概念 Optionals，即值可能存在也可能不存在的变量：

(swift) var daytime: Bool? = true
// daytime : Bool? = Optional(true)
(swift) var mayContainNumber = "404"
// mayContainNumber : String = "404"
(swift) var actualNumber = Int(mayContainNumber)
// actualNumber : Int? = Optional(404)

Swift 推断 actualNumber 可能含也可能不含数字，而非要求我们指定。用“!”操作符取值：

(swift) print("actualNumber has an integer value of \(actualNumber!).")
actualNumber has an integer value of 404.

但为安全起见，使用前必须检查值是否存在：

(swift) actualNumber = nil
(swift) print("actualNumber has an integer value of \(actualNumber!).")
fatal error: unexpectedly found nil while unwrapping an Optional value

因此必须这样写：

(swift) if actualNumber != nil {
    print("actualNumber has an integer value of \(actualNumber!).")
}
(swift) actualNumber = Int(mayContainNumber)
(swift) if actualNumber != nil {
    print("actualNumber has an integer value of \(actualNumber!).")
}
actualNumber has an integer value of 404.

类型安全

与 C 不同，赋值操作符不返回值，因此这里给出漂亮错误消息，再次保护我们免于低级笔误：

(swift) if foo = bar {
    print("fail")
<REPL Input>:1:8: error: use of '=' in a boolean context, did you mean '=='?
if foo = bar {
       ==

而且贴心建议了必要修改。类似地，整数不能用作布尔值：

(swift) let i = 1
// i : Int = 1
(swift) if i {
    print("foo")
<REPL Input>:1:4: error: type 'Int' does not conform to protocol 'BooleanType'
if i {

加上变量使用前必须声明的要求，这些约束消除了若干类常见错误。

控制流

Swift 有常见的控制流机制：条件用 if 与 switch，循环用 for 与 while：

var value = 10
// 注意：if 与 while 即使只有一条语句也必须用 {}
if value > 0 {
    print("true")
}
// 注意：没有 break 语句，case 默认不贯穿，但可用 "fallthrough" 贯穿
var weekday = "Thursday"
switch weekday {
case "Monday":
    print("They call it stormy Monday")
case "Friday":
    print("TGIF")
default:
    print("Is it Friday yet?")
}
// 注意：使用 Range 与 "in"
for value in 1...10 {
    print("\(value) * 9 = \(value * 9)")
}
while value > 0 {
    print("Not yet")
    value -= 1
}

函数

Swift 函数使用具名参数，使代码更易读、易维护，不过在 Swift 2.x 中第一个名字必须省略。函数可返回也可不返回值。看这段示例代码：

// 向用户打招呼的函数
// 返回问候语
func hello(user: String) -> String {
    let result = "Hello, " + user + "!"  // result 保持不变，故为常量
    return result
}

/* 再次向用户打招呼的函数
   （注释两种风格均可） */
func helloAgain(user: String) -> String {
    return "Hello again, " + user + "!"
}

// 接受额外 bool 参数的函数
func hello(user: String, seen: Bool) -> String {
    if seen {
        return helloAgain(user)
    } else {
        return hello(user)
    }
}

// 向多位用户打招呼，不返回值
func helloAll(users: [String]) {
    guard users.count > 0 else { return }  // 确保传入了用户，否则下行会报错
    users.forEach { user in
        print(hello(user, seen: false))
    }
}

let users = ["Alice", "Bob", "Chuck"]
var seenUsers = ["Alice": true, "Bob": false]
seenUsers["Chuck"] = false
var nousers: Array<String> = Array()
helloAll(users)
print(hello("Alice", seen: true))
helloAll(nousers)

将其保存为 multihello.swift 并运行：

$ swift multihello.swift
Hello, Alice!
Hello, Bob!
Hello, Chuck!
Hello again, Alice!

通过“...”支持可变参数函数：

func sum(values: Int...) -> Int {
    var sum = 0
    for value in values {
        sum += value
    }
    return sum
}
sum(10, 20, 30)

支持函数嵌套：

func returnValue() -> Int {
    var i = 1
    func add() {
        i += 1
    }
    add()
    add()
    add()
    return i
}
returnValue()
// （返回 4）

函数是一等类型，可从其他函数返回：

func returnAdder() -> ((Int) -> Int) {
    func adder(number: Int) -> Int {
        return 1 + number
    }
    return adder
}
var adder = returnAdder()
adder(10)

类

Swift 也是面向对象的。类可以这样声明：

class Building {
    var numberOfFloors = 0

    init(numberOfFloors: Int) {
        self.numberOfFloors = numberOfFloors
    }

    func getDescription() -> String {
        return "A building with \(numberOfFloors) floors."
    }
}

class PaintedHouse: Building {
    var color: String

    init(floors: Int, color: String) {
        self.color = color
        super.init(numberOfFloors: floors)
    }

    override func getDescription() -> String {
        return "A \(color) building with \(numberOfFloors) floors."
    }
}

var house = Building(numberOfFloors: 2)
var houseDescription = house.getDescription()
let myHouse = PaintedHouse(floors: 3, color: "blue")
print(myHouse.getDescription())

结语

Swift 还有更多内容，鼓励大家试一试。网上有许多学习 Swift 的好资源：

甚至有几个允许你通过浏览器在线运行代码的网站：

STEVE WILLS 是居住在北卡罗来纳州的丈夫与父亲。他是 FreeBSD Ports 提交者，专注 Ruby 等编程语言。

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最后更新于 27天前