Apple Swift学习教程

翻译自苹果的官方文档：The
Swift Programming Language。

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。

Swift 初见

通常来说，编程语言教程中的第一个程序应该在屏幕上打印“Hello, world”。在 Swift 中，能够用一行代码实现：

println("hello, world")

假设你写过 C 或者 Objective-C 代码，那你应该非常熟悉这样的形式——在 Swift 中。这行代码就是一个完整的程序。

你不须要为了输入输出或者字符串处理导入一个单独的库。全局作用域中的代码会被自己主动当做程序的入口点。所以你也不须要main函数。

你相同不须要在每一个语句结尾写上分号。

这个教程会通过一系列编程样例来让你对 Swift 有初步了解。假设你有什么不理解的地方也不用操心——不论什么本章介绍的内容都会在后面的章节中具体解说。

简单值

使用let来声明常量，使用var来声明变量。一个常量的值在编译时并不须要获取，可是你仅仅能为它赋值一次。也就是说你能够用常量来表示这样一个值：你仅仅须要决定一次。可是须要使用非常多次。

var myVariable = 42
myVariable = 50
let myConstant = 42

常量或者变量的类型必须和你赋给它们的值一样。然而，声明时类型是可选的，声明的同一时候赋值的话，编译器会自己主动判断类型。在上面的样例中，编译器判断出myVariable是一个整数（integer）由于它的初始值是整数。

假设初始值没有提供足够的信息（或者没有初始值）。那你须要在变量后面声明类型。用冒号切割。

let implicitInteger = 70
let implicitDouble = 70.0
let explicitDouble: Double = 70

练习：创建一个常量，显式指定类型为Float并指定初始值为4。

值永远不会被隐式转换为其它类型。假设你须要把一个值转换成其它类型，请显式转换。

let label = "The width is"
let width = 94
let widthLabel = label + String(width)

练习：删除最后一行中的String。错误提示是什么？

有一种更简单的把值转换成字符串的方法：把值写到括号里。而且在括号之前写一个反斜杠。

比如：

let apples = 3
let oranges = 5
let appleSummary = "I have \(apples) apples."
let fruitSummary = "I have \(apples + oranges) pieces of fruit."

练习：使用\()来把一个浮点计算转换成字符串。并加上某人的名字。和他打个招呼。

使用方括号[]来创建数组和字典。并使用下标或者键（key）来訪问元素。

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

要创建一个空数组或者字典，使用初始化语法。

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

假设类型信息能够被判断出来，你能够用[]和[:]来创建空数组和空字典——就像你声明变量或者给函数传參数的时候一样。

shoppingList = []   // 去逛街并买点东西

控制流

使用if和switch来进行条件操作。使用for-in、for、while和do-while来进行循环。

包裹条件和循环变量括号能够省略。可是语句体的大括号是必须的。

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

在if语句中。条件必须是一个布尔表达式——像if score { ... }这种代码是错误的。

你能够一起使用if和let来处理值缺失的情况。有些变量的值是可选的。

一个可选的值可能是一个详细的值或者是nil，表示值缺失。在类型后面加一个问号来标记这个变量的值是可选的。

var optionalString: String? = "Hello"
optionalString == nil
var optionalName: String?

= "John Appleseed"
var greeting = "Hello!"
if let name = optionalName {
greeting = "Hello, \(name)"
}

练习：把optionalName改成nil。greeting会是什么？加入一个else语句。当optionalName是nil时给greeting赋一个不同的值。

假设变量的可选值是nil，条件会推断为false。大括号里的代码会被跳过。假设不是nil，会将值赋给let后面的常量，这样代码块中就能够使用这个值了。

switch支持随意类型的数据以及各种比較操作——不不过整数以及測试相等。

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:
let vegetableComment = "Everything tastes good in soup."
}

练习：删除default语句，看看会有什么错误？

执行switch中匹配到的子句之后，程序会退出switch语句。并不会继续向下执行。所以不须要在每一个子句结尾写break。

你能够使用for-in来遍历字典。须要两个变量来表示每一个键值对。

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
}
}
}
largest

练习：加入还有一个变量来记录哪种类型的数字是最大的。

使用while来反复执行一段代码直到不满足条件。

循环条件能够在开头也能够在结尾。

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

你能够在循环中使用..来表示范围，也能够使用传统的写法。两者是等价的：

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..创建的范围不包括上界。假设想包括的话须要使用...。

函数和闭包

使用func来声明一个函数，使用名字和參数来调用函数。

使用->来指定函数返回值。

func greet(name: String, day: String) -> String {
return "Hello \(name), today is \(day)."
}
greet("Bob", "Tuesday")

练习：删除day參数。加入一个參数来表示今天吃了什么午饭。

使用一个元组来返回多个值。

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

函数的參数数量是可变的，用一个数组来获取它们：

func sumOf(numbers: Int...) -> Int {
var sum = 0
for number in numbers {
sum += number
}
return sum
}
sumOf()
sumOf(42, 597, 12)

练习：写一个计算參数平均值的函数。

函数能够嵌套。

被嵌套的函数能够訪问外側函数的变量，你能够使用嵌套函数来重构一个太长或者太复杂的函数。

func returnFifteen() -> Int {
var y = 10
func add() {
y += 5
}
add()
return y
}
returnFifteen()

函数是一等公民，这意味着函数能够作为还有一个函数的返回值。

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

函数也能够当做參数传入还有一个函数。

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)

函数实际上是一种特殊的闭包。你能够使用{}来创建一个匿名闭包。使用in来切割參数并返回类型。

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

练习：重写闭包。对全部奇数返回0。

有非常多种创建闭包的方法。

假设一个闭包的类型已知。比方作为一个回调函数，你能够忽略參数的类型和返回值。单个语句闭包会把它语句的值当做结果返回。

你能够获取參数的数量——这种方法在非常短的闭包中非常实用。一个被作为最后一个參数传入函数的时候能够直接出如今括号后面。

sort([1, 5, 3, 12, 2]) { $0 > $1 }

对象和类

使用class和类名来创建一个类。类中属性的声明和常量、变量声明一样。唯一的差别就是它们的上下文是类。

相同，方法和函数声明也一样。

class Shape {
var numberOfSides = 0
func simpleDescription() -> String {
return "A shape with \(numberOfSides) sides."
}
}

练习：使用let加入一个常量属性，再加入一个接收一个參数的方法。

要创建一个类的实例，在类名后面加上括号。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类缺少了一些重要的东西：一个构造函数来初始化类实例。使用init来创建一个构造器。

class NamedShape {
var numberOfSides: Int = 0
var name: String
init(name: String) {
self.name = name
}
func simpleDescription() -> String {
return "A shape with \(numberOfSides) sides."
}
}

注意：self被用来差别实例变量。

当你创建实例的时候，像传入函数參数一样给类传入构造器的參数。每一个属性都须要赋值——不管是通过声明（就像numberOfSides）还是通过构造器（就像name）。

假设你须要在删除对象之前进行一些清理工作，使用deinit创建一个析构函数。

子类的定义方法是在它们的类名后面加上父类的名字，用冒号切割。创建类的时候并不须要一个标准的根类，所以你能够忽略父类。

子类假设要重写父类的方法的话，须要用override标记——假设没有加入override就重写父类方法的话编译器会报错。编译器相同会检測override标记的方法是否确实在父类中。

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()

练习：创建NamedShape的还有一个子类Circle，构造器接收两个參数，一个是半径一个是名称，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 triagle 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，新值的名字是newValue。你能够在set之后显示的设置一个名字。

注意EquilateralTriangle类的构造器运行了三步：

1. 设置子类声明的属性值

2. 调用父类的构造器

3. 改变父类定义的属性值。

其它的工作比方调用方法、getters和setters也能够在这个阶段完毕。

假设你不须要计算属性可是须要在设置一个新值之前执行一些代码，使用willSet和didSet。

比方。以下的类确保三角形的边长总是和正方形的边长同样。

class TriangleAndSquare {
var triangle: EquilateralTriangle {
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 = EquilateralTriangle(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

类中的方法和一般的函数有一个重要的差别，函数的參数名仅仅在函数内部使用。可是方法的參数名须要在调用的时候显式说明（除了第一个參数）。

默认情况下，方法的參数名和它在方法内部的名字一样，只是你也能够定义第二个名字，这个名字被用在方法内部。

class Counter {
var count: Int = 0
func incrementBy(amount: Int, numberOfTimes times: Int) {
count += amount * times
}
}
var counter = Counter()
counter.incrementBy(2, numberOfTimes: 7)

处理变量的可选值时，你能够在操作（比方方法、属性和子脚本）之前加?。假设?之前的值是nil，?后面的东西都会被忽略，而且整个表达式返回nil。

否则，?

之后的东西都会被执行。

在这两种情况下，整个表达式的值也是一个可选值。

let optionalSquare: Square?

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

.sideLength

枚举和结构体

使用enum来创建一个枚举。就像类和其它全部命名类型一样，枚举能够包括方法。

enum Rank: Int {
case Ace = 1
case Two, Three, Four, Five, Six, Seven, Eight, Nine, Ten
case Jack, Queen, King
func simpleDescription() -> 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
let aceRawValue = ace.toRaw()

练习：写一个函数，通过比較它们的原始值来比較两个Rank值。

在上面的样例中，枚举原始值的类型是Int。所以你仅仅须要设置第一个原始值。剩下的原始值会依照顺序赋值。你也能够使用字符串或者浮点数作为枚举的原始值。

使用toRaw和fromRaw函数来在原始值和枚举值之间进行转换。

if let convertedRank = Rank.fromRaw(3) {
let threeDescription = convertedRank.simpleDescription()
}

枚举的成员值是实际值，并非原始值的还有一种表达方法。实际上，假设原始值没有意义，你不须要设置。

enum Suit {
case Spades, Hearts, Diamonds, Clubs
func simpleDescription() -> String {
switch self {
case .Spades:
return "spades"
case .Hearts:
return "hearts"
case .Diamonds:
return "diamonds"
case .Clubs:
return "clubs"
}
}
}
let hearts = Suit.Hearts
let heartsDescription = hearts.simpleDescription()

练习：给Suit加入一个color方法。对spades和clubs返回“black”，对hearts和diamonds返回“red”。

注意：有两种方式能够引用Hearts成员：给hearts常量赋值时。枚举成员Suit.Hearts须要用全名来引用，由于常量没有显式指定类型。在switch里，枚举成员使用缩写.Hearts来引用，由于self的值已经知道是一个suit。已知变量类型的情况下你能够使用缩写。

使用struct来创建一个结构体。

结构体和类有非常多同样的地方，比方方法和构造器。它们结构体之间最大的一个差别就是 结构体是传值，类是传引用。

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()

练习：给Card加入一个方法。创建一副完整的扑克牌并把每张牌的rank和suit相应起来。

一个枚举成员的实例能够有实例值。

同样枚举成员的实例能够有不同的值。创建实例的时候传入值就可以。实例值和原始值是不同的：枚举成员的原始值对于全部实例都是同样的，并且你是在定义枚举的时候设置原始值。

比如，考虑从server获取日出和日落的时间。server会返回正常结果或者错误信息。

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)"
}

练习：给ServerResponse和switch加入第三种情况。

注意：怎样从ServerResponse中提取日升和日落时间。

接口和扩展

使用protocol来声明一个接口。

protocol ExampleProtocol {
var simpleDescription: String { get }
mutating func adjust()
}

类、枚举和结构体都能够实现接口。

class SimpleClass: ExampleProtocol {
var simpleDescription: String = "A very simple class."
var anotherProperty: Int = 69105
func adjust() {
simpleDescription += "  Now 100% adjusted."
}
}
var a = SimpleClass()
a.adjust()
let aDescription = a.simpleDescription
struct SimpleStructure: ExampleProtocol {
var simpleDescription: String = "A simple structure"
mutating func adjust() {
simpleDescription += " (adjusted)"
}
}
var b = SimpleStructure()
b.adjust()
let bDescription = b.simpleDescription

练习：写一个实现这个接口的枚举。

注意：声明SimpleStructure时候mutatingkeyword用来标记一个会改动结构体的方法。

SimpleClass的声明不须要标记不论什么方法由于类中的方法常常会改动类。

使用extension来为现有的类型加入功能，比方加入一个计算属性的方法。你能够使用扩展来给随意类型加入协议。甚至是你从外部库或者框架中导入的类型。

extension Int: ExampleProtocol {
var simpleDescription: String {
return "The number \(self)"
}
mutating func adjust() {
self += 42
}
}
7.simpleDescription

练习：给Double类型写一个扩展，加入absoluteValue功能。

你能够像使用其它命名类型一样使用接口名——比如，创建一个有不同类型可是都实现一个接口的对象集合。当你处理类型是接口的值时，接口外定义的方法不可用。

let protocolValue: ExampleProtocol = a
protocolValue.simpleDescription
// protocolValue.anotherProperty  // Uncomment to see the error

即使protocolValue变量执行时的类型是simpleClass，编译器会把它的类型当做ExampleProtocol。这表示你不能调用类在它实现的接口之外实现的方法或者属性。

泛型

在尖括号中写一个名字来创建一个泛型函数或者类型。

func repeat<ItemType>(item: ItemType, times: Int) -> ItemType[] {
var result = ItemType[]()
for i in 0..times {
result += item
}
return result
}
repeat("knock", 4)

你也能够创建泛型类、枚举和结构体。

// Reimplement the Swift standard library‘s optional type
enum OptionalValue<T> {
case None
case Some(T)
}
var possibleInteger: OptionalValue<Int> = .None
possibleInteger = .Some(100)

在类型名后面使用where来指定一个需求列表——比如，要限定实现一个协议的类型，须要限定两个类型要同样，或者限定一个类必须有一个特定的父类。

func anyCommonElements <T, U where T: Sequence, U: Sequence, T.GeneratorType.Element: Equatable, T.GeneratorType.Element == U.GeneratorType.Element> (lhs: T, rhs: U) -> Bool {
for lhsItem in lhs {
for rhsItem in rhs {
if lhsItem == rhsItem {
return true
}
}
}
return false
}
anyCommonElements([1, 2, 3], [3])

练习：改动anyCommonElements函数来创建一个函数，返回一个数组，内容是两个序列的共同拥有元素。

简单起见，你能够忽略where。仅仅在冒号后面写接口或者类名。

<T: Equatable>和<T where T: Equatable>是等价的。

类型嵌套实例

以下这个样例定义了一个结构体BlackjackCard，用来模拟BlackjackCard(游戏：二十一点)中的扑克牌点数。BlackjackCard结构体包括2个嵌套定义的枚举类型 Suit 和 Rank。

在BlackjackCard规则中。Ace牌能够表示1或者11，Ace牌的这一特征用一个嵌套在枚举型Rank中的结构体Values来表示。

struct BlackjackCard {
// 嵌套定义枚举型Suit
enum Suit: Character {
case Spades = "?", Hearts = "?", Diamonds = "?

", Clubs = "?"
}
// 嵌套定义枚举型Rank
enum Rank: Int {
case Two = 2, Three, Four, Five, Six, Seven, Eight, Nine, Ten
case Jack, Queen, King, Ace
struct Values {
let first: Int, second: Int?
}
var values: Values {
switch self {
case .Ace:
return Values(first: 1, second: 11)
case .Jack, .Queen, .King:
return Values(first: 10, second: nil)
default:
return Values(first: self.toRaw(), second: nil)
}
}
}
// BlackjackCard 的属性和方法
let rank: Rank, suit: Suit
var description: String {
var output = "suit is \(suit.toRaw()),"
output += " value is \(rank.values.first)"
if let second = rank.values.second {
output += " or \(second)"
}
return output
}
}

枚举型的Suit用来描写叙述扑克牌的四种花色，并分别用一个Character类型的值代表花色符号。

枚举型的Rank用来描写叙述扑克牌从Ace~10,J,Q,K,13张牌，并分别用一个Int类型的值表示牌的面值(这个Int类型的值不适用于Ace,J,Q,K的牌)。

如上文所提到的。枚举型Rank在自己内部定义了一个嵌套结构体Values。这个结构体包括两个变量。仅仅有Ace有两个数值，其余牌都仅仅有一个数值。

结构体Values中定义了两个属性：

first, 为Int ；

second, 为 Int?

, 或 “optional Int”；

Rank还定义了一个计算属性values，这个计算属性会依据牌的面值，用适当的数值去初始化Values实例，并赋值给values。对于J,Q,K,Ace会使用特殊数值，对于数字面值的牌使用Int类型的值。

BlackjackCard结构体自身有两个属性—rank与suit，它还定义了一个计算属性description。description属性使用rank和suit中的内容来构建对这张扑克牌名字和数值的描写叙述，而且使用可选类型来检查是否存在第二个值。若存在，则在原有的描写叙述中添加对第二数值的描写叙述。

由于BlackjackCard是一个没有自己定义构造函数的结构体。正如《Memberwise
Initializers for Structure Types》中所描写叙述的。BlackjackCard结构体有默认的成员构造函数，所以你能够使用默认的initializer去初始化新的常量theAceOfSpades:

let theAceOfSpades = BlackjackCard(rank: .Ace, suit: .Spades)
println("theAceOfSpades: \(theAceOfSpades.description)")
// 打印出 "theAceOfSpades: suit is ?, value is 1 or 11"

虽然Rank和Suit嵌套在BlackjackCard中，但仍可被引用。所以在初始化实例时可以通过枚举类型中的成员名称（.Ace 和 .Spades）单独引用。在上面的样例中。description属性能正确地输出theAceOfSpades有1和11两个值。

类型嵌套的引用

在外部对嵌套类型的引用，是以被嵌套类型的名字为前缀，加上所要引用的属性名：

let heartsSymbol = BlackjackCard.Suit.Hearts.toRaw()
// 红心的符号 为 "?

"

对于上面这个样例，这样做能够使Suit, Rank, 和 Values的名字尽可能的简短，由于它们的名字会自然地由被定义的上下文来限定。