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蘋果Swift程式語言入門教程【中文版】

 

  目錄

 

  1 簡介

  2 Swift入門

  3 簡單值

  4 控制流

  5 函式與閉包

  6 物件與類

  7 列舉與結構

 

  1 簡介

 

  Swift是供iOS和OS X應用程式設計的新程式語言,基於C和Objective-C,而卻沒有C的一些相容約束。Swift採用了安全的程式設計模式和新增現代的功能來是的程式設計更加簡單、靈活和有趣。介面則基於廣受人民群眾愛戴的Cocoa和Cocoa Touch框架,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、偵錯程式、框架作為其基礎架構。通過ARC(Automatic Reference Counting,自動引用計數)來簡化記憶體管理。我們的框架棧則一直基於Cocoa。Objective-C進化支援了塊、collection literal和模組,允許現代語言的框架無需深入即可使用。(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語言。

 

  Objective-C開發者會感到Swift的似曾相識。Swift採用了Objective-C的命名引數和動態物件模型。提供了對Cocoa框架和mix-and-match的互操作性。基於這些基礎,Swift引入了很多新功能和結合程序導向和麵向物件的功能。

 

  Swift對新的程式設計師也是友好的。他是工業級品質的系統程式語言,卻又像指令碼語言一樣的友好。他支援playground,允許程式設計師實驗一段Swift程式碼功能並立即看到結果,而無需麻煩的構建和執行一個應用。

 

  Swift整合了現代程式語言思想,以及Apple工程文化的智慧。編譯器是按照效能優化的,而語言是為開發優化的,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軟體開發者創新的源泉。

 

  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程式碼,這個語法看起來很熟悉,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。全域性範圍的程式碼就是用於程式的入口,所以你無需編寫一個 main() 函式。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程式設計任務。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

作為最佳實踐,可以將本章在Xcode的playground中開啟。Playground允許你編輯程式碼並立即看到結果。

 

  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 = 42

  myVariable = 50

  let myConstant = 42

 

Note

gashero註記

這裡的常量定義類似於函數語言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型別。因此你不用嚴格定義型別。提供一個值就可以建立常量或變數,並讓編譯器推斷其型別。在上面例子中,編譯其會推斷myVariable是一個整數型別,因為其初始化值就是個整數。

 

Note

gashero註記

型別與變數名繫結,屬於靜態型別語言。有助於靜態優化。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),可以在變數名後寫型別,以冒號分隔。

 

  let imlicitInteger = 70

  let imlicitDouble = 70.0

  let explicitDouble: Double = 70

 

Note

練習

建立一個常量,型別為Float,值為4。

 

  值永遠不會隱含轉換到其他型別。如果你需要轉換一個值到不同型別,明確的構造一個所需型別的例項。

 

  let label = “The width is “

  let width = 94

  let 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:以小括號來寫值,並用反斜線(“”)放在小括號之前。例如:

 

  let apples = 3

  let oranges = 5 //by gashero

  let 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,幷包含某人的名字來問候。

 

  建立一個陣列和字典使用方括號 “[]” ,訪問其元素則是通過方括號中的索引或鍵。

 

  var shoppingList = [“catfish”, “water”, “tulips”, “blue paint”]

  shoppingList[1] = “bottle of water”

  var occupations = [ “Malcolm”: “Captain”, “Kaylee”: “Mechanic”, ]

  occupations[“Jayne”] = “Public Relations”

 

  要建立一個空的陣列或字典,使用初始化語法:

 

  let emptyArray = String[]()

  let emptyDictionary = Dictionary<String, Float>()

 

  如果型別資訊無法推斷,你可以寫空的陣列為 “[]” 和空的字典為 “[:]”,例如你設定一個知道變數並傳入引數到函式:

 

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

4 控制流

 

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

 

  let individualScores = [75, 43, 103, 87, 12]

  var teamScore = 0

  for score in individualScores {

  if score > 50{

  teamScores = 3

  }

  else {

  teamScores = 1

  }

  }

  teamScore

 

  在if語句中,條件必須是布林表示式,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 “?” 在型別後表示值是可選的。

 

  var optionalString: String? = “Hello”

  optionalString == nil

  var optionalName: String? = “John Appleseed”

  var greeting = “Hello!”

  if let name = optionalName {

  greeting = “Hello, \(name)”

  }

 

Note

練習

改變 optionalName 為 nil 。在問候時會發生什麼?新增一個 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 大括號中的程式碼會被跳過。否則可選值未包裝並賦值為一個常量,會是的未包裝值的變數到程式碼塊中。

 

  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鍵值對。

 

  let interestingNumbers = [

  ”Prime”: [2, 3, 5, 7, 11, 13],

  ”Fibonacci”: [1, 1, 2, 3, 5, 8],

  ”Square”: [1, 4, 9, 16, 25],

  ]

  var largest = 0

  for (kind, numbers) in interestingNumbers{

  for number in numbers {

  if number > largest

  {

  largest = number

  }

  }

  }

 

Note

練習

新增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 來重複執行程式碼塊直到條件改變。迴圈的條件可以放在末尾來確保迴圈至少執行一次。

 

  var n = 2

  while n < 100

  {

  n = n * 2

  }

  n

  var m = 2

  do {

  m = m * 2

  }

  while m < 100

  m

 

  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宣告一個初始值、條件、增量。這兩個迴圈做相同的事情:

 

  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 .. 構造範圍忽略最高值,而用 … 構造的範圍則包含兩個值。

5 函式與閉包

 

  使用 func 宣告一個函式。呼叫函式使用他的名字加上小括號中的引數列表。使用 -> 分隔引數的名字和返回值型別。

 

  func greet(name: String, day: String) -> String {

  return “Hello \(name), today is \(day).”

  }

  greet(“Bob”, “Tuesday”)

 

Note

練習

去掉 day 引數,新增一個引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()

 

  函式可以接受可變引數個數,收集到一個陣列中。

 

  func sumOf(numbers: Int…) -> Int {

  var sum = 0

  for number in numbers {

  sum = number

  }

  return sum

  }

  sumOf()

  sumOf(42, 597, 12)

 

Note

練習

編寫一個函式計算其引數的平均值。

 

  函式可以巢狀。內嵌函式可以訪問其定義所在函式的變數。你可以使用內嵌函式來組織程式碼,避免過長和過於複雜。

 

  func returnFifteen() -> Int {

  var y = 10

  func add()

  {

  y = 5

  }

  add()

  return y

  } //by gashero

  returnFifteen()

 

  函式是第一型別的。這意味著函式可以返回另一個函式。

 

  func makeIncrementer() -> (Int -> Int) {

  func addOne(number: Int) -> Int {

  return 1 number

  }

  return addOne

  }

  var increment = makeIncrementer()

  increment(7)

 

  一個函式可以接受其他函式作為引數。

 

  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)

 

  函式實際是閉包的特殊情況。你可以寫一個閉包而無需名字,只需要放在大括號中即可。使用 in 到特定引數和主體的返回值。

 

  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。當一個閉包的型別是已知時,例如代表回撥,你可以忽略其引數和返回值,或兩者。單一語句的閉包可以直接返回值。

 

  numbers.map({number in 3 * number})

 

  你可以通過數字而不是名字來引用一個引數,這對於很短的閉包很有用。一個閉包傳遞其最後一個引數到函式作為返回值。

 

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

6 物件與類

 

  使用 class 可以建立一個類。一個屬性的宣告則是在類裡作為常量或變數宣告的,除了是在類的上下文中。方法和函式也是這麼寫的。

 

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

 

Note

練習

通過 “let” 新增一個常量屬性,以及新增另一個方法能接受引數。

 

  通過在類名後加小括號來建立類的例項。使用點語法來訪問例項的屬性和方法。

 

  var shape = Shape()

  shape.numberOfSides = 7

  var 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例項時設定類。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 引數。構造器的生命跟函式一樣,除了會建立類的例項。每個屬性都需要賦值,無論在宣告裡還是在構造器裡。

 

  使用 deinit 來建立一個析構器,來執行物件銷燬時的清理工作。

 

  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宣告,所以你可以忽略超類。

 

  子類的方法可以通過標記 override 過載超類中的實現,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過載的方法。

 

  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.perimeter

  triangle.perimeter = 9.9

  triangle.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:

 

  設定屬性的值 呼叫超類的構造器 改變超類定義的屬性的值,新增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.sideLength

  triangleAndSquare.triangle.sideLength

  triangleAndSquare.square = Square(sideLength: 50, name: “larger square”)

  triangleAndSquare.triangle.sideLength

 

  類的方法與函式有個重要的區別。函式的引數名僅用與函式,但方法的引數名也可以用於呼叫方法(除了第一個引數)。預設時,一個方法有一個同名的引數,呼叫時就是引數本身。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,而整個表示式是 nil 。另外,可選值是未包裝的,所有 “?” 之後的都作為未包裝的值。在兩種情況中,整個表示式的值是可選值。

 

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

  let sideLength = optionalSquare?.sideLength

7 列舉與結構

 

  使用 enum 來建立列舉。有如類和其他命名型別,列舉可以有方法。

 

  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 gashero

  let aceRawValue = ace.toRaw()

 

Note

練習

編寫一個函式比較兩個 Rank 的值,通過比較其原始值。

 

  在如上例子中,原始值的型別是 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列舉的原始值。

 

  使用 toRaw 和 fromRaw 函式可以轉換原始值和列舉值。

 

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

 

  列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 gashero

  let heartsDescription = hearts.simpleDescription()

 

Note

練習

新增一個 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,列舉成員 Suit.Hearts 通過全名引用,因為常量沒有明確的型別。在 switch 中,列舉通過 .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。一大重要的區別是程式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

新增方法到 Card 類來建立一桌的紙牌,每個紙牌都有合併的rank和suit。(就是個打字員的活二,by gashero)。

 

  一個列舉的例項成員可以擁有例項的值。相同列舉成員例項可以有不同的值。你在建立例項時賦值。指定值和原始值的區別:列舉的原始值與其例項相同,你在定義列舉時提供原始值。

 

  例如,假設情況需要從伺服器獲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 新增第三種情況來選擇。

 

  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。