Apple Swift编程语言入门教程

发布于:2014-06-04 09:30阅读数:

今天凌晨Apple刚刚发布了Swift编程语言,本文从其发布的书籍《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

简介

今天凌晨Apple刚刚发布了Swift编程语言,本文从其发布的书籍《The Swift Programming Language》中摘录和提取而成。希望对各位的iOS & OS X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采用了安全的编程模式和添加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,允许现代语言的框架无需深入即可使用。(by gashero)感谢这些基础工作,才使得可以在Apple软件开发中引入新的编程语言。
 
Objective-C开发者会感到Swift的似曾相识。Swift采用了Objective-C的命名参数和动态对象模型。提供了对Cocoa框架和mix-and-match的互操作性。基于这些基础,Swift引入了很多新功能和结合面向过程和面向对象的功能。
 
Swift对新的程序员也是友好的。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,允许程序员实验一段Swift代码功能并立即看到结果,而无需麻烦的构建和运行一个应用。
 
Swift集成了现代编程语言思想,以及Apple工程文化的智慧。编译器是按照性能优化的,而语言是为开发优化的,无需互相折中。(by gashero)可以从”Hello, world”开始学起并过渡到整个系统。所有这些使得Swift成为Apple软件开发者创新的源泉。
 
Swift是编写iOS和OSX应用的梦幻方式,并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入门
一个新语言的学习应该从打印”Hello, world”开始。在Swift,就是一行:
  1. println("Hello, world"
 
如果你写过C或Objective-C代码,这个语法看起来很熟悉,在Swift,这就是完整的程序了。你无需导入(import)一个单独的库供输入输出和字符串处理。全局范围的代码就是用于程序的入口,所以你无需编写一个 main() 函数。你也无需在每个语句后写分号。
 
这个入门会给出足够的信息教你完成一个编程任务。无需担心你还不理解一些东西,所有没解释清楚的,会在本书后续详细讲解。
 
 Note:作为最佳实践,可以将本章在Xcode的playground中打开。Playground允许你编辑代码并立即看到结果。
 
简单值
使用 let 来定义常量, var 定义变量。常量的值无需在编译时指定,但是至少要赋值一次。这意味着你可以使用常量来命名一个值,你发现只需一次确定,却用在多个地方。
  1. var myVariable = 42 
  2. myVariable = 50 
  3. let myConstant = 42 
  
Notegashero注记):
这里的常量定义类似于函数式编程语言中的变量,一次赋值后就无法修改。多多使用有益健康。
 
一个常量或变量必须与赋值时拥有相同的类型。因此你不用严格定义类型。提供一个值就可以创建常量或变量,并让编译器推断其类型。在上面例子中,编译其会推断myVariable是一个整数类型,因为其初始化值就是个整数。
 
类型与变量名绑定,属于静态类型语言。有助于静态优化。与Python、JavaScript等有所区别。
 
如果初始化值没有提供足够的信息(或没有初始化值),可以在变量名后写类型,以冒号分隔。
 
  1. let imlicitInteger = 70 
  2. let imlicitDouble = 70.0 
  3. let explicitDouble: Double = 70 
 
练习
创建一个常量,类型为Float,值为4。
 
值永远不会隐含转换到其他类型。如果你需要转换一个值到不同类型,明确的构造一个所需类型的实例。
  1. let label = “The width is ” 
  2. let width = 94 
  3. let widthLabel = label + String(width) 
 
练习
尝试删除最后一行的String转换,你会得到什么错误?
 
还有更简单的方法来在字符串中包含值:以小括号来写值,并用反斜线(“”)放在小括号之前。例如:
  1. let apples = 3 
  2. let oranges = 5     //by gashero 
  3. let appleSummary = "I have \(apples) apples." 
  4. let fruitSummary = "I have \(apples + oranges) pieces of fruit." 
 
练习
使用 () 来包含一个浮点数计算到字符串,并包含某人的名字来问候。
 
创建一个数组和字典使用方括号 “[]” ,访问其元素则是通过方括号中的索引或键。
  1. var shoppingList = ["catfish""water""tulips""blue paint"
  2. shoppingList[1] = "bottle of water" 
  3.   
  4. var occupations = [ 
  5.    "Malcolm""Captain"
  6.    "Kaylee""Mechanic"
  7. occupations["Jayne"] = "Public Relations" 
 
要创建一个空的数组或字典,使用初始化语法:
  1. let emptyArray = String[]() 
  2. let emptyDictionary = Dictionary<String, Float>() 
 
如果类型信息无法推断,你可以写空的数组为 “[]” 和空的字典为 “[:]“,例如你设置一个知道变量并传入参数到函数:
  1. shoppingList = [] //去购物并买些东西 by gashero 
 
控制流
使用 if 和 switch 作为条件控制。使用 for-in 、 for 、 while 、 do-while 作为循环。小括号不是必须的,但主体的大括号是必需的。
  1. let individualScores = [75, 43, 103, 87, 12] 
  2. var teamScore = 0 
  3. for score in individualScores { 
  4.     if score > 50 { 
  5.         teamScores += 3 
  6.     } else { 
  7.         teamScores += 1 
  8.     } 
  
teamScore 
在 if 语句中,条件必须是布尔表达式,这意味着 if score { … } 是错误的,不能隐含的与0比较。
 
你可以一起使用 if 和 let 来防止值的丢失。这些值是可选的。可选值可以包含一个值或包含一个 nil 来指定值还不存在。写一个问号 “?” 在类型后表示值是可选的。
  1. var optionalString: String? = "Hello" 
  2. optionalString == nil 
  3.   
  4. var optionalName: String? = "John Appleseed" 
  5. var greeting = "Hello!" 
  6. if let name = optionalName { 
  7.     greeting = "Hello, \(name)" 
 
练习
改变 optionalName 为 nil 。在问候时会发生什么?添加一个 else 子句在 optionalName 为 nil 时设置一个不同的值。
 
如果可选值为 nil ,条件就是 false 大括号中的代码会被跳过。否则可选值未包装并赋值为一个常量,会是的未包装值的变量到代码块中。
 
switch 支持多种数据以及多种比较,不限制必须是整数和测试相等。
  1. let vegetable = "red pepper" 
  2. switch vegetable { 
  3. case "celery"
  4.     let vegetableComment = "Add some raisins and make ants on a log." 
  5. case "cucumber""watercress"
  6.     let vegetableComment = "That would make a good tea sandwich." 
  7. case let x where x.hasSuffix("pepper"): 
  8.     let vegetableComment = "Is it a spicy \(x)?" 
  9. default:    //by gashero 
  10.     let vegetableComment = "Everything tastes good in soup." 
 
练习
尝试去掉 default ,看看得到什么错误。
 
在执行匹配的情况后,程序会从 switch 跳出,而不是继续执行下一个情况。所以不再需要 break 跳出 switch 。
 
可使用 for-in 来迭代字典中的每个元素,提供一对名字来使用每个键值对。
  1. let interestingNumbers = [ 
  2.     "Prime": [2, 3, 5, 7, 11, 13], 
  3.     "Fibonacci": [1, 1, 2, 3, 5, 8], 
  4.     "Square": [1, 4, 9, 16, 25], 
  5. var largest = 0 
  6. for (kind, numbers) in interestingNumbers { 
  7.     for number in numbers { 
  8.         if number > largest { 
  9.             largest = number 
  10.         } 
  11.     } 
 
练习
添加另一个变量来跟踪哪个种类中的数字最大,也就是最大的数字所在的。
 
使用 while 来重复执行代码块直到条件改变。循环的条件可以放在末尾来确保循环至少执行一次。
  1. var n = 2 
  2. while n < 100 { 
  3.     n = n * 2 
  4.   
  5. var m = 2 
  6. do { 
  7.     m = m * 2 
  8. while m < 100 
 
你可以在循环中保持一个索引,通过 “..” 来表示索引范围或明确声明一个初始值、条件、增量。这两个循环做相同的事情:
  1. var firstForLoop = 0 
  2. for i in 0..3 { 
  3.     firstForLoop += i 
  4. firstForLoop 
  5.   
  6. var secondForLoop = 0 
  7. for var i = 0; i < 3; ++i { 
  8.     secondForLoop += 1 
secondForLoop 
使用 .. 构造范围忽略最高值,而用 … 构造的范围则包含两个值。
 
函数与闭包
使用 func 声明一个函数。调用函数使用他的名字加上小括号中的参数列表。使用 -> 分隔参数的名字和返回值类型。
  1. func greet(name: String, day: String) -> String { 
  2.     return "Hello \(name), today is \(day)." 
  3. greet("Bob""Tuesday"
 
练习
去掉 day 参数,添加一个参数包含今天的午餐选择。
 
使用元组(tuple)来返回多个值。
  1. func getGasPrices() -> (Double, Double, Double) { 
  2.     return (3.59, 3.69, 3.79) 
  
getGasPrices() 
函数可以接受可变参数个数,收集到一个数组中。
  1. func sumOf(numbers: Int...) -> Int { 
  2.     var sum = 0 
  3.     for number in numbers { 
  4.         sum += number 
  5.     } 
  6.     return sum 
 
sumOf() 
  1. sumOf(42, 597, 12)   
 
练习
编写一个函数计算其参数的平均值。
 
函数可以嵌套。内嵌函数可以访问其定义所在函数的变量。你可以使用内嵌函数来组织代码,避免过长和过于复杂。 
  1. func returnFifteen() -> Int { 
  2.     var y = 10 
  3.     func add() { 
  4.         y += 5 
  5.     } 
  6.     add() 
  7.     return y 
  8. }   //by gashero 
 
returnFifteen() 
函数是第一类型的。这意味着函数可以返回另一个函数。
  1. func makeIncrementer() -> (Int -> Int) { 
  2.     func addOne(number: Int) -> Int { 
  3.         return 1 + number 
  4.     } 
  5.     return addOne 
  6. var increment = makeIncrementer() 
  7. increment(7) 
 
一个函数可以接受其他函数作为参数。
  1. func hasAnyMatches(list: Int[], condition: Int -> Bool) -> Bool { 
  2.     for item in list { 
  3.         if condition(item) { 
  4.             return true 
  5.         } 
  6.     } 
  7.     return false 
  8.   
  9. func lessThanTen(number: Int) -> Bool { 
  10.     return number < 10 
  11. var numbers = [20, 19, 7, 12] 
  12. hasAnyMatches(numbers, lessThanTen) 
  
函数实际是闭包的特殊情况。你可以写一个闭包而无需名字,只需要放在大括号中即可。使用 in 到特定参数和主体的返回值。
  1. numbers.map({ 
  2.     (number: Int) -> Int in 
  3.     let result = 3 * number 
  4.     return result 
  5.     }) 
 
练习
重写一个闭包来对所有奇数返回0。
 
编写闭包时有多种选项。当一个闭包的类型是已知时,例如代表回调,你可以忽略其参数和返回值,或两者。单一语句的闭包可以直接返回值。
  1. numbers.map({number in 3 * number}) 
 
你可以通过数字而不是名字来引用一个参数,这对于很短的闭包很有用。一个闭包传递其最后一个参数到函数作为返回值。 
  1. sort([1, 5, 3, 12, 2]) { $0 > $1 } 
 
对象与类
使用 class 可以创建一个类。一个属性的声明则是在类里作为常量或变量声明的,除了是在类的上下文中。方法和函数也是这么写的。 
  1. class Shape { 
  2.     var numberOfSides = 0 
  3.     func simpleDescription() -> String { 
  4.         return "A shape with \(numberOfSides) sides." 
  5.     } 
 
练习
通过 “let” 添加一个常量属性,以及添加另一个方法能接受参数。
 
通过在类名后加小括号来创建类的实例。使用点语法来访问实例的属性和方法。
  1. var shape = Shape() 
  2. shape.numberOfSides = 7 
  3. var shapeDescription = shape.simpleDescription() 
 
这个版本的 Shape 类有些重要的东西不在:一个构造器来在创建实例时设置类。使用 init 来创建一个。
  1. class NamedShape { 
  2.     var numberOfSides: Int = 0 
  3.     var name: String 
  4.   
  5.     init(name: String) { 
  6.         self.name = name 
  7.     }   //by gashero 
  8.   
  9.     func simpleDescription() -> String { 
  10.         return "A Shape with \(numberOfSides) sides." 
  11.     } 
 
注意
self 用来区分 name 属性和 name 参数。构造器的生命跟函数一样,除了会创建类的实例。每个属性都需要赋值,无论在声明里还是在构造器里。
 
使用 deinit 来创建一个析构器,来执行对象销毁时的清理工作。子类包括其超类的名字,以冒号分隔。在继承标准根类时无需声明,所以你可以忽略超类。子类的方法可以通过标记 override 重载超类中的实现,而没有 override 的会被编译器看作是错误。编译器也会检查那些没有被重载的方法。 
  1. class Square: NamedShape { 
  2.     var sideLength: Double 
  3.   
  4.     init(sideLength: Double, name: String) { 
  5.         self.sideLength = sideLength 
  6.         super.init(name: name) 
  7.         numberOfSides = 4 
  8.     } 
  9.   
  10.     func area() -> Double { 
  11.         return sideLength * sideLength 
  12.     } 
  13.   
  14.     override func simpleDescription() -> String { 
  15.         return "A square with sides of length \(sideLength)." 
  16.     } 
  17.   
  18. let test = Square(sideLength: 5.2, name: "my test square"
  19. test.area() 
  20. test.simpleDescription() 
 
练习
编写另一个 NamedShape 的子类叫做 Circle ,接受半径和名字到其构造器。实现 area 和 describe 方法。
 
属性可以有 getter 和 setter 。
  1. class EquilateralTriangle: NamedShape { 
  2.     var sideLength: Double = 0.0 
  3.   
  4.     init(sideLength: Double, name: String) { 
  5.         self.sideLength = sideLength 
  6.         super.init(name: name) 
  7.         numberOfSides = 3 
  8.     } 
  9.   
  10.     var perimeter: Double { 
  11.     get { 
  12.         return 3.0 * sideLength 
  13.     } 
  14.     set { 
  15.         sideLength = newValue / 3.0 
  16.     } 
  17.     } 
  18.   
  19.     override func simpleDescription() -> String { 
  20.         return "An equilateral triangle with sides of length \(sideLength)." 
  21.     } 
  22.   
  23. var triangle = EquilateralTriangle(sideLength: 3.1, name: "a triangle"
  24. triangle.perimeter 
  25. triangle.perimeter = 9.9 
  26. triangle.sideLength 
 
在 perimeter 的 setter 中,新的值的名字就是 newValue 。你可以提供一个在 set 之后提供一个不冲突的名字。
 
注意 EquilateralTriangle 的构造器有3个不同的步骤:
1、设置属性的值
2、调用超类的构造器
3、改变超类定义的属性的值,添加附加的工作来使用方法、getter、setter也可以在这里
 
如果你不需要计算属性,但是仍然要提供在设置值之后执行工作,使用 willSet 和 didSet 。例如,下面的类要保证其三角的边长等于矩形的变长。
  1. class TriangleAndSquare { 
  2.     var triangle: EquilaterTriangle { 
  3.     willSet { 
  4.         square.sideLength = newValue.sideLength 
  5.     } 
  6.     } 
  7.   
  8.     var square: Square { 
  9.     willSet { 
  10.         triangle.sideLength = newValue.sideLength 
  11.     } 
  12.     } 
  13.   
  14.     init(size: Double, name: String) { 
  15.         square = Square(sideLength: size, name: name) 
  16.         triangle = EquilaterTriangle(sideLength: size, name: name) 
  17.     } 
  18. var triangleAndSquare = TriangleAndSquare(size: 10, name: "another test shape"
  19. triangleAndSquare.square.sideLength 
  20. triangleAndSquare.triangle.sideLength 
  21. triangleAndSquare.square = Square(sideLength: 50, name: "larger square"
  22. triangleAndSquare.triangle.sideLength 
 
类的方法与函数有个重要的区别。函数的参数名仅用与函数,但方法的参数名也可以用于调用方法(除了第一个参数)。缺省时,一个方法有一个同名的参数,调用时就是参数本身。你可以指定第二个名字,在方法内部使用。
  1. class Counter { 
  2.     var count: Int = 0 
  3.     func incrementBy(amount: Int, numberOfTimes times: Int) { 
  4.         count += amount * times 
  5.     } 
  6. var counter = Counter() 
  7. counter.incrementBy(2, numberOfTimes: 7) 
 
当与可选值一起工作时,你可以写 “?” 到操作符之前类似于方法属性。如果值在”?”之前就已经是 nil ,所有在 “?” 之后的都会自动忽略,而整个表达式是 nil 。另外,可选值是未包装的,所有 “?” 之后的都作为未包装的值。在两种情况中,整个表达式的值是可选值。 
  1. let optionalSquare: Square? = Square(sideLength: 2.5, name: "optional square"
  2. let sideLength = optionalSquare?.sideLength 
 
枚举与结构
使用 enum 来创建枚举。有如类和其他命名类型,枚举可以有方法。 
  1. enum Rank: Int { 
  2.     case Ace = 1 
  3.     case Two, Three, Four, Five, Six, Seven, Eight, Nine, Ten 
  4.     case Jack, Queen, King 
  5.     func simpleDescrition() -> String { 
  6.         switch self { 
  7.         case .Ace: 
  8.             return "ace" 
  9.         case .Jack: 
  10.             return "jack" 
  11.         case .Queen: 
  12.             return "queen" 
  13.         case .King: 
  14.             return "king" 
  15.         default
  16.             return String(self.toRaw()) 
  17.         } 
  18.     } 
  19. let ace = Rank.Ace  //by gashero 
  20. let aceRawValue = ace.toRaw() 
 
练习
编写一个函数比较两个 Rank 的值,通过比较其原始值。
 
在如上例子中,原始值的类型是 Int 所以可以只指定第一个原始值。其后的原始值都是按照顺序赋值的。也可以使用字符串或浮点数作为枚举的原始值。
 
使用 toRaw 和 fromRaw 函数可以转换原始值和枚举值。
  1. if let convertedRank = Rank.fromRaw(3) { 
  2. let threeDescription = convertedRank.simpleDescription() 
 
枚举的成员值就是实际值,而不是其他方式写的原始值。实际上,有些情况是原始值,就是你不提供的时候。
  1. enum Suit { 
  2.     case Spades, Hearts, Diamonds, Clubs 
  3.     func simpleDescription() -> String { 
  4.         switch self { 
  5.         case .Spades: 
  6.             return "spades" 
  7.         case .Hearts: 
  8.             return "hearts" 
  9.         case .Diamonds: 
  10.             return "dismonds" 
  11.         case .Clubs: 
  12.             return "clubs" 
  13.         } 
  14.     } 
  15. let hearts = Suit.Hearts    //by gashero 
  16. let heartsDescription = hearts.simpleDescription() 
  
练习
添加一个 color 方法到 Suit 并在 spades 和 clubs 时返回 “black” ,并且给 hearts 和 diamounds 返回 “red” 。
 
注意上面引用Hearts成员的两种方法:当赋值到 hearts 常量时,枚举成员 Suit.Hearts 通过全名引用,因为常量没有明确的类型。在 switch 中,枚举通过 .Hearts 引用,因为 self 的值是已知的。你可以在任何时候使用方便的方法。
 
使用 struct 创建结构体。结构体支持多个与类相同的行为,包括方法和构造器。一大重要的区别是代码之间的传递总是用拷贝(值传递),而类则是传递引用。
  1. struct Card { 
  2.     var rank: Rank 
  3.     var suit: Suit 
  4.     func simpleDescription() -> String { 
  5.         return "The \(rank.simpleDescription()) of \ 
  6.         (suit.simpleDescription())" 
  7.     } 
  8. let threeOfSpades = Card(rank: .Three, suit: .Spades) 
  9. let threeOfSpadesDescription = threeOfSpades.simpleDescription() 
 
练习
添加方法到 Card 类来创建一桌的纸牌,每个纸牌都有合并的rank和suit。(就是个打字员的活二,by gashero)。
 
一个枚举的实例成员可以拥有实例的值。相同枚举成员实例可以有不同的值。你在创建实例时赋值。指定值和原始值的区别:枚举的原始值与其实例相同,你在定义枚举时提供原始值。
 
例如,假设情况需要从服务器获取太阳升起和降落时间。服务器可以响应相同的信息或一些错误信息。
  1. enum ServerResponse { 
  2.     case Result(String, String) 
  3.     case Error(String) 
  4.   
  5. let success = ServerResponse.Result("6:00 am""8:09 pm"
  6. let failure = ServerResponse.Error("Out of cheese."
  7.   
  8. switch success { 
  9. case let .Result(sunrise, sunset): 
  10.     let serverResponse = "Sunrise is at \(sunrise) and sunset is at \(sunset)." 
  11. case let .Error(error): 
  12.     let serverResponse = "Failure... \(error)" 

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