[精校版]The Swift Programming Language--语言指南--函数

发布于:2014-06-11 17:43阅读数:

Swift系列文章由CocoaChina翻译小组翻译自苹果的官方文档: The Swift Programming Language--Language Guide--Functions 。本篇译者:Da杯柠檬水( 微博 ),敬请勘误,欢迎在 CocoaChina github主页 参看更多文章。

 

Swift系列文章由CocoaChina翻译小组翻译自苹果的官方文档:The Swift Programming Language--Language Guide--Functions。本篇译者:Da杯柠檬水(微博),敬请勘误,欢迎在CocoaChina github主页参看更多文章。

 

函数


函数是执行特定任务的代码自包含块。通过给定一个函数名称标识它是什么,并在需要的时候使用该名称来调用函数以执行任务。

 

Swift的统一的功能语法足够灵活的,可表达任何东西,无论是不带参数名称的简单的样式函数,还是带本地和外部参数名称的复杂的Objective-C样式方法。参数可为简单函数调用提供默认值,并且可以被作为输入/输出参数传递,在函数执行完成时修改传递来的变量。

 

Swift中的每个函数都有一个类型,包括函数的参数类型和返回类型。你可以像使用Swift中其他类型一样使用该类型,这使得它很容易将函数作为参数传递给其他函数,甚至从函数中返回函数类型。函数也可以被写入其他函数中以在函数作用于中封装有用的功能。

 

定义和调用函数


当你定义一个函数时,你可以选择性地定义一个或多个名称,类型值作为函数的输入(称为形参),或者定义一个函数结束后返回值的类型(称之为返回型)。每一个函数都有一个函数名,用来描述了函数执行的任务。要使用一个函数时,可使用它的名称进行“调用”,并通过它的输入值(称为实参--argument)来匹配函数的参数类型。一个函数的实参(arguments)必须始终和函数形参(parameter)顺序一致。

 

例如在下面的例子中被调用的函数greetingForPerson,像它描述的那样 -- 它需要一个人的名字作为输入并返回一句针对那个人的问候语。为了实现该功能,你定义了一个输出参数--一个名为personName的字符串值,以及一个String返回类型,包含一个针对那个人的问候语:

  1. func sayHello(personName: String) -> String { 
  2.     let greeting = "Hello, " + personName + "!" 
  3.     return greeting 

所有这些信息都汇总到以func关键字为前缀的函数定义中。使用箭头->来指明函数的返回类型(一个连字符后跟一个向右的箭头),后边跟着返回的类型名称。

 

该定义描述了函数的作用是什么,它期望接收什么,以及完成后返回的结果。该定义可轻易地让你在代码中的其他地方清晰明确地调用该函数:

  1. println(sayHello("Anna")) 
  2. // prints "Hello, Anna!" 
  3. println(sayHello("Brian")) 
  4. // prints "Hello, Brian!" 

你可以通过给它传递一个圆括号内String实参值来调用sayHello函数,例如sayHello("Anna")。由于该函数返回一个String值,sayHello可以被包裹在一个println函数调用中来打印字符串,看看它的返回值,如上图所示。

 

sayHello的函数主体首先定义了一个新的名为greeting的String常量,并将其设置加上personName组成一句简单的问候消息。然后这个greeting以关键字return来传回到函数外部。只要return greeting被调用,函数执行完毕后就会返回greeting的当前值。

 

你可以通过不同的输入值多次调用sayHello的函数。上面的例子显示了如果使用"Anna"输入值调用它会发生什么,以及以"Brian"输入值调用时会发生什么。函数为每种情况量身定制了问候语。

 

为了简化这个函数的主体,可把消息创建和return语句合并成一行:

  1. func sayHello(personName: String) -> String { 
  2.     return "Hello again, " + personName + "!" 
  3. println(sayHello("Anna")) 
  4. // prints "Hello again, Anna!" 

 

函数的形参和返回值


在swift中,函数的形参和返回值是非常具有灵活性的。你可以定义任何事情,无论是一个简单的仅有一个未命名形参的工具函数,还是那种具有丰富的参数名称和不同的形参选项的复杂函数。

 

多输入形参

函数可以有多个输入形参,把它们写到函数的括号内,并用逗号加以分隔。下面这个函数设置了一个半开区间的开始和结束索引,用来计算在范围内有多少元素:

  1. func halfOpenRangeLength(start: Int, end: Int) -> Int { 
  2.     return end - start 
  3. println(halfOpenRangeLength(1, 10)) 
  4. // prints "9" 

 

无形参函数

函数并没有要求一定要定义的输入形参。下面就是一个没有输入形参的函数,任何时候调用时它总是返回相同的String消息:

  1. func sayHelloWorld() -> String { 
  2.     return "hello, world" 
  3. println(sayHelloWorld()) 
  4. // prints "hello, world" 

该函数的定义还需要在函数的名称后跟一对儿圆括号,即使它不带任何形参。当函数被调用时函数名称也要跟着一对儿空括号。

 

无返回值的函数

函数不需要定义一个返回类型。这里有一个版本的sayHello函数,称为waveGoodbye,它会打印自己的String值而不是返回它:

  1. func sayGoodbye(personName: String) { 
  2.     println("Goodbye, \(personName)!"
  3. sayGoodbye("Dave"
  4. // prints "Goodbye, Dave!" 

 因为它并不需要返回一个值,该函数的定义不包括返回箭头( - >)和返回类型。

  提示:严格地说,sayGoodbye函数确实还返回一个值,即使没有定义返回值。没有定义返回类型的函数返回了一个Void类型的特殊值。这仅是一个空元组,这里边没有元素,可以被写成()。

当一个函数调用时它的返回值可以忽略不计:

  1. func printAndCount(stringToPrint: String) -> Int { 
  2.     println(stringToPrint) 
  3.     return countElements(stringToPrint) 
  4. func printWithoutCounting(stringToPrint: String) { 
  5.     printAndCount(stringToPrint) 
  6. printAndCount("hello, world"
  7. // prints "hello, world" and returns a value of 12 
  8. printWithoutCounting("hello, world"
  9. // prints "hello, world" but does not return a value 

 第一个函数printAndCount,打印了一个字符串,然后并以Int类型返回它的字符数。第二个函数printWithoutCounting,调用的第一个函数,但忽略它的返回值。当第二函数被调用时,消息由第一函数打印了回来,但没有使用其返回值。

 提示:返回值可以忽略,但一个定义了返回值的函数则必须有返回值。对于一个定义了返回类型的函数来说,如果没有返回值,那么将不允许控制流离开函数的底部。如果试图这样做将出现一个编译时错误。

 

多返回值函数

你可以使用一个元组类型作为函数的返回类型,来返回一个由多个值组成的复合返回值。

 

下面的例子定义了一个名为count函数,用来计算字符串中基于标准美式英语的元音、辅音以及字符的数量:

  1. func count(string: String) -> (vowels: Int, consonants: Int, others: Int) { 
  2.     var vowels = 0, consonants = 0, others = 0 
  3.     for character in string { 
  4.         switch String(character).lowercaseString { 
  5.         case "a""e""i""o""u"
  6.             ++vowels 
  7.         case "b""c""d""f""g""h""j""k""l""m"
  8.         "n""p""q""r""s""t""v""w""x""y""z"
  9.         ++consonants 
  10.         default
  11.         ++others 
  12.         } 
  13.     } 
  14.     return (vowels, consonants, others) 

您可以使用此计数函数来对任意字符串进行字符计数,以检索一个包含三个指定Int值的元素统计总数:

  1. let total = count("some arbitrary string!"
  2. println("\(total.vowels) vowels and \(total.consonants) consonants"
  3. // prints "6 vowels and 13 consonants" 

注意:这一点上元组的成员不需要被命名,元组是从函数中返回的,因为它们的名字已经被指定为函数的返回类型的一部分。

 

函数形参名


所有上面的函数都为其形参定义了形参名:

  1. func someFunction(parameterName: Int) { 
  2.     // function body goes here, and can use parameterName 
  3.     // to refer to the argument value for that parameter 

然而,这些参数名的仅能在函数本身的主体内使用,不能在调用函数时使用。这种形参类型名称被称之为本地形参名(local parameter name),因为它们只能在函数的主体中使用。

 

外部形参名

有时当你调用一个函数将每个形参进行命名是非常有用的,以表明你把每个实参传递给函数的目的。

 

如果你希望使用你函数的人在调用函数时提供形参名称,那除了本地形参名外,你还要为每个形参定义一个外部形参名称。你写一个外部形参名称在它所支持的本地形参名称之前,之间用一个空格来分隔:

  1. func someFunction(externalParameterName localParameterName: Int) { 
  2.     // function body goes here, and can use localParameterName 
  3.     // to refer to the argument value for that parameter 

  提示:如果您为形参提供一个外部形参名称,那么外部形参名必须在调用时使用。

举一个例子,考虑下面的函数,通过在它们之间插入第三个"joiner"字符串来连接两个字符串:

  1. func join(s1: String, s2: String, joiner: String) -> String { 
  2.     return s1 + joiner + s2 

 

当你调用这个函数,你传递给函数的三个字符串的目的就不是很清楚了:

  1. join("hello""world"", "
  2. // returns "hello, world" 

 

为了使这些字符串值的目的更为清晰,为每个join函数形参定义外部形参名称:

  1. func join(string s1: String, toString s2: String, withJoiner joiner: String) 
  2.     -> String { 
  3.     return s1 + joiner + s2 

在这个版本的join函数中,第一个形参的外部名称string,本地名称s1;第二个形参的外部名称toString,本地名称s2;第三个形参的外部名称是withJoiner,本地名称为joiner。

 

现在,您可以使用这些外部形参名称清楚明确地调用该函数:

  1. join(string: "hello", toString: "world", withJoiner: ", "
  2. // returns "hello, world" 

 使用外部参数名称使join函数的第二个版本功能以更富有表现力,用户习惯的sentence-like方式调用函数,同时还提供了一个可读的、意图明确的函数体。

  注意:在别人第一次阅读你的代码不知道你函数形参目的时候,就要考虑到使用外部形参名称了。在调用函数的时候,如果每个形参的目的清晰明确的话,那你就无需指定外部形参名。

 

外部参数名称速记

如果你想为一个函数提供一个外部形参名,然而本地形参名已经使用了一个合适的名称了,那你就不需要两次书写该形参的名称。相反,你可以写一次名字,并用一个hash符号(#)作为名称的前缀。这就告诉Swift使用名称相同的本地行参名称和外部形参名称。

 

这个例子定义了一个名为containsCharacter的函数,通过在本地形参名前添加hash符号(#)来定义外部形参名称。

  1. func containsCharacter(#string: String, #characterToFind: Character) -> Bool { 
  2.     for character in string { 
  3.         if character == characterToFind { 
  4.             return true 
  5.         } 
  6.     } 
  7.     return false 

 

该函数对形参名的选择使得其函数主题更加清晰易读,并且在调用该函数时也不会有歧义:

  1. let containsAVee = containsCharacter(string: "aardvark", characterToFind: "v"
  2. // containsAVee equals true, because "aardvark" contains a "v" 

 

默认形参值

你可以为任何形参定义默认值以作为函数定义的一部分。如果已经定义了默认值,那么调用函数时就可以省略该行参。

注意:请在函数形参列表的末尾放置带默认值的形参。这将确保所有函数调用都使用顺序相同的无默认值实参,并让在每种情况下清晰地调用相同的函数。

这里有一个早期的join函数,并为参数joiner设置了默认值:

  1. func join(string s1: String, toString s2: String, 
  2.     withJoiner joiner: String = " ") -> String { 
  3.         return s1 + joiner + s2 

 

如果在join函数调用时为joiner提供了字符串值,那么该字符串值可以用来连接两个字符串,就跟以前一样:

  1. join(string: "hello", toString: "world", withJoiner: "-"
  2. // returns "hello-world" 

 

但是,如果函数调用时没有为joiner提供值,就会使用单个空格(" ")的默认值:

  1. join(string: "hello", toString: "world"
  2. // returns "hello world" 

 

有默认值的外部形参名

在大多数情况下,为所有形参提供一个带默认值的外部名是非常有用的(因此要求)。如果在调用函数的时候提供了一个值,那么这将确保形参对应的实参有着明确的目的。

 

为了使这个过程更容易,当你自己没有提供外部名称时,Swift将为你定义的任何默认形参提供一个自动外部名。这个自动外部名和本地名一样,就像你已经在本地名前添加了hash符号(#)一样。

 

这里有一个早期join函数版本,没有为任何外部形参提供外部名,但仍然提供了joiner形参的默认值:

  1. func join(s1: String, s2: String, joiner: String = " ") -> String { 
  2.     return s1 + joiner + s2 

 

在这种情况下,Swift为带默认值的形参提供了外部形参名,当调用该函数的时候,外部形参名必须让形参的目的明确无歧义:

  1. join("hello""world", joiner: "-"
  2. // returns "hello-world" 

 注意:在定义形参时,你可以通过使用下划线(_)来代替显示外部名称。不过在适当的情况下,带有默认值形参的外部名通常是优先推荐的。

可变形参

一个可变形参可接受零个或多个指定类型的值。当函数被调用时,你可以使用可变形参来指定--形参可以用来传递任意数量的输入值。可通过在形参的类型名后边插入三个点符号(...)来编写可变形参。

 

传递至可变形参的值在函数主体内是以适当类型的数组存在的。例如,一个可变参数的名称为numbers和类型为Double...在函数体内就作为名为numbers类型为Double[]的常量数组。

 

下边示例为任何长度的数字列表计算算术平均值:

  1. func arithmeticMean(numbers: Double...) -> Double { 
  2.     var total: Double = 0 
  3.     for number in numbers { 
  4.         total += number 
  5.     } 
  6.     return total / Double(numbers.count) 
  7. arithmeticMean(1, 2, 3, 4, 5) 
  8. // returns 3.0, which is the arithmetic mean of these five numbers 
  9. arithmeticMean(3, 8, 19) 
  10. // returns 10.0, which is the arithmetic mean of these three numbers 

 注意:函数最多可以有一个可变形参,而且它必须出现在参数列表的最后,以避免使用多个形参调用函数引发歧义。如果你的函数有一个或多个带有默认值的形参,并且还有可变形参,请将可变形参放在所有默认形参之后,也就是的列表的最末尾。

 

常量形参和变量形参

函数的形参默认是常量。试图在函数体内改变函数形参的值会引发一个编译时错误。这意味着你不能错误地改变形参的值。

 

但是有时候,函数有一个形参值的变量副本是非常有用的。您可以指定一个或多个形参作为变量形参,从而避免在函数内部为自己定义一个新的变量。变量参数是变量而非常量,并给函数一个可修改的形参值副本。

 

在参数名称前用关键字var定义变量参数:

  1. func alignRight(var string: String, count: Int, pad: Character) -> String { 
  2.     let amountToPad = count - countElements(string) 
  3.     for _ in 1...amountToPad { 
  4.         string = pad + string 
  5.     } 
  6.     return string 
  7. let originalString = "hello" 
  8. let paddedString = alignRight(originalString, 10, "-"
  9. // paddedString is equal to "-----hello" 
  10. // originalString is still equal to "hello" 

这个例子定义了一个新函数叫做alignRight,用于将一个输入字符串和更长的输出字符串右边缘对齐。所有左侧的空白使用指定的占位符来填充。在这个例子中,字符串"hello"被转化为字符串"-----hello"。

 

alignRight函数把输入的形参字符串定义成一个变量形参。这意味着字符串现在可以作为一个本地变量,用传入的字符串值初始化,并且可以在函数体中进行相应操作。

 

函数首先要找出有多少字符需要被添加到字符串的左侧,从而在整个字符串中靠右对齐。这个值存储在本地常量amountToPad中。该函数然后将填充字符的amountToPad个字符拷贝到现有的字符串的左边,并返回结果。

  注意:你对变量形参所做的改变不会比调用函数更持久,并且在函数体外是不可见的。变量形参仅存在于函数调用的声明周期中。

In-Out 形参

如上描述,变量形参只能在函数本身内改变。如果你想让函数改变形参值,并想要在函数调用结束后保持形参值的改变,那你可以把形参定义为in-out形参。

 

通过在形参定义的开始添加inout关键字来编写in-out形参。In-Out形参有一个传递至函数的值,由函数修改,并从函数返回来替换原来的值。

 

你只能传递一个变量作为in-out形参对应的实参。你不能传递一个常量或者字面量作为实参,因为常量和字面量不能被修改。当你把变量作为实参传递给in out形参时,需要在直接在变量前添加 & 符号,以表明它可以被函数修改。

提示:in-out参数不能有默认值,可变参数的参数也不能被标记为inout。如果您标记参数为inout,它不能同时被标记为var或let。

这里的一个叫做swapTwoInts函数,它有两个称为a和b的in-out整型形参:

  1. func swapTwoInts(inout a: Int, inout b: Int) { 
  2.     let temporaryA = a 
  3.     a = b 
  4.     b = temporaryA 

swapTwoInts函数只是简单地交换a、b的值。该函数通过存储一个名为temporaryA临时常量的值,指定b的值到a,然后分配temporaryA到b执行该交换。

 

你可以通过两个Int类型的变量调用swapTwoInts函数,从而交换它们的值。需要注意的是当它们被传递给swapTwoInts函数时,someInt和anotherInt名称前要加上前缀符号&:

  1. var someInt = 3 
  2. var anotherInt = 107 
  3. swapTwoInts(&someInt, &anotherInt) 
  4. println("someInt is now \(someInt), and anotherInt is now \(anotherInt)"
  5. // prints "someInt is now 107, and anotherInt is now 3" 

上面的例子表明,someInt和anotherInt的原始值由swapTwoInts函数进行了修改,即使它们定义在函数外部。

 注意:In-out形参不同于从函数返回一个值。上边swapTwoInts例子没有定义返回类型或者返回值,但它仍然会修改someInt和anotherInt的值。对函数来说,In-out形参是一个影响函数主体范围外的可选方式。

 

函数类型


每一个函数都有特定的函数类型,由函数的形参类型和返回类型组成。例如:

  1. func addTwoInts(a: Int, b: Int) -> Int { 
  2.     return a + b 
  3. func multiplyTwoInts(a: Int, b: Int) -> Int { 
  4.     return a * b 

这个例子中定义了两个简单的数学函数addTwoInts和multiplyTwoInts。每个函数接受两个int值,并返回一个int值,执行适当的数学运算并返回结果。

 

这两个函数的类型都是(Int, Int)->Int。可以解读为:"这个函数类型,它有两个Int类型形参,并返回一个Int类型的值。"

 

下面是另一个例子,该函数没有形参或返回值:

  1. func printHelloWorld() { 
  2.     println("hello, world"

这个函数的类型是()->(),或者"没有形参的函数,并返回void。"没有指明返回值的函数通常会返回void,在swift中相当于一个空元组,显示为()。

 

使用函数类型

在swift中您可以像任何其他类型一样的使用函数类型。例如,你可以定义一个常量或变量为一个函数类型,并为变量指定一个对应的函数:

  1. var mathFunction: (Int, Int) -> Int = addTwoInts 

可以解读为:"定义一个名为mathFunction变量,该变量的类型为'一个函数,它接受两个Int值,并返回一个Int值。'设置这个新的变量来引用名为addTwoInts函数。"

 

该addTwoInts函数具有与mathFunction相同类型的变量,所以这个赋值在能通过swift的类型检查。

 

现在你可以使用mathFunction来调用指定的函数:

  1. println("Result: \(mathFunction(2, 3))"
  2. // prints "Result: 5" 

 

具有相同匹配类型的不同函数可以被赋给同一个变量,和非函数类型一样:

  1. mathFunction = multiplyTwoInts 
  2. println("Result: \(mathFunction(2, 3))"
  3. // prints "Result: 6" 

 

与其他类型一样,当你给函数赋一个常量或者变量时,你可以让Swift去推断函数的类型。    

  1. let anotherMathFunction = addTwoInts 
  2. // anotherMathFunction is inferred to be of type (Int, Int) -> Int 

 

作为形参类型的函数类型

您可以使用一个函数类型,如(Int, Int)->Int作为另一个函数的形参类型。这使你预留了一个函数的某些方面的函数实现,让调用者提供的函数时被调用。

 

下边的例子打印了上边的数学函数的结果:

  1. func printMathResult(mathFunction: (Int, Int) -> Int, a: Int, b: Int) { 
  2.     println("Result: \(mathFunction(a, b))"
  3. printMathResult(addTwoInts, 3, 5) 
  4. // prints "Result: 8" 

这个例子中定义了一个名为printMathResult函数,它有三个形参。第一个形参名为mathFunction,类型为(Int, Int)->Int。您可以传递任何同类型的函数作为第一个形参的实参。第二和第三个参数a、b都是int类型。被用来作为数学函数的两个输入值。

 

当printMathResult被调用时,它传递addTwoInt函数,以及整数值3和5。它使用3和5调用了提供的函数,打印的结果是8。

 

printMathResult的作用是打印调用适当类型的数学函数的结果。该函数真正实现了什么并不重要--它只关心函数的类型是正确的。这使得printMathResult以一种安全类型的方式把自身的功能转换至函数的调用者。

 

作为返回类型的函数类型

你可以将一个函数类型作为另一个函数的返回类型。你可以在返回函数的返回箭头(->) 后立即编写一个完整的函数类型来实现。

 

下面的例子定义了两个简单的函数调用stepForward和stepBackward。stepForward函数返回一个输入值+1的结果,而stepBackward函数返回一个输入值-1的结果。这两个函数都有一个相同的(Int) -> Int类型 :

  1. func stepForward(input: Int) -> Int { 
  2.     return input + 1 
  3. func stepBackward(input: Int) -> Int { 
  4.     return input - 1 

 

这里有一个chooseStepFunction函数,它的返回类型是"函数类型(Int) -> Int"。chooseStepFunction基于名为backwards的布尔形参返回stepBackward或stepForward函数:

  1. func chooseStepFunction(backwards: Bool) -> (Int) -> Int { 
  2.     return backwards ? stepBackward : stepForward 

 

你现在可以使用chooseStepFunction获取一个函数,可能是递增函数或递减函数:

  1. var currentValue = 3 
  2. let moveNearerToZero = chooseStepFunction(currentValue > 0) 
  3. // moveNearerToZero now refers to the stepBackward() function 

前面的例子可以计算出是否需要通过递增或者递减来让currentValue变量趋于零。currentValue的初始值为3,这意味着currentValue > 0返回为真,并且chooseStepFunction返回stepBackward函数。返回函数的引用存储在一个名为moveNearerToZero的常量里。

 

如今moveNearerToZero执行了正确的功能,就可以用来计数到零:

  1. println("Counting to zero:"
  2. // Counting to zero: 
  3. while currentValue != 0 { 
  4.     println("\(currentValue)... "
  5.     currentValue = moveNearerToZero(currentValue) 
  6. println("zero!"
  7. // 3... 
  8. // 2... 
  9. // 1... 
  10. // zero! 

 

嵌套函数


迄今为止所有你在本章中遇到函数都是全局函数,在全局作用域中定义。其实你还可以在其他函数体中定义函数,被称为嵌套函数。

 

嵌套函数默认对外界是隐藏的,但仍然可以通过它们包裹的函数调用和使用它。enclosing function也可以返回一个嵌套函数,以便在其他作用域中使用嵌套函数。

 

你可以重写上面的chooseStepFunction例子使用并返回嵌套函数:

  1. func chooseStepFunction(backwards: Bool) -> (Int) -> Int { 
  2.     func stepForward(input: Int) -> Int { return input + 1 } 
  3.     func stepBackward(input: Int) -> Int { return input - 1 } 
  4.     return backwards ? stepBackward : stepForward 
  5. var currentValue = -4 
  6. let moveNearerToZero = chooseStepFunction(currentValue > 0) 
  7. // moveNearerToZero now refers to the nested stepForward() function 
  8. while currentValue != 0 { 
  9.     println("\(currentValue)... "
  10.     currentValue = moveNearerToZero(currentValue) 
  11. println("zero!"
  12. // -4... 
  13. // -3... 
  14. // -2... 
  15. // -1... 
  16. // zero! 

 

本章由CocoaChina的翻译小组成员 Da杯柠檬水(微博翻译,转载请注明出处和译者信息,拒绝商业之用。

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