[精校版]The Swift Programming Language

一般來講，編程語言教程中的第一個程序應該在屏幕上打印「Hello, world」。在 Swift 中，能夠用一行代碼實現： 

println("hello, world")

 

若是你寫過 C 或者 Objective-C 代碼，那你應該很熟悉這種形式——在 Swift 中，這行代碼就是一個完整的程序。你不須要爲了輸入輸出或者字符串處理導入一個單獨的庫。全局做用域中的代碼會被自動當作程序的入口點，因此你也不須要main函數。你一樣不須要在每一個語句結尾寫上分號。

 

這個教程會經過一系列編程例子來讓你對 Swift 有初步瞭解，若是你有什麼不理解的地方也不用擔憂——任何本章介紹的內容都會在後面的章節中詳細講解。

 

注意：爲了得到最好的體驗，在 Xcode 當中使用代碼預覽功能。代碼預覽功能可讓你編輯代碼並實時看到運行結果。

 

簡單值

使用let來聲明常量，使用var來聲明變量。一個常量的值在編譯時並不須要獲取，可是你只能爲它賦值一次。也就是說你能夠用常量來表示這樣一個值：你只須要決定一次，可是須要使用不少次。

var myVariable = 42
myVariable = 50
let myConstant = 42

  

常量或者變量的類型必須和你賦給它們的值同樣。然而，聲明時類型是可選的，聲明的同時賦值的話，編譯器會自動推斷類型。在上面的例子中，編譯器推斷出myVariable是一個整數（integer）由於它的初始值是整數。

 

若是初始值沒有提供足夠的信息（或者沒有初始值），那你須要在變量後面聲明類型，用冒號分割。

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

 

練習：建立一個常量，顯式指定類型爲Float並指定初始值爲4。

 

值永遠不會被隱式轉換爲其餘類型。若是你須要把一個值轉換成其餘類型，請顯式轉換。

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

  

練習：刪除最後一行中的String，錯誤提示是什麼？

 

有一種更簡單的把值轉換成字符串的方法：把值寫到括號中，而且在括號以前寫一個反斜槓。例如：

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

 

練習：使用\()來把一個浮點計算轉換成字符串，並加上某人的名字，和他打個招呼。

 

使用方括號[]來建立數組和字典，並使用下標或者鍵（key）來訪問元素。

var shoppingList = ["catfish", "water", "tulips", "blue paint"]
shoppingList[1] = "bottle of water"

var occupations = [
    "Malcolm": "Captain",
    "Kaylee": "Mechanic",
]
occupations["Jayne"] = "Public Relations"

  

要建立一個空數組或者字典，使用初始化語法。 

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

 

若是類型信息能夠被推斷出來，你能夠用[]和[:]來建立空數組和空字典——就像你聲明變量或者給函數傳參數的時候同樣。

shoppingList = []   // 去逛街並買點東西

 

控制流

使用if和switch來進行條件操做，使用for-in、for、while和do-while來進行循環。包裹條件和循環變量括號能夠省略，可是語句體的大括號是必須的。 

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語句中，條件必須是一個布爾表達式——像if score { ... }這樣的代碼是錯誤的。

 

你能夠一塊兒使用if和let來處理值缺失的狀況。有些變量的值是可選的。一個可選的值多是一個具體的值或者是nil，表示值缺失。在類型後面加一個問號來標記這個變量的值是可選的。

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

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

  

練習：把optionalName改爲nil，greeting會是什麼？添加一個else語句，當optionalName是nil時給greeting賦一個不一樣的值。

 

若是變量的可選值是nil，條件會判斷爲false，大括號中的代碼會被跳過。若是不是nil，會將值賦給let後面的常量，這樣代碼塊中就可使用這個值了。

 

switch支持任意類型的數據以及各類比較操做——不只僅是整數以及測試相等。

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

 

練習：刪除default語句，看看會有什麼錯誤？

 

運行switch中匹配到的子句以後，程序會退出switch語句，並不會繼續向下運行，因此不須要在每一個子句結尾寫break。

 

你可使用for-in來遍歷字典，須要兩個變量來表示每一個鍵值對。 

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
        }
    }
}
largest

 

練習：添加另外一個變量來記錄哪一種類型的數字是最大的。

 

使用while來重複運行一段代碼直到不知足條件。循環條件能夠在開頭也能夠在結尾。

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

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

  

你能夠在循環中使用..來表示範圍，也可使用傳統的寫法，二者是等價的：

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..建立的範圍不包含上界，若是想包含的話須要使用...。

 

函數和閉包

使用func來聲明一個函數，使用名字和參數來調用函數。使用->來指定函數返回值。 

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

 

練習：刪除day參數，添加一個參數來表示今天吃了什麼午餐。

 

使用一個元組來返回多個值。 

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

 

函數的參數數量是可變的，用一個數組來獲取它們：

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

  

練習：寫一個計算參數平均值的函數。

 

函數能夠嵌套。被嵌套的函數能夠訪問外側函數的變量，你可使用嵌套函數來重構一個太長或者太複雜的函數。

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

  

函數是一等公民，這意味着函數能夠做爲另外一個函數的返回值。

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

 

函數也能夠當作參數傳入另外一個函數。

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)

  

函數其實是一種特殊的閉包，你可使用{}來建立一個匿名閉包。使用in來分割參數並返回類型。

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

 

練習：重寫閉包，對全部奇數返回0。

 

 有不少種建立閉包的方法。若是一個閉包的類型已知，好比做爲一個回調函數，你能夠忽略參數的類型和返回值。單個語句閉包會把它語句的值當作結果返回。

 

你能夠經過參數位置而不是參數名字來引用參數——這個方法在很是短的閉包中很是有用。當一個閉包做爲最後一個參數傳給一個函數的時候，它能夠直接跟在括號後面。

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

 

對象和類

使用class和類名來建立一個類。類中屬性的聲明和常量、變量聲明同樣，惟一的區別就是它們的上下文是類。一樣，方法和函數聲明也同樣。 

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

 

練習：使用let添加一個常量屬性，再添加一個接收一個參數的方法。

 

要建立一個類的實例，在類名後面加上括號。使用點語法來訪問實例的屬性和方法。

var shape = Shape()
shape.numberOfSides = 7
var shapeDescription = shape.simpleDescription()

 

這個版本的Shape類缺乏了一些重要的東西：一個構造函數來初始化類實例。使用init來建立一個構造器。

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被用來區別實例變量。當你建立實例的時候，像傳入函數參數同樣給類傳入構造器的參數。每一個屬性都須要賦值——不管是經過聲明（就像numberOfSides）仍是經過構造器（就像name）。

 

若是你須要在刪除對象以前進行一些清理工做，使用deinit建立一個析構函數。

 

子類的定義方法是在它們的類名後面加上父類的名字，用冒號分割。建立類的時候並不須要一個標準的根類，因此你能夠忽略父類。

 

子類若是要重寫父類的方法的話，須要用override標記——若是沒有添加override就重寫父類方法的話編譯器會報錯。編譯器一樣會檢測override標記的方法是否確實在父類中。

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()

  

練習：建立NamedShape的另外一個子類Circle，構造器接收兩個參數，一個是半徑一個是名稱，實現area和describe方法。

 

屬性能夠有 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。你能夠在set以後顯示的設置一個名字。

 

注意EquilateralTriangle類的構造器執行了三步：

1. 設置子類聲明的屬性值

2. 調用父類的構造器

3. 改變父類定義的屬性值。其餘的工做好比調用方法、getters和setters也能夠在這個階段完成。

 

若是你不須要計算屬性可是須要在設置一個新值以前運行一些代碼，使用willSet和didSet。

 

好比，下面的類確保三角形的邊長老是和正方形的邊長相同。

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

  

類中的方法和通常的函數有一個重要的區別，函數的參數名只在函數內部使用，可是方法的參數名須要在調用的時候顯式說明（除了第一個參數）。默認狀況下，方法的參數名和它在方法內部的名字同樣，不過你也能夠定義第二個名字，這個名字被用在方法內部。

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

 

處理變量的可選值時，你能夠在操做（好比方法、屬性和子腳本）以前加?。若是?以前的值是nil，?後面的東西都會被忽略，而且整個表達式返回nil。不然，?以後的東西都會被運行。在這兩種狀況下，整個表達式的值也是一個可選值。

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

 

枚舉和結構體

使用enum來建立一個枚舉。就像類和其餘全部命名類型同樣，枚舉能夠包含方法。

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()

  

練習：寫一個函數，經過比較它們的原始值來比較兩個Rank值。

 

在上面的例子中，枚舉原始值的類型是Int，因此你只須要設置第一個原始值。剩下的原始值會按照順序賦值。你也可使用字符串或者浮點數做爲枚舉的原始值。

 

使用toRaw和fromRaw函數來在原始值和枚舉值之間進行轉換。

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

 

枚舉的成員值是實際值，並非原始值的另外一種表達方法。實際上，若是原始值沒有意義，你不須要設置。

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()

  

練習：給Suit添加一個color方法，對spades和clubs返回「black」，對hearts和diamonds返回「red」。

 

注意：有兩種方式能夠引用Hearts成員：給hearts常量賦值時，枚舉成員Suit.Hearts須要用全名來引用，由於常量沒有顯式指定類型。在switch裏，枚舉成員使用縮寫.Hearts來引用，由於self的值已經知道是一個suit。已知變量類型的狀況下你可使用縮寫。

 

使用struct來建立一個結構體。結構體和類有不少相同的地方，好比方法和構造器。它們結構體之間最大的一個區別就是 結構體是傳值，類是傳引用。

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()

 

練習：給Card添加一個方法，建立一副完整的撲克牌並把每張牌的rank和suit對應起來。

 

一個枚舉成員的實例能夠有實例值。相同枚舉成員的實例能夠有不一樣的值。建立實例的時候傳入值便可。實例值和原始值是不一樣的：枚舉成員的原始值對於全部實例都是相同的，並且你是在定義枚舉的時候設置原始值。

 

例如，考慮從服務器獲取日出和日落的時間。服務器會返回正常結果或者錯誤信息。

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)"
}

  

練習：給ServerResponse和switch添加第三種狀況。

 

注意：如何從ServerResponse中提取日升和日落時間。

 

接口和擴展

使用protocol來聲明一個接口。

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

 

類、枚舉和結構體均可以實現接口。

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

  

練習：寫一個實現這個接口的枚舉。

 

注意：聲明SimpleStructure時候mutating關鍵字用來標記一個會修改結構體的方法。SimpleClass的聲明不須要標記任何方法由於類中的方法常常會修改類。

 

使用extension來爲現有的類型添加功能，好比添加一個計算屬性的方法。你可使用擴展來給任意類型添加協議，甚至是你從外部庫或者框架中導入的類型。 

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

7.simpleDescription

 

練習：給Double類型寫一個擴展，添加absoluteValue功能。

 

你能夠像使用其餘命名類型同樣使用接口名——例如，建立一個有不一樣類型可是都實現一個接口的對象集合。當你處理類型是接口的值時，接口外定義的方法不可用。 

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

 

即便protocolValue變量運行時的類型是simpleClass，編譯器會把它的類型當作ExampleProtocol。這表示你不能調用類在它實現的接口以外實現的方法或者屬性。

 

泛型

在尖括號裏寫一個名字來建立一個泛型函數或者類型。

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

  

你也能夠建立泛型類、枚舉和結構體。

// Reimplement the Swift standard library's optional type
enum OptionalValue<T> {
    case None
    case Some(T)
}
var possibleInteger: OptionalValue<Int> = .None
possibleInteger = .Some(100)

  

在類型名後面使用where來指定一個需求列表——例如，要限定實現一個協議的類型，須要限定兩個類型要相同，或者限定一個類必須有一個特定的父類。

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])

  

練習：修改anyCommonElements函數來建立一個函數，返回一個數組，內容是兩個序列的共有元素。

 

簡單起見，你能夠忽略where，只在冒號後面寫接口或者類名。<T: Equatable>和<T where T: Equatable>是等價的。