蘋果新貴 Swift 以前世此生

摘要 : 作爲一個70後程序員，克里斯前後發明了 LLVM、Clang 和 Swift，請問你作了什麼？

 

上 周出差勞頓，這篇文章幾回動筆都未完成，經常躺倒牀上就昏睡過去。南方的天氣悶熱潮溼，讓我感到極度的不適應，等到回到北方，天高雲清，空氣乾爽，讓人產 生一種「解放區的天是明朗的天」的感受，我甚至以爲本身的手機、Pad 和 Mac 都滿血復活了……直到有人提醒說它們是由於充電和網速的緣由。好吧，南方酒店的網絡還真叫慢啊……

如下是正文：

………………

2010年的夏天，Chris Lattner 接到了一個不一樣尋常的任務：爲 OS X 和 iOS 平臺開發下一代新的編程語言。那時候喬布斯還在以帶病之身掌控着龐大的蘋果帝國，他是否參與了這個研發計劃，咱們不得而知，不過我想他至少應該知道此事， 由於這個計劃是高度機密的，只有極少數人知道，最初的執行者也只有一我的，那就是 Chris Lattner。

從2010年的7月起，克里斯（Chris）就開始 了無休止的思考、設計、編程和調試，他用了近一年的時間實現了大部分基礎語言結構，以後另外一些語言專家加入進來持續改進。到了2013年，該項目成爲了蘋 果開發工具組的重中之重，克里斯帶領着他的團隊逐步完成了一門全新語言的語法設計、編譯器、運行時、框架、IDE 和文檔等相關工做，並在2014年的 WWDC 大會上首次登臺亮相便震驚了世界，這門語言的名字叫作：「Swift」。

根據克里斯我的博客（http://nondot.org/sabre/ ）對 Swift 的描述，這門語言幾乎是他憑藉一己之力完成的。這位著名的70後程序員同時仍是 LLVM 項目的主要發起人與做者之1、Clang 編譯器的做者，能夠說 Swift 語言和克里斯以前的軟件做品有着千絲萬縷的聯繫。

一樣是70後程序員，差異怎麼那麼大呢？

關於做者

克 里斯能夠說是天才少年和好學生的代名詞，他在2000年本科畢業以後，繼續攻讀計算機碩士和博士。但克里斯並非宅男，學習之餘他手捧「龍書」遊歷世界， 成爲德智體美勞全面發展的好學生。以後就是一篇又一篇的發表論文，碩士畢業論文即提出了一套完整的運行時編譯思想，奠基了 LLVM 的發展基礎，讀博期間 LLVM 編譯框架在他的領導下獲得了長足的發展，已經能夠基於 GCC 前端編譯器的語義分析結果進行編譯優化和代碼生成，因此克里斯在2005年畢業的時候已是業界知名的編譯器專家了。

注：不少計算機專業的大學生常常問我在大學裏學點什麼好，看看克里斯就好了。以目前的科技信息開放程度，若是你在本身感興趣的領域裏用心耕耘，再加上那麼一點點天分，畢業時成爲某一個專有領域的專家應該不是問題。那時就不是你滿世界去找工做了，而是工做滿世界來找你！

克里斯畢業的時候正是蘋果爲了編譯器焦頭爛額的時候，由於蘋果以前的軟件產品都依賴於整條 GCC 編譯鏈，而開源界的這幫大爺並不買蘋果的賬，他們不肯意專門爲了蘋果公司的要求優化和改進 GCC 代碼，因此蘋果一怒之下將編譯器後端直接替換爲 LLVM，而且把克里斯招入麾下。克里斯進入了蘋果以後如魚得水，不只大幅度優化和改進 LLVM 以適應 Objective-C 的語法變革和性能要求，同時發起了 CLang 項目，旨在全面替換 GCC。這個目標目前已經實現了，從 OS X10.9和 XCode 5開始，LLVM+GCC 已經被替換成了 LLVM+Clang。

Swift 是克里斯在 LLVM 和 Clang 以後第三個偉大的項目！

關於語言

2007 年以前，Objective-C 一直是蘋果自家院落的小衆語言，可是 iOS 移動設備的爆發讓這門語言的普及率得到了火箭通常的躥升速度，截止到今天，Objective-C 在編程語言排行榜上排名第三，江湖人稱三哥，大哥二哥分別是 C 和 Java 這樣的老牌語言。同時，蘋果在2012年和2013年分別對 Objective-C 進行了大規模的優化和升級改進，增長了各類現代語言的特性，讓編寫 App 更加容易，更多的程序員投入到了 App Store 的生態圈裏……

在這種狀況下，蘋果公司爲何會發布一門新語言呢？

這個問題沒有標準答案，不過咱們能夠試着去分析一下，談談蘋果的心路歷程……

Objective-C 是80年代初 Brad Cox 和 Tom Love 發明的，1988年喬布斯的 Next 公司得到了這門編程語言語言的受權，並開發出了Objective-C 的語言庫和NEXTSTEP的開發環境。後來 Next 被蘋果收購，Objective-C 陰差陽錯成了蘋果的當家語言。掐指一算，三十年倏忽而過，OC 也成長爲爺爺輩兒的編程語言了。

爲了伺候好這位「爺爺」，蘋果煞費苦心，把 GCC 的編譯鏈先替換成 LLVM +GCC，又替換成 LLVM+Clang，作語法簡化、自動引用計數、增長 Blocks 和 GCD 多線程異步處理技術……終於，OC 在30年後從新煥發出勃勃生機，並佔據了兵器譜排名第三的位置。可是，蘋果卻有點煩了，OC 改進了這麼多年，怎麼看都像是在修修補補，用 Blocks 去實現一個相似 Python 的 lambda 閉包功能，看起來老是那麼彆扭。好吧，既然已經全盤掌握了 LLVM 和 Clang，爲何咱們不去基於如今的編譯器設計一門全新的語言呢？一門屬於蘋果的語言！你看，鄰居谷歌家裏叫作 Go 的孩子不是玩耍正酣麼？

因而 Swift 誕生了……

固然，事實的真相也多是行動緩慢的喬老爺子把克里斯拉到一邊說：

「I want to be swift to……」

「 行了，您別說了，不就是想要 swift 嗎，我這就給您作一個去」

因而 Swift 誕生了……

語法

Swift 是一門博採衆長的現代語言，在設計的過程當中，克里斯參考了Objective-C，Rust，Haskell，Ruby，Python，C#等優秀語言的 特色，最終造成了目前 Swift 的語法特性。我在閱讀了官方教程和作了些代碼實驗以後，自我感受會喜歡上這門語言，在這裏簡單談點感想，更深刻的內容須要大家本身去深刻學習。

一、Swift 是面向 Cocoa 和 Cocoa Touch 的編程語言，編譯型語言，生產環境的代碼都須要 LLVM 編譯成本地代碼才能執行，可是Swift又具有不少動態語言的語法特性和交互方式。

二、Swift 是一門類型安全的語言，能夠幫助開發者清楚的掌控代碼片斷中的值類型。若是你指望輸入的是字符串，類型安全的特性會阻止開發者錯誤地爲其傳遞一個整數。這一切使得開發者可以更早的發現和修復錯誤。

三、支持各類高級語言特性，包括閉包、泛型、面向對象、多返回值、類型接口、元組、集合等。

四、Swift 能與 Objective-C 進行混合編程，但代碼分屬不一樣的文件。

五、全面的Unicode支持，你甚至能夠用一隻🐶做爲變量名，實現如下操做：

let 🐶 = "大狗菠蘿" 

for n in 🐶{

println( n ) 

}

控制檯會輸出「大狗菠蘿」四個字。

六、編程語句取消了大部分語言使用的「;」分隔符，只有一行寫多條語句時才須要分號。

七、不少人簡單閱讀了 Swift 的數據類型，就認爲 Swift 沒有相似 Set、List 這樣的數據結構，其實Swift 提供了兩種 Collection 的數據類型：數組（Array）和字典（Dictionary），兩個數據類型的表達式都用中括號標識。其中數組能夠存儲任意類型的變量，也能夠強制聲明 存儲同一種類型的變量。同時數組提供了相似 Set 功能，你能夠修改、追加、替換和刪除數據的元素。另外，Swift 還提供了元組（Tuple）的功能支持函數多返回值。

八、Swift 沒有提供顯式的指針，參數傳遞根據數據類型的不一樣分爲值類型和引用類型，值傳遞進行內存拷貝，引用傳遞最終傳遞的是一個指向原有對象的指針。這一點和 Java 的參數傳遞是相似的。須要注意的一點是，Swift 裏的數組和字典雖然都是結構體（struct），但在參數傳遞過程當中處理方式卻不同，默認 Array 是引用傳遞，Dictionary 是值傳遞。而在 Java 中，因爲數組和 Map 都是對象，因此傳遞的都是指針。

在 Swift 中，若是你不想傳遞數組引用，能夠用 copy() 方法先複製一份出來，另外，也能夠用 unshare() 表示，本變量不傳遞指針。

九、閉包，Swift 終於提供了一種優雅的閉包解決方案，好比在排序函數 sort 中進行函數傳遞：

let names = ["D", "B", "R", "C", "A"] 

func backwards(s1: String, s2: String) -> Bool {

return s1 > s2 

} 

var rnames = sort(names, backwards)

事實上更簡單的寫法是：

var rnames = sort( ["D", "B", "R", "C", "A"] ) { $0 > $1 }

十、可選變量（Optional）的引入主要是爲了應對一個變量可能存在也多是 nil 的狀況，這種狀況在不少高級語言裏都存在。好比你想使用String的toInt方法將String轉化爲 Int 類型，可是你並不知道這個轉化是否正常，這時候系統會返回一個可選變量，若是轉換成功就返回正常值，轉換失敗就返回 nil，以下：

let str = "123A" 

let nn = str.toInt()

這是 nn 就是可選變量，想獲得 nn 的值，能夠經過 if 進行判斷並經過追加感嘆號獲取變量值，以下：

if nn {

println(nn!) 

}

可選變量的引入解決了大部分須要顯式處理的異常，這部分工做也扔給編譯器去作了。想了解更多可選變量的用法，請閱讀蘋果的官方文檔。

十一、Swift 中的 nil 和 Objective-C 中的 nil 不一樣。在 Objective-C 中，nil 是指向不存在對象的指針，而在 Swift 裏，nil 不是指針，它表示特定類型的值不存在。全部類型的可選值均可以被設置爲nil，不只僅是對象類型。

十二、Swift 沒有從語言層面支持異步和多核，不過能夠直接在 Swift 中複用 GCD 的 API 實現異步功能。另外沒看到 Swift 的異常處理機制，可能有了可選變量，異常的使用會很是少吧。

關於語法相關的內容，先寫這麼幾點吧。

給你們推薦一篇王巍 (@onevcat)寫的「行走於 Swift 的世界中」，深刻閱讀必有收穫。http://onevcat.com/2014/06/walk-in-swift/

基本上，Swift 絕對不是玩具語言，而是一門能夠被大衆接受的工業級編程語言。相信假以時日，Swift 必將在 App 開發領域大放異彩。

性能

Swift 在 WWDC 上展現出來的性能仍是讓人很是吃驚的，在進行復雜對象排序時，OC 的性能是 Python 的2.8倍，Swift 是 Python 的3.9倍；在實現 RC4加密算法的時候，OC 的性能是 Python 的127倍，Swift 是 Python 的220倍。總之 Python 在某一個深坑裏膝蓋中箭了，OC 也沒好到哪去，而 Swift，就是快啊就是快！

對於這一點我並非很理解，首先是 WWDC 上展現的語言層面的基準測試過於簡單了，另外，OC 和 Swift 都是被 LLVM 編譯成本地代碼執行的，理論上針對 Swift 的優化一樣能夠應用於 OC，可是 Swift 竟然比 OC 快那麼一點點，難道 LLVM 單獨針對 Swift 作了優化麼？我表示不明覺厲。

固然，還有更較真的程序員，他在第一時間針對於循環、遞增、數組、字符串拼接等功能進行了測試，發現 Swift 的性能比 OC 仍是差那麼一點點的（http://www.splasmata.com/?p=2798 ）。

不管這些測試數據是否準確，我以爲性能是咱們最不須要擔憂的問題，蘋果已經全盤掌握了這個語言的方方面面，從底層編譯框架到編譯器再到語言設計，優化之路纔剛剛開始，咱們只要給這門新語言一點耐心就能夠了。

所碼即所得（Playground）

對於開發者來講，Playground 是本次 WWDC 最大的亮點。可以在編碼的同時實時預覽輸出結果是每一個開發人員的夢想，這一次蘋果爲你們提供了這樣的福利。

Playground 不只實現了不少腳本語言支持的交互式編程，並且提供控制檯輸出、實時圖形圖像、時間線（timeline）變量跟蹤等功能，開發者除了能夠看到代碼的實時運行結果，還能根據時間線閱讀某個變量在代碼片斷中值的變化。這真是太棒了！

最初看到這個功能的時候我甚至覺得每一個 Swift 文件均可以基於 Playground 進行實時編碼預覽，仔細閱讀文檔後發現，只能在 XCode 提供的 Playground 文件中實現以上功能。看來 Playground 顧名思義，目前還只是爲開發者提供了一個玩耍代碼的地方。

固然不只僅是玩耍，咱們能夠基於 Playground 作這些事情：

一、學習：經過 Playground 學習 Swift，製做 Swift 教程實現交互式學習，同時還能夠培訓其餘初學者。

二、代碼開發：執行算法程序，迅速看到算法結果，跟蹤變量；執行繪圖程序，即時看到圖像結果，及時調整。執行通用代碼，查看變量的改變狀況。

三、實驗性代碼：無需建立項目，直接打開一個獨立的Playground文件便可編寫代碼，嘗試調用新的 API。

對於 Playground，設計者克里斯是這樣描述的：Playground 功能傾注了我我的不少心血和激情，我但願新的編程語言具有更好交互性，更友好和有趣……咱們但願經過這門語言從新定義「如何教授計算機科學！」

開始使用 Swift

做 爲一門新語言，Swift 定位很是明確，就是吸引更多的開發者加入蘋果的軟件生態圈，爲 iOS 和 OS X 開發出更爲豐富的 App，若是你是 App Store 的開發者，推薦儘早學習和掌握這門蘋果力推的新語言。對於大部分新事物來講，越早介入，獲利越多。若是你是一名 Web 相關的開發者，與其等待 Swift 增長 Web 開發的相關特性，還不如去學習一下 Go 語言 Web 編程。

如何開始 Swift 呢？

一、下載 Xcode6-Beta 版本。

二、下載蘋果官方提供 Swift 編程語言電子書（https://itunes.apple.com/cn/book/swift-programming-language/id881256329?mt=11 ），中文版本：http://yuedu.baidu.com/ebook/6f6c3b1ef01dc281e43af000 。讀。

三、下載 WWDC Swift 的 Session 視頻和PDF。看。

四、基於 Xcode6建立 Swfit 語言的項目，在項目中建立Playground，在其中調試玩耍。

五、根據官方提供的 GuidedTour.playground 學習 Swift 語法特性。下載地址：https://developer.apple.com/library/prerelease/ios/documentation/swift/conceptual/swift_programming_language/GuidedTour.playground.zip

六、熟悉了基本的語法特性、與 OC 的混用、與 Cocoa 和 Cocoa Touch的交互、調試等功能以後，就能夠構建你的第一個Swift App 了。

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能夠說 Swift 是我所見過關注度最高的新語言，一經推出即萬衆矚目，媒體和開發者在數天以內對 Swift 進行了長篇累牘的報道和討論，英文手冊迅速被翻譯成中文，即便是江湖上的另外一位大佬谷歌 2009 年推出 Go 語言時也沒有如此浩大的聲勢。固然，這和 Go 語言的定位有關，做爲一門系統級的服務器端語言，開發者的可選餘地太大了，若是谷歌推出 Go 是用來取代 Java 開發 Android App，那可能狀況就徹底不同了。

通過 WWDC2014，蘋果已經徹底體現出了一個軟件公司的創新能力和技術底蘊，不管是操做系統，編程語言，仍是應用開發，蘋果都已經準備好了，凝神靜氣，蓄 勢待發。做爲開發者，咱們要作的就是：Write the code, Change the world，而後期待下一個收穫的季節！