swift 新功能介绍

原文链接：http://www.cocoachina.com/applenews/devnews/2014/0617/8857.html

假设你和我一样，准备好好看看苹果的 Keynote，兴奋地准备開始尝试一些新的 API，结果你听到最多的是一门新的语言：Swift！你突然被告知，这不是 Objective-C的扩展。而是一门完全然全新的语言。你是会激动呢，还是高兴。抑或头脑一片空白？

 

Swift 将会全然改变我们写 iOS 和 Mac 应用的方式，在这片文章里，我概括了这门语言的一些要点，并和 Objective-C 里面对应部分做了对照。

 

注意：这不是 Swift 的入门读物。苹果已经公布了一本非常全面的 Swift Programming Language，我强烈建议你先读它。这篇文章仅仅会讨论一些特别 cool、值得玩味的知识点。

 

类型

第一个重大的事情是 Swift 提供了类型判断 (type inference)。假设语言本身能够判断类型。那么开发人员就再也不必声明每个变量的类型了。编译器能够搞定这件事，如以下的样例，编译器能够自己主动把变量类型设为 String：

// automatically inferred
var name1 = "Matt"
// explicit typing (optional in this case)
var name2: String = "Matt"

与类型判断相伴而来的，Swift 提供了类型安全的保证 (type safety)。

在 Swift 中，编译器（大部分情况如此，偶有例外）知道一个对象的完整类型。这让它能够做决定来怎么编译代码。

 

这和 Objective-C 是大相径庭的。Objective-C 是一门很动态的语言，在编译期对象的类型并不全然清楚。部分原因是由于，你能够在执行时给既存的类型添加新的方法、添加一个完整的新类、甚至改变一个实例的类型。

 

让我们看一个详细的样例，以下的 Objective-C 代码：

Person *matt = [[Person alloc] initWithName: @"Matt Galloway"];
[matt sayHello];

当编译器看到 sayHello 被调用的时候。它可以检查头文件中面是否有这种方法的声明，假设没有则编译会出错。可是它能做的仅此而已。这通常情况下是足够了，可以用来发现问题最先出现的地方，以及出现的打字错误。可是由于动态性。编译器不知道 sayHello 是否会在执行时被改动或者一直存在。譬如。它可能是某个协议的一个可选方法（记住 respondsToSelector: 检查）。

 

由于不是强类型的。所以 Objective-C 编译器能做的就比較有限，无法在方法调用的时候进行一些优化。众所周知，方法调用都是通过 objc_msgSend 来动态 dispatch 的，你应该在 backtrace 里看到过。对这个函数而言，选择器的实现会经过查找和跳转两步。我们不可否认这会添加额外开销和复杂度。

 

我们再来看看 Swift 如何完毕相同的事情：

var matt = Person(name: "Matt Galloway");
matt.sayHello()

在 Swift 中，编译器知道很多其它类型信息，它能确切地知道 sayHello 在哪里被定义。因此，它能做一些优化而直接跳转到方法的实现入口，而不必经由动态 dispatch。在其它语言中，可能会通过 vtable 来进行 dispatch，这会比 Objective-C 採用的动态 dispatch 代价稍小一些，C++ 的虚函数就是这样做的。

 

在 Swift 中，编译器能提供很多其它帮助。他能阻止模糊类型带来的 bug。也能通过编译优化让你的代码跑得更快。

 

泛型

还有一个重大的功能就是泛型。假设你对 C++ 比較熟悉，那你可能认为泛型 (generic) 和模板 (templates) 比較像。由于 Swift 有严格的类型限制，你声明一个函数的时候。对于它的參数必须指明白定的类型。

但有时候你对于不同的数据类型。可能都须要相似的功能。

 

一个样例是通常很实用的数据结构 Pair，你须要将一对值存放在一起。对于整数，你能够这么干：

struct IntPair {
    let a: Int!
    let b: Int!
    init(a: Int, b: Int) {
        self.a = a
        self.b = b
    }
    func equal() -> Bool {
        return a == b
    }
}
let intPair = IntPair(a: 5, b: 10)
intPair.a   // 5
intPair.b   // 10
intPair.equal()  // false

看起来还比較实用。可是如今你想让它也能用在浮点数上，你可能就须要再定义一个 FloatPair 的类，这看起来就有点丑陋了。这时候泛型就能派上用场了，与再定义一个新的类相比，你也能够：

struct Pair {
    let a: T!
    let b: T!
    init(a: T, b: T) {
        self.a = a
        self.b = b
    }
    func equal() -> Bool {
        return a == b
    }
}
let pair = Pair(a: 5, b: 10)
pair.a  // 5
pair.b  // 10
pair.equal()  // false

let floatPair = Pair(a: 3.14159, b: 2.0)
floatPair.a   // 3.14159
floatPair.b   // 2.0
floatPair.equal() // false

这就相当实用了！

可能这还不够清楚说明你如今为什么要使用这一功能，可是相信我：机会无限！你非常快就会在你的代码中用到它了。

 

容器

你应该已经明确而且喜欢使用 NSArray,NSDictionary 以及他们的可改动版本号了，如今你会看到他们在 Swift 中的等价物。

幸运的是，他们很相像。你能够这样来声明一个数组和字典：

let array = [1, 2, 3, 4]
let dictinary = ["dog": 1, "elephant": 2]

这对你来说应该再熟悉只是，仅仅是有些许差异：在 Objective-C 中。仅仅要你愿意。数组和字典中能够放入不论什么类型的对象，可是在 Swift 里面。数字和字典必须指定数据类型，这都是通过前面所讲的泛型实现的。

 

上面的两个变量也能够这样定义，带上类型信息（记住：虽然你不必这么做）：

let array: Array = [1, 2, 3, 4]
let dictinary: Dictionary = ["dog": 1, "elephant": 2]

注意看在定义哪些类型能够放入容器时。泛型的使用。对于数组另一个简略的形式。看起来可读性更好。但本质上是做相同的事情：

let array: Int[] = [1, 2, 3, 4]

注意：如今会禁止不论什么 Int 之外的实例增加这个数组。

这听起来不那么方便，可是毋庸置疑地实用：你的 API 再也不用长篇累牍地解释它返回的数组中会保存什么内容。或者一个属性里面可以保存什么内容，你可以把这些问题交给编译器，由它来进行前期的错误检查和优化。是更明智的做法。

 

可变性

Swift 中的容器的一个有意思的地方就是它的可变性。

与 Objective-C 不一样。Array 和 Dictionary 并不存在一个可变版本号。你仅仅能通过 let 和 var 来区分它们。对于那些还没有读过原书，或者还未深入 Swift 的读者（我建议你们读一下。尽快！

），仅仅须要知道 let 用来声明常量。var 用来声明变量。let 有点类似于 C/C++/Objective-C 中的 const。

 

用 let 声明的容器无法改变它的大小，也就是说不能调用追加和删除方法，假设你这样做，就会得到类似错误：

let array = [1, 2, 3]
array.append(4)
// error: immutable value of type 'Array' only has mutating members named 'append'

这相同适用于字典类。这导致编译器能够推导集合的性质并做适当优化。

比方，假设大小不能改变，那么已经保存的值就永远不用考虑又一次分配以接纳新值。所以，对于不会发生变化的集合对象，总是使用 let 来声明是一种非常好地做法。

 

字符串

Objective-C 中的字符串是众所周知的难用。就算仅仅是连接字符串。代码也是很冗长。比如：

Person *person = ...;

NSMutableString *description = [[NSMutableString alloc] init];
[description appendFormat:@"%@ is %i years old.", person.name, person.age];
if (person.employer) {
  [description appendFormat:@" They work for %@.", person.employer];
} else {
  [description appendString:@" They are unemployed."];
}

这样的代码太啰嗦了，里面包括了太多与目的无关的字符。

相同的事情 Swift 里面做起来就是这样：

var description = ""
description += "(person.name) is (person.age) years old."
if person.employer {
    description += " They work for (person.employer)."
} else {
    description += " They are unemployed."
}

清晰很多。注意格式化一个字符串的方法，你如今也能够通过 += 操作符来连接简单连接两个字符串。这都简洁太多。而且，也没有可变、不可变两种字符串存在。

 

Swift 还有一个很好的增强是字符串比較。你应该知道，Objective-C 中使用 == 操作符并不能比較两个字符串是否相等，你必须使用 isEqualToString: 这种方法，这是由于 == 仅仅是比較两个指针是否相等。Swift 抛弃了这些概念。让你直接通过 == 操作符来直接比較内容是否相等，这也意味着字符串也能够用到 switch 语句中。下一节会介绍很多其它相关内容。

 

最后一则好消息就是 Swift 原生支持全部 Unicode 字符，你能够在字符串中使用不论什么 Unicode 代码点，甚至在函数名和变量名中，假设你愿意，你能够给一个函数命名为（pile of poo!）。

 

对 Unicode 支持的还有一个很方便的地方，就是提供了内建方法。来计算一个字符串的真实长度。一旦支持全范围的 Unicode 字符，字符串长度的计算就不再是一件简单的事情。在 UTF8 字符串里。你不能把字节数当成字符串长度，由于有些字符会占用超过一个字节的空间。

在 Objective-C 中，NSString 总是依照 UTF16 来计算长度。把每两个字节当成一个字符，但技术上说这并不总是正确的，由于有些 Unicode 字符会占用 2 个以上的字节。

 

幸运的是。Swift 提供了一个很方便的函数来计算代码点的真实个数，这就是名叫 countElements 的顶级函数。你能够像这样来使用它：

var poos = "????????"
countElements(poos) // 2

但这也并非对全部情况都成立，它仅仅仅仅统计了一下 Unicode 代码点的个数。并没有考虑引起字符变化的特殊情形。比如，你能够加一个元音符号到一个前缀字符上，这时候 countElements 会觉得是两个字符，而实际上看起来仅仅有一个字符：

var eUmlaut = "eu0308" // ë
countElements(eUmlaut) // 2

说一千道一万，我想你肯定会赞成，相比 Objective-C。Swift 中的字符串好用太多！

 

Switch 语句

我想讲的最后一件事情就是 switch 语句，与 Objective-C 相比，Swift 对它做了彻底的改进。这是一件非常有意思的事情。由于涉及到一些东西，假设不从根本上打破 Objective-C 是 C 的严格超集这一事实，就无法增加到 Objective-C 中去。

 

第一个让人兴奋的点是 switch 能够用到字符串上了，这可能是你曾经想做但做不到的。在 Objective-C 中，你仅仅能通过大量的 if 语句和 isEqualToString 组合来达到类似效果。比如：

if ([person.name isEqualToString:@"Matt Galloway"]) {
  NSLog(@"Author of an interesting Swift article");
} else if ([person.name isEqualToString:@"Ray Wenderlich"]) {
  NSLog(@"Has a great website");
} else if ([person.name isEqualToString:@"Tim Cook"]) {
  NSLog(@"CEO of Apple Inc.");
} else {
  NSLog(@"Someone else);
}

这种代码可读性太差，而且有太多的字符要敲入。而相同的事情，在 Swift 中则：

switch person.name {
  case "Matt Galloway":
    println("Author of an interesting Swift article")
  case "Ray Wenderlich":
    println("Has a great website")
  case "Tim Cook":
    println("CEO of Apple Inc.")
  default:
    println("Someone else")
}

除了字符串上的 switch 之外。另一些有意思的地方须要注意。这里没有不论什么 break，这是由于 case 并不会一直运行下去。碰到下一个 case 的时候自己主动就退出了，这样能够降低好多不小心引发的 Bug。

 

以下的 switch 语句可能会让你头脑发蒙，请做好准备：

switch i {
case 0, 1, 2:
    println("Small")
case 3...7:
    println("Medium")
case 8..10:
    println("Large")
case _ where i % 2 == 0:
    println("Even")
case _ where i % 2 == 1:
    println("Odd")
default:
    break
}

首先，这里出现了一个 break 语句。这是由于 switch 须要全然穷举，比方须要处理全部分支。在这里，我们默认是什么都不做，所以使用 break 来明白声明这一意图。

 

其次。这里有... 和..，这两个用来定义范围的操作符。前一个表示闭区间（包括最右边的边界值），而后一个则表示开区间（不包括最右边的边界值），这将会带来难以置信的便利。

 

最后，能够直接把 case 的分支变量作为计算的输入。以上为例。假设一个数字不在 0-10 范围内，那么对于偶数会打印「Even」，而对于奇数则会打印出「Odd」。奇妙到爆。有没有。

 

接下来

希望这篇文章能让你初尝 Swift 的滋味，也能让你明确后面蕴藏了多少宝藏，可是还有很多其它事情要做。我强烈赞成你去读一下苹果公司的书，看看其它文档，以帮助你来深入学习这门语言——你迟早须要这么做！