Swift语法总结-枚举,类,结构体

1. 枚举

枚举为一组相关的值定义了一个共同的类型,使你可以在你的代码中以类型安全的方式来使用这些值。

在 Swift 中,枚举类型是一等(first-class)类型。它们采用了很多在传统上只被类(class)所支持的特性,例如计算属性(computed properties),用于提供枚举值的附加信息,实例方法(instance methods),用于提供和枚举值相关联的功能。枚举也可以定义构造函数(initializers)来提供一个初始值;可以在原始实现的基础上扩展它们的功能;还可以遵循协议(protocols)来提供标准的功能。

1.1 枚举语法

使用enum 关键词来创建枚举并且把它们的整个定义放在一对大括号内:

enum CompassPoint {
    case north
    case south
    case east
    case west
}

注意
与 C 和 Objective-C 不同,Swift 的枚举成员在被创建时不会被赋予一个默认的整型值。在上面的CompassPoint 例子中, north , south , east 和west 不会被隐式地赋值为0 , 1 , 2 和3 。相反,这些枚举成员本身就是完备的值,这些值的类型是已经明确定义好的CompassPoint 类型。

多个成员值可以出现在同一行上,用逗号隔开:

enum Planet {
    case mercury, venus, earth, mars, jupiter, saturn, uranus, neptune
}
1.2 关联值

可以定义 Swift 枚举来存储任意类型的关联值,如果需要的话,每个枚举成员的关联值类型可以各不相同。枚举的这种特性跟其他语言中的可识别联合(discriminated unions),标签联合(tagged unions),或者变体(variants)相似。

enum Barcode {
    case upc(Int, Int, Int, Int)
    case qrCode(String)
}
1.3 原始值

枚举成员可以被默认值(称为原始值)预填充,这些原始值的类型必须相同。

enum ASCIIControlCharacter: Character {
    case tab = "\t"
    case lineFeed = "\n"
    case carriageReturn = "\r"
}

原始值可以是字符串,字符,或者任意整型值或浮点型值。每个原始值在枚举声明中必须是唯一的。

注意
原始值和关联值是不同的。原始值是在定义枚举时被预先填充的值,像上述三个 ASCII 码。对于一个特定的枚举成员,它的原始值始终不变。关联值是创建一个基于枚举成员的常量或变量时才设置的值,枚举成员的关联值可以变化。

1.3.1 原始值的隐式赋值

在使用原始值为整数或者字符串类型的枚举时,不需要显式地为每一个枚举成员设置原始值,Swift 将会自动为你赋值

enum Planet: Int {
    case mercury = 1, venus, earth, mars, jupiter, saturn, uranus, neptune
}
//Plant.mercury 的显式原始值为1 , Planet.venus 的隐式原始值为2 ,依次类推。

当使用字符串作为枚举类型的原始值时,每个枚举成员的隐式原始值为该枚举成员的名称。

enum CompassPoint: String {
    case north, south, east, west
}
//CompassPoint.south 拥有隐式原始值south ,依次类推。

使用枚举成员的rawValue 属性可以访问该枚举成员的原始值:

let earthsOrder = Planet.earth.rawValue
// earthsOrder 值为 3
let sunsetDirection = CompassPoint.west.rawValue
// sunsetDirection 值为 "west"
1.3.2 使用原始值初始化枚举实例

如果在定义枚举类型的时候使用了原始值,那么将会自动获得一个初始化方法,这个方法接收一个叫做rawValue的参数,参数类型即为原始值类型,返回值则是枚举成员或nil 。你可以使用这个初始化方法来创建一个新的枚举实例。

let possiblePlanet = Planet(rawValue: 7)
// possiblePlanet 类型为 Planet? 值为 Planet.uranus

注意
<1>并非所有Int 值都可以找到一个匹配的行星。因此,原始值构造器总是返回一个可选的枚举成员
<2>原始值构造器是一个可失败构造器,因为并不是每一个原始值都有与之对应的枚举成员

1.4 递归枚举

递归枚举是一种枚举类型,它有一个或多个枚举成员使用该枚举类型的实例作为关联值。使用递归枚举时,编译器会插入一个间接层。你可以在枚举成员前加上indirect 来表示该成员可递归。

枚举类型存储了简单的算术表达式:

enum ArithmeticExpression {
    case number(Int)
    indirect case addition(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
    indirect case multiplication(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
}

你也可以在枚举类型开头加上indirect 关键字来表明它的所有成员都是可递归的:

indirect enum ArithmeticExpression {
    case number(Int)
    case addition(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
    case multiplication(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
}
2. 类和结构体

Swift 中类和结构体有很多共同点。共同处在于:
• 定义属性用于存储值
• 定义方法用于提供功能
• 定义下标操作使得可以通过下标语法来访问实例所包含的值
• 定义构造器用于生成初始化值
• 通过扩展以增加默认实现的功能
• 实现协议以提供某种标准功能

与结构体相比,类还有如下的附加功能
• 继承允许一个类继承另一个类的特征
• 类型转换允许在运行时检查和解释一个类实例的类型
• 析构器允许一个类实例释放任何其所被分配的资源
• 引用计数允许对一个类的多次引用

2.1 定义语法

类和结构体有着类似的定义方式。我们通过关键字class 和struct 来分别表示类和结构体,并在一对大括号中定义它们的具体内容:

class SomeClass {
// 在这里定义类
}
struct SomeStructure {
// 在这里定义结构体
}
2.2 类和结构体实例

结构体和类都使用构造器语法来生成新的实例。构造器语法的最简单形式是在结构体或者类的类型名称后跟随一对空括号,如Resolution() 或VideoMode() 。通过这种方式所创建的类或者结构体实例,其属性均会被初始化为默认值

let someResolution = Resolution()
let someVideoMode = VideoMode()

属性访问 - 通过使用点语法,你可以访问实例的属性

print("The width of someResolution is \(someResolution.width)")
// 打印 "The width of someResolution is 0"

也可以访问子属性

print("The width of someVideoMode is \(someVideoMode.resolution.width)")
// 打印 "The width of someVideoMode is 0"
2.2.1 结构体类型的成员逐一构造器

所有结构体都有一个自动生成的成员逐一构造器,用于初始化新结构体实例中成员的属性。新实例中各个属性的初始值可以通过属性的名称传递到成员逐一构造器之中:

let vga = Resolution(width:640, height: 480)

注意:与结构体不同,类实例没有默认的成员逐一构造器

2.3 结构体和枚举是值类型

值类型被赋予给一个变量、常量或者被传递给一个函数的时候,其值会被拷贝。

  1. 实际上,在 Swift 中,所有的基本类型:整数(Integer)、浮点数(floating-point)、布尔值(Boolean)、字符串(string)、数组(array)和字典(dictionary),都是值类型,并且在底层都是以结构体的形式所实现。
  2. 在 Swift 中,所有的结构体和枚举类型都是值类型。这意味着它们的实例,以及实例中所包含的任何值类型属性,在代码中传递的时候都会被复制。
let hd = Resolution(width: 1920, height: 1080)
var cinema = hd

注释:在以上示例中,声明了一个名为hd 的常量,其值为一个初始化为全高清视频分辨率( 1920 像素宽, 1080 像素高)的Resolution 实例。然后示例中又声明了一个名为cinema 的变量,并将hd 赋值给它。因为Resolution 是一个结构体,所以cinema的值其实是hd 的一个拷贝副本,而不是hd 本身。尽管hd 和cinema 有着相同的宽(width)和高(height),但是在幕后它们是两个完全不同的实例。

2.4 类是引用类型

与值类型不同,引用类型在被赋予到一个变量、常量或者被传递到一个函数时,其值不会被拷贝。因此,引用的是已存在的实例本身而不是其拷贝。

let alsoTenEighty = tenEighty
alsoTenEighty.frameRate = 30.0

print("The frameRate property of tenEighty is now \(tenEighty.frameRate)")
// 打印 "The frameRate property of theEighty is now 30.0"

注释:因为类是引用类型,所以tenEight 和alsoTenEight 实际上引用的是相同的VideoMode 实例。换句话说,它们是同一个实例的两种叫法。

需要注意的是tenEighty 和alsoTenEighty 被声明为常量而不是变量。然而你依然可以改变tenEighty.frameRate和alsoTenEighty.frameRate ,因为tenEighty 和alsoTenEighty 这两个常量的值并未改变。它们并不“存储”这个VideoMode 实例,而仅仅是对VideoMode 实例的引用。所以,改变的是被引用的VideoMode 的frameRate 属性,而不是引用VideoMode 的常量的值。

2.4.1 恒等运算符

因为类是引用类型,有可能有多个常量和变量在幕后同时引用同一个类实例。(对于结构体和枚举来说,这并不成立。因为它们作为值类型,在被赋予到常量、变量或者传递到函数时,其值总是会被拷贝。)

如果能够判定两个常量或者变量是否引用同一个类实例将会很有帮助。为了达到这个目的,Swift 内建了两个恒等运算符:
• 等价于( === )
• 不等价于( !== )

//运用这两个运算符检测两个常量或者变量是否引用同一个实例:
if tenEighty === alsoTenEighty {
    print("tenEighty and alsoTenEighty refer to the same Resolution instance.")
}
//打印 "tenEighty and alsoTenEighty refer to the same Resolution instance."

注意:
<1>“等价于”表示两个类类型(class type)的常量或者变量引用同一个类实例。
<2>“等于”表示两个实例的值“相等”或“相同”,判定时要遵照设计者定义的评判标准,因此相对于“相等”来说,这是一种更加合适的叫法。

2.4.2 指针

如果你有 C,C++ 或者 Objective-C 语言的经验,那么你也许会知道这些语言使用指针来引用内存中的地址。一个引用某个引用类型实例的 Swift 常量或者变量,与 C 语言中的指针类似,但是并不直接指向某个内存地址,也不要求你使用星号( * )来表明你在创建一个引用。Swift 中的这些引用与其它的常量或变量的定义方式相同。

2.5 类和结构体的选择

按照通用的准则,当符合一条或多条以下条件时,请考虑构建结构体:
• 该数据结构的主要目的是用来封装少量相关简单数据值。
• 有理由预计该数据结构的实例在被赋值或传递时,封装的数据将会被拷贝而不是被引用。
• 该数据结构中储存的值类型属性,也应该被拷贝,而不是被引用。
• 该数据结构不需要去继承另一个既有类型的属性或者行为。

2.6 字符串、数组、和字典类型的赋值与复制行为

Swift 中,许多基本类型,诸如String , Array 和Dictionary 类型均以结构体的形式实现。这意味着被赋值给新的常量或变量,或者被传入函数或方法中时,它们的值会被拷贝。

Objective-C 中NSString , NSArray 和NSDictionary 类型均以类的形式实现,而并非结构体。它们在被赋值或者被传入函数或方法时,不会发生值拷贝,而是传递现有实例的引用。

注意
以上是对字符串、数组、字典的“拷贝”行为的描述。在你的代码中,拷贝行为看起来似乎总会发生。然而,Swift 在幕后只在绝对必要时才执行实际的拷贝。Swift 管理所有的值拷贝以确保性能最优化,所以你没必要去回避赋值来保证性能最优化。

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