Swift中为何要有Optional类型

从第一天接触Swift开始,接触最多的话题就是围绕Optional的,那么为什么要有Optional类型呢?下面谈一下我自己的理解:

首先举一个例子,UIImage有一个构造方法,通过图片的名字生成一个UIImage对象:UIImage(named:"imageName")。当指定名字的图片存在时,肯定会返回一个UIImage的实例,但如果图片不存在,那么就不能返回UIImage实例了,那么这个时候返回什么呢?在Objective-C中,会返回nil来表示失败的情况。

但是Swift是一种对类型有严格要求的类型,一个函数或方法不能返回两种类型的值,必须是一个明确的类型,但是一个方法有成功和失败两种情况又是不可避免的,那么怎么处理这种情况呢?

我们可以这样考虑一下,如果我们声明一种类型,它的成员有两个,一个用于存储成功的情况,一个用来存储失败的情况,然后将有可能失败的方法的返回值类型设置为我们指定的这种类型,问题好像就解决了。对于方法的调用者,在拿到结果之后,可以判断哪个成员有值,就可以做相应的处理了。

由于成功和失败的情况不可能同时出现,并且Swift中的enum可以支持关联值,因此用enum来表示这个类型应该就可以了。由于不同函数返回的真正的数据类型是不一样的,因此需要该enum类型必须支持范型才可以。

在Swift中,表示这种类型的数据结构就是Optional,它就是一个enum,且支持范型。它有两种情况,.Some关联真正的值,.None表示失败的情况。Optional 的定义部分代码如下:

public enum Optional<Wrapped>: NilLiteralConvertible {
    case Some(Wrapped)
    case None

    // 几个初始化方法
    public init(_ some: Wrapped) {
        self = .Some(some)
    }

    public init(nilLieral: ()) {
        self = .None
    }

    public init() {
        self = .None
    }
} 

为了方便处理Optional的结果,Swift提供了if-let 和 guard两种方式来帮助判断结果是两种情况的那一种。

并且nil在Swift中就是Optional.None,二者是等价的,者与Objective-C中的nil是不一样的。

以上只是Optional的基本概念和最基本的用法,Optional在复杂场景下理解起来还是比较麻烦的,比如Optioanl嵌套的情况等。

最后总结一下Optional的几条规则:
1、Optional支持多层嵌套
2、由于Optional的 init(_ some: Wrapped)的构造函数,可以将一个N级的Optional值赋值给一个N+1级的Optional的变量。
3、由于Optiona init(nilLiteral: ())构造函数的作用,可以将nil赋值给任意层级的Optional变量。
4、由于Optional嵌套比较复杂,容易出错,因此尽量避免使用Optional嵌套。
5、嵌套Optional会出现if let 操作失效的问题。

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