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簡介

Swift語言從WWDC2014釋出開始，到現在已經發展了一年多時間，越來越多的開發者也開始學習和使用這門語言。但就我所瞭解的情況來看，在實際專案中Swift的應用還是比較少。開發者給它的評價也是褒貶不一，有的說它的安全性高，有的說它的特性多，有的說它的學習成本高，還有的說它是一個玩具語言不適合工程。其實這都很正常，因為一千個人眼中有一千個哈姆雷特，語言的喜好本身就是一件很主觀的事情。具體這個語言怎麼樣，適不適合工程，需要每個人實踐之後才能得出自己結論。

Swift的特點

支援Unicode

程式碼原生支援Unicode字元。不僅在字串中，甚至變數名、函式名等都能直接使用Unicode字元。雖然看上去很強大，但似乎並沒有什麼用，應該沒人喜歡在程式設計時不停的切換輸入法吧？

安全的型別

採用嚴格的型別，並去掉了隱式型別轉換：

隱式型別轉換一直是一把雙刃劍，雖然使用便利，但是可能引入一些很難除錯的BUG，不容忽視。把隱式型別轉換摘除，利大於弊。

從型別層面將空值nil隔離，使用時要求對空值進行處理：

嚴格的語義邏輯

Swift對C語系一些常見的語義邏輯漏洞進行了修改，比如if等條件限定為Bool型別，賦值“=”操作不再有返回值等（其實有，是Void，即空元組“()”）。雖然使用上沒有之前那麼方便和靈活，但這種改變能杜絕很大一部分的手誤BUG，比如“==”寫成“=”，還能避免一些偷懶所引入的很隱祕的坑，對程式的穩定性和程式設計師好習慣的培養有很大幫助。

易用性

沿用並完善了Objective-C的函式中綴呼叫方式，引數有了真正的名字，呼叫時帶上引數名能讓函式介面更容易理解，可讀性更好：

優化了可變引數定義和使用方式：

在C語系中定義可變引數還需要va_list、va_start等，一段時間不用根本想不起來怎麼寫，還得上網查，而在Swift中只需要遍歷一個數組就能取到所有引數，非常方便。

優化了控制流的使用：

Switch的case可以連寫，而且加入了很多實用的匹配模式，比如匹配範圍、元組、條件等，還可以自定義匹配模式，十分強大。另外分支預設是break方式，不像在C語言中，明知道90%的case都是要break的，還要強制寫上。還有一個很好的優化就是加入了跳轉標籤，在多重迴圈間控制轉移的時候更靈活了。

加入了很多實用語法糖，僅僅一個閉包就有這麼多簡寫方式：

這些語法糖能節省大量的開發時間和程式碼量，使用得當也能讓程式碼更清晰，可讀性更好。當然如果濫用的話可能起反作用。

豐富的語言特性

Swift支援類、協議、繼承、多型等面向物件的語言特性：

也有高階函式、閉包等函數語言程式設計特性：

還有泛型別、泛函數、泛協議等泛型程式設計特性以及操作符自定義等新特性：

總之Swift加入了大量的流行語言特性，功能靈活、強大，但是語法點也增加了很多，導致語法學習難度增大，各位可以按需要進行有針對性的學習。

Swift的一些重要概念

值與引用

值與引用型別在某些情況下與我們的程式設計習慣可能會有些衝突，是Swift初學常遇到的一個坑。先看一個例子，定義兩個陣列arr1和arr2，arr2用arr1賦值：

修改arr2[0]後，發現arr1[0]並沒有修改。由此可知在Swift中，Array型別是值型別。再來看看Array的實現方式。按住Command鍵點選Array型別，進入到Swift庫，可以看到如下定義：

Array和Dictionary，包括Int、Set、Double等基本內建資料型別都是由struct及其實現的一組協議構成。由於struct型別是值型別，所以Swift中的基本內建型別都是值型別。由於是值型別，所以每次賦值或者傳參的時候都會有個拷貝的過程。我們先來做個實驗：

執行以上程式碼可以發現，在修改了arr[0]的情況下，賦值的時間是1783ms（模擬器下），而僅是讀取的情況，賦值時間是0ms。這個結果說明值傳遞使用了寫時拷貝（copy on write）技術，也就是說只要不修改儲存的資料，副本和原值共享記憶體區域。因此我們在使用這些值型別的時候一般有一些原則：

1. 儘量限制資料規模；
2. 如果資料規模較大，儘量不用作賦值和傳參；
3. 如果需要賦值和傳參，儘量定義為常量或後續不修改資料；
4. 如果以上都不能避免，可以使用引用型別代替值型別，如 NSMutableArray等；

Optional

Optional可選型別是Swift的一個重要概念，也是初學者比較難理解的地方。我們經常能在閱讀程式碼時看到下面這樣的程式碼：

有問號有感嘆號，放的位置不一樣作用也不一樣，用的時候搞不清什麼時候該用哪個，只好跟著xcode提示走，掉進坑裡也不知道。要搞清楚這個問題先要明白Optional是什麼。在Swift庫中可以找到Optional的定義：

Optional其實是個泛型列舉，定義時的型別比如 Int? 等價於 Optional<Int>。它實現了NilLiteralConvertible協議，所以能被nil字面量賦值。當可選型別用nil賦值時，nil被轉化成None，當用非nil賦值時，轉化為Some(T)。Some(T)這種形式叫做相關值（Associated Values），可以這麼理解，這是一種名叫Some，能存放T型別的盒子，我給它賦的值就放在這個盒子裡儲存。

可選型別相當於對nil或實際的值做了封裝，所以使用Optional時需要將實際的值從Some(T)中取出，這個過程就叫解可選（unwrap）。

先來看看問號定義的可選型別：

問號定義的可選型別就是普通的Optional，常用的解可選方式有三種，如上圖所示。

1. 先對opt進行判空，若不為空則用 opt! 進行強制解可選。“!”在這裡的意思就是，我確定該值不為空，請直接取出實際值；
2. 用if let unwrap = opt 來解可選。這是Swift為解可選做的語法糖，叫做可選繫結。如果opt為nil則進入else分支，若不為nil則將實際值提取到unwrap，然後進入if分支；
3. 利用opt ?? 0解可選。“??”叫空合運算子（Nil Coalescing Operator），作用就是，如果opt為nil，表示式值取後面的預設值，否則表示式返回opt的實際值；

再來看看感嘆號定義的可選型別：

感嘆號定義的可選型別叫做隱式解可選型別。在概念上與問號定義的可選型別並沒有什麼區別，只是在使用形式上有些不同。

隱式解可選型別在用作右值時並不需要人為進行解可選，它預設由編譯器進行強制解可選，相當於編譯器自動在後面新增一個感嘆號。這樣在使用的時候就不用強制對空值進行處理，更方便一點，但是卻十分危險，因為必須由人工保證opt_f在用到的地方必須不為nil，否則程式會crash。而人腦總不如機器保險，因此一般情況不建議使用隱式可選型別。

問號還有一種使用場景叫做可選鏈。先來看看這麼一種情況：

我定義了一個Person類，類有father屬性表示他的父親，而孤兒可能不知道父親是誰，因此father是個可選型別。現在來了一個需求，需要獲取某個人曾祖父的名字，我們可能會寫出如下程式碼：

看上去很不美觀，寫起來更費勁。針對這種情景，Swift做了優化，加入了可選鏈這種語法糖，上面的程式碼就能改寫為：

用問號把方法呼叫或屬性獲取等連線起來，組成一條呼叫鏈。意思就是我不關心中間過程，只關心最後結果，如果中途任何環節返回了nil，就直接返回nil，否則返回最後結果。這樣就能節省很多工作量，讓程式碼看上去更美觀，結構更清晰。需要注意的一點是，雖然name是確定的String型別，但是由於可選鏈上任一環節都可能返回nil，最後得到的是一個String？可選型別，所以還需要做一次解可選操作。

Swift的應用

與Cocoa互動

要用Swift寫App首先需要了解的就是UI怎麼寫、系統功能怎麼呼叫。由於Swift並沒有重寫系統功能庫，只是對Cocoa進行了橋接，所以要呼叫系統功能就要與Cocoa的互動。Swift與Cocoa互動的細節非常多，但是並沒有太大難度，因為Cocoa的使用與用Objective-C開發時沒有太大不同，一般來說跟著Xcode的提示走基本都沒有問題。需要注意的幾點：

1. Swift沒有發訊息這種方式，所有方法呼叫和屬性訪問都是用點操作， alloc、init橋接成了swift中的構造器，使用時直接用class例項化的方式即可。
2. 一些常用型別在swift中都有對應，可以相互轉換，通常情況建議使用swift的型別。
3. Object-C中有些機制比如 KVO等在swift中不支援，如果要使用，需要帶上@objc、dynamic等標記。

多執行緒

Swift語言本身並沒有多執行緒支援，因此要使用多執行緒還是要呼叫NSThread、GCD等：

此外，Object-C中一個很方便的程式碼互斥方式@synchronized在swift中不支援，因此要實現程式碼互斥需要自己使用鎖。當然也可以模仿@synchronized自定義一個synchronized方法，利用尾部閉包造出原來的感覺：

單例

單例模式是移動開發中常見的一種模式，其一般要求是：

1. 只初始化一次；
2. 執行緒安全；

在Object-C中單例通常是用dispatch_once來實現的，在Swift中同樣可以這麼做。但是由於Swift中支援全域性變數、常量的lazy初始化，我們可以簡化單例的實現：

通過let定義單例例項常量來保證執行緒安全，通過全域性常量的lazy初始化來保證單例只初始化一次。

ARC

Swift中的ARC原理與Object-C中一樣，只不過在使用形式上有所不同。Swift中所有引用預設都是強引用，另外加入了兩個ARC標記：

• weak：類似Object-C的weak，弱引用，引用失效後引用自動賦值為nil；
• unowned：類似Object-C中的unsafe_unretain，弱引用，引用失效後保留引用本身；

由於weak引用在使用過程中可能變為nil，所以weak引用必須是可選型別（Optional）。另外Swift對閉包捕獲的變數的標記做了優化：

在Object-C中這種情況需要在閉包之外定義一個weak self，然後閉包捕獲weak self。Swift中只需要把weak self寫在閉包引數表之前的中括號中即可完成同樣功能，這種方式程式碼結構更清晰，可讀性更好。需要注意的是在閉包內self是weak的，是個可選型別，因此使用self時需要解可選。

Delegate

代理模式是開發中很常見的一種模式，它的實現原理與Object-C類似，也是通過協議來確定代理介面，用實現協議的例項來充當代理：

不同的地方在於，Object-C中delegate是id型別的，而swift中協議是一種基本型別，delegate可以直接定義為協議型別，這樣能讓代理的職責更明確。要注意的地方是delegate是weak的，所以必須使用可選型別，而且weak標記的必須是引用，所以protocol必須打上class標記，表示該協議只能被class實現，這樣協議型別才能當做引用型別使用。

自定義操作符

Swift中可以自定義操作符，自定義一個操作符需要兩個要素：

1. 操作符特性描述，包括：操作符位置 prefix、infix、postfix等，操作符的結合性left、right以及操作符的優先順序；
2. 操作符功能函式，引數和返回值需要與操作符特性一致，比如 prefix的操作符接受一個引數，返回一個值；

比如我們可以定義一個笑臉操作符，他在字串後面新增一個笑臉（^_^）：

函數語言程式設計

在Swift中，函式是first-class，也就是說函式可以作為引數傳入也可以作為返回值返回，也可以給變數賦值。函數語言程式設計是一種很強大、很靈活的思想，在Object-C中也有block等函數語言程式設計思想，但並不明顯，在Swift中這一點得到了強化。

比如說可以實現一個函式工廠：

泛型程式設計

Swift中增加了泛型這個概念，泛型是一種很好的程式碼複用機制，用於將型別不同但實現相同的程式碼統一起來。泛型在Swift中應用非常廣泛，你只要跳轉到Swift的庫檔案就會發現型別、操作符、全域性函式的定義中大量應用了泛型，因此不再做詳細介紹。這裡有一個小例子，利用操作符自定義、函式式和泛型在程式碼中實現管道機制：

總結

Swift有著更嚴格的型別和更規範的語義，針對容易造成BUG的點進行了優化，又加入了很多不錯的語法糖，程式碼更簡潔、更安全。它吸收了大量其他語言的優秀特性，可以實現一些強大靈活的設計模式，但也造成了其語法繁雜的缺點，增加了學習的難度。Swift本身的設計目標是高效、靈巧，但由於需要相容Cocoa，導致其設計受到牽制，引入了一些有隱患的設計。由於這些特點，編寫Swift程式碼其實很依賴IDE的輔助，但目前為止xcode的表現還不穩定，經常提示錯誤，再加上幾乎每次xcode更新都伴隨著Swift語法修改，Swift想要廣泛應用於實際工程還有一段路要走，而Swift2.0的釋出和Swift開源化，無疑將加快這個程序。