Swift（编程语言）

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Swift

编程范型	多范式（对象导向、泛函、指令式、组块结构化）
设计者	克里斯·拉特纳与苹果公司
实现者	苹果公司
发行时间	2014
稳定版本	5.2.2 （2020年4月15日​（2020-04-15） ）
类型系统	静态、强型别、类型推论
操作系统	macOS、iOS、iPadOS、watchOS和tvOS
许可证	开放
文件扩展名	.swift
网站	官方网站
受启发于
Objective-C、Rust、Haskell、Ruby、Python、C#、CLU，和D语言

Swift编程语言，支持多编程范式和编译式，用来撰写基于macOS/OS X、iOS、iPadOS、watchOS和tvOS的软件。 苹果公司于2014年在苹果开发者年会（WWDC）发布了Swift编程语言。从设计上苹果公司让Swift与Objective-C共存在苹果公司的操作系统上。

历史

2010年7月，苹果开发者工具部门总监克里斯·拉特纳开始着手 Swift 编程语言的设计工作，以一年时间，完成基本架构后，他领导了一个设计团队参与其中。Swift大约历经4年的开发期，2014年6月发表。

苹果宣称Swift的特点是：快速、现代、安全、互动，而且明显优于Objective-C语言。Swift以LLVM编译，可以使用现有的Cocoa和Cocoa Touch框架。Xcode Playgrounds功能是Swift为苹果开发工具带来的最大创新，该功能提供强大的互动效果，能让Swift源代码在撰写过程中能即时显示出其执行结果。拉特纳本人强调，Playgrounds很大程度是受到布雷特·维克多理念的启发。

2015年6月8日，苹果于WWDC2015上宣布，Swift将开放源代码，包括编译器和标准库。

2015年12月3日，苹果宣布开源Swift，并支持Linux，苹果在新网站swift.org和托管网站Github上开源了Swift，但苹果的App Store并不支持开源的Swift，只支持苹果官方的Swift版本，官方版本会在新网站swift.org上定期与开源版本同步。

特色

Swift取消了Objective-C的指针和其他不安全访问的使用，舍弃了Objective C早期套用Smalltalk风格的语法，全面改为句点表示法（dot-notation）。Swift具备类型推导（type inference）。同时，它提供了类似C++、C#中的命名空间（namespace）、泛型（generic）、运算符重载（operator overloading）。Swift被简单的形容为 “没有C的Objective-C”（Objective-C without the C）。

类型和变量

在Cocoa与Cocoa Touch的环境下，许多共享的类都放在Foundation Kit库下，这些类别包含了NSString 字符串库（使用 Unicode），还有集合类别 NSArray 与 NSDictionary。Objective-C 提供了语法糖的方式让这些对象可以集成在同一个语言里。例如NSString之间合并的表示法如下：

NSString *str = @"hello,";
str = [str stringByAppendingString:@" world"];

在Swift里, 字符串的累积可以用加法（+）运算元作为第一类对象（First-class citizen）的方式直接完成, 上述的例子可以简化为

var str="hell"
str += "world"

过去Cocoa（以及Cocoa Touch）的架构总是被分成两种版本，一种是可变的（mutable），也就是可以在执行时期（runtime）改变；另一种是不可变的（immutable），其初始值不可改变，例如NSArray与NSMutableArray就是阵列的两种版本。Swift语言延续这个传统，但简化为使用 let 关键字去设定常数（constant variable）。可变的(Mutable)对象使用 var 关键字，不可变的对象则适用let关键字。Swift语言使用类似C#或Javascript的var定义变量，但特性又不尽相同。Swift不直接指派初始值给变量，变量无预设值，因此使用var变量之前必须先初始化，不然将发生编译时期的错误。

为了方便使用，Swift提供Optional类型来宣告nil-free references。宣告Optional只需要在类型后面加上问号（?）即可。一旦var变量宣告为Optional的，其初始值就会被预设为nil。Optional本质上是enum，定义了None和Some两种类型，nil即是Optional.None。

函数库、执行时期与部署

Swift在 Mac OS 和 iOS 平台可以和 Objective-C 使用相同的执行时期（runtime），因此Swift 程序能运行在目前已存在的平台上，包括 iOS 6 和 OS X 10.8或更高的版本。更重要的, Swift 和 Objective-C 的代码可并存于同一程序代码, 这种延伸就如同 C 和 C++ 的关系一样。

为了吸引开发人员和复用已存在的代码，Xcode 6允许在 app target 导入 Objective-C 头文件供给 Swift 使用，通过 Objective-C 的桥接头文件（bridging header）来供给 Swift。当开发人员添加 Swift 文件到现有的 Objective-C应用程序时，Xcode自动创建相应的头文件。例如，一个 Swift 类 "MyClass" 可用于 Objective-C 的方式为

#import "MyClass-Swift.h".

内存管理

Swift全面使用自动引用计数（ARC）来管理内存，取代Objective C的垃圾回收功能。在Objective-C中，强引用（strong reference）即为非ARC中的retain，而弱引用（weak reference）即为非ARC中的assign。为了解决循环引用的问题，Swift提供unowned，不能设定为optional types，不能加上问号（?）或惊叹号（!）。

调试以及其他元素

Xcode的调试机制针对Swift语言提供REPL（Read-Eval-Print Loop, 这是源自emacs的术语）环境，可以利用Swift语法来评估或于其他程序互动，使Swift编程具有类似Python或Ruby带有的交互性界面（Interactive Shell）。

类似 Objective-C之处

• 基本数值型别（numeric types）大致相同 (例如Int, UInt, Float, Double)
• 大量的C 语言运算符被移出Swift, 与此同时引入了新运算符。
• 大括号被用于群组陈述（group statements）。
• 变量之赋值使用等于符号, 但比较则使用“连续两个等于”（==）运算元。还有一个新的运算元，“连续三个等于”（===）被用来判断常数或变量之间是否为同一对象之实例（instance）。
• 中括号（[], Square brackets）用于阵列的表示, 宣告阵列之后, 可以指派索引值（index）来进行元素（element）之访问。
• 控制陈述（control statement）, for, while, if, switch 与Objective-C都十分类似, 但有延伸功能, 像是 for in 用于集合（collection）的轮询，switch 还可以接受非整数的cases条件值, 诸如此类。

不同于 Objective-C之处

• 陈述句（statement）不需要用分号（;）结束，但分号可以作为一行上两个以上语句的分割符。
• 不需要头文件（Header files）。
• 注解方式 /* ... */ 嵌套，指注释里可以再有注释。
• 强类型
• 类型推论或隐含类型（Type inference）
• 支持泛型编程。
• 函数成为第一等类型（first-class object），这意味着函数可以作为其他函数的参数和返回值。
• 运算符重载。运算符可在类内重新定义。
• 定义新的运算符。
• 字符串全方面支持 Unicode。
• 规避了C语言家族的易错行为：
  • 不存在指针。
  • 赋值语句没有返回值。若将if (i==0)误写成if (i=0)，将造成编译时期错误。
  • 在switch 的区块内不需要使用 break 语句。另外，case后面都需要有可执行的代码（C或C++可连续使用多个case而不需要额外的代码），否则将触发编译错误。
  • 变量和常量必须初始化才能使用，而且数组（array）的边界必须明确确认。
  • 溢出（overflows）的问题。C语言没有强制整数型别（signed integers）的界限，常常在触发执行时期错误。Swift通过整数类型的max或min属性获取最大值或最小值。

讨论

长达600多页的 The Swift Programming Language 可以在iBooks免费下载。

范例代码

Swift不需要引入头文件（header file）或main()函数，不需要在每一行语句（statement）结尾加上分号。

变量声明方式如下：

var implicitInteger = 70
var implicitDouble = 70.0
var explicitDouble: Double = 70

用 let 宣告常量方式如下：

let numberOfApples = 3
let numberOfOranges = 5
let appleSummary = "I have \(numberOfApples) apples."
let fruitSummary = "I have \(numberOfApples + numberOfOranges) pieces of fruit."

Swift不支持隐式类型转换（implicitly casting），因此数值和字符串之间必须显式类型转换（Explicitly casting）：

let table = "The width of this table is "
let width = 100
let tableWidth = table + String(width)

以下是Hello World程序：

println("Hello, world")
print("Hello, world") /*Swift 2.0 之后不再使用println，改使用print*/

使用Unicode字符，例如在文本中放心添加有不同语言的文字:

let 人 =["新": 67, "青": 8, "玉": 33, "小小": 25]
for (名字, 岁) in 人 {
  println("\(名字)是\(岁) 岁。")
}

相关条目

• Objective-C
• C语言

外部链接

• 苹果开发者上的Swift
• iOS Example
• GitHub上的Swift源代码