Swift语言

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Swift

File:Apple-swift-logo.png
编程范型	多范式（面向对象、泛函、指令式、组块结构化）
设计者	克里斯·拉特纳与Apple
实现者	Apple
发行时间	2014
当前版本	6.0.2（2024年10月28日；稳定版本）
类型系统	静态、强类型、类型推论
操作系统	macOS、iOS、watchOS和tvOS
许可证	开放
文件扩展名	.swift
网站	官方网站
启发语言
Objective-C、Rust、Haskell、Ruby、Python、C#、CLU，和D语言

Swift是一种支持多编程范式和编译式的编程语言，是用来撰写macOS/OS X、iOS、watch OS和tvOS的语言之一。 2014年，其在苹果开发者年会（WWDC）发布。设计Swift时，苹果公司有意让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大力参与其中。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（Bret Victor）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的指针及其他不安全访问的使用，并舍弃Objective C早期套用Smalltalk之语法，全面改为句点表示法（dot-notation）。同许多脚本语言一样，Swift可以推断变量类型（var, variant）。同时，它提供了类似C++、C#的命名空间（namespace）、泛型（generic）、操作数重载（operator overloading）。Swift被简单的形容为 “没有C的Objective-C”（Objective-C without the C）。

类型与变量

在Cocoa与Cocoa Touch的环境下，许多共享的类物都放在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（syntactic sugar）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（+）操作数作为第一级公民（First-class citizen）的方式直接完成, 上述的例子可以简化为

var str = "hello,"; 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就是数组的两种版本。在Swift语言的世界里仍延续这个传统，但更简化为使用 let 关键字去设置常量（constant variable）。至于可变的(Mutable)对象则使用 var 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不会直接指派初始值给变量，亦即变量不会有默认值，所以使用var变量之前必须先初始化，不然会发生编译时期的错误。

为了方便使用，Swift还提供Optional的定义来宣告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，其初始值就会被默认为nil。Optional本质上是enum，有定义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Object-C使用相同的执行时期（runtime）。这意味着Swift 程序可以执行于目前已存在的平台之上，包含 iOS 6 和 OS X 10.8 都可以执行Swift的程序. 更重要的, Swift 和 Obj-C 的代码可并存于单一程序内, 这种延伸就如同C 和 C++ 的关系一样。

为了争取大量的开发人员并重复使用已存在的代码，Xcode 6 允许在app target导入Objective-C文件供给Swift使用，透过Objective-C的桥接头文件（bridging header）来暴露给 Swift。当开发人员添加 Swift 文件到现有的Objective-C应用程序时，Xcode 会自动创建这些头文件。例如, 一个Swift 知名的类别 "MyClass" 可用于 Obj-C 的方式 #import "MyClass-Swift.h".

存储器管理

Swift全面使用自动引用计数（ARC）来管理存储器，取代过去Objective C的垃圾回收功能。过去在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语法来评估或与其他程序交互，使Swift编程具有类似Python与Ruby交互性接口（Interactive Shell）。

类似 Objective-C之处

• 基本数值类型（numeric types）大致相同 (例如Int, UInt, Float, Double)
• 大量的C 操作数被移出Swift, 但又引入一些新操作数。
• 大括号被用于组群陈述（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”（==）操作数。还有一个新的操作数，“连续三个等于”（===）被用来判断常量或变量之间是否为同一对象之实例（instance）。
• 中括号（[], Square brackets）用于数组的表示, 宣告阵例之后, 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Ojbective-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）不须再使用分号（;）做为结束，但分号还是可以在一行以内作为两个以上陈述的分隔。
• 头文件（Header files）不再需要。
• 注解方式 /* ... */ 可以为嵌套（nested）注解，意思是指注解内可以再有注解，过去有些C或C++编译器不支持嵌套注解。
• 强类型（strong type）
• 类型推论或隐含类型（Type inference）
• 支持泛型编程。
• 函数为第一等类型（first-class object），这意味着函数可以作为其他函数的参数与返回值。
• 操作数可在类别内重新定义 (操作数重载)，可以生成新的操作数。
• 字符串全方面支持 Unicode，某些字符甚至可以成为语言的名称。
• 许多C语言家族过去恶名昭彰的怪语法（error-prone behaviors）也被改变：
  • 不再存在指针。
  • 指派（Assignments）不再回传值，正确写法是 if (i==0) ，一般容易误写成 if (i=0) 会造成编译时期错误（compile-time error）。
  • 在switch 的区块内不需要再使用 break 叙述句。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），否则会发生编译错误。
  • 变量和常量都要被初始化，而且数组（array）的界限也要确认清楚。
  • 溢出（overflows）的问题。C语言没有强制整数类型（signed integers）的界限，常常在执行时间发生问题。Swift可以透过整数类型的max或min属性获取最大值或最小值。

讨论

JavaEye的创始人Robbin发表意见：“对程序员来说，熟悉Swift语法也不过一天时间足够了。关键是要提供高级数据类型，简化Cocoa类库，否则用不用Swift都没区别。”

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

示例程序

Swift不需要引入头文件（header file）或写在main()内，也不需要在每一行叙述（statement）结尾加上分号。例如变量的宣告方式如下：

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

用 let 宣告常量的方式如下：

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），因此数与字符串之间要以显式类型转换（Explicitly casting）：

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

以下一行便是Hello World程序：

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

可以使用Unicode字符，例如在文本内容有不同语言的文字时就可以放心添加，不必担心出现无法解读的乱码:

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

相关条目

• Objective-C
• D语言