2.4　兩種特殊的基本數(shù)據(jù)類型

Swift語(yǔ)言還支持兩種特殊的基本數(shù)據(jù)類型，分別是元組類型與可選值類型。元組在實(shí)際開(kāi)發(fā)中十分常用，開(kāi)發(fā)者使用元組可以創(chuàng)建出任意數(shù)據(jù)類型組合的自定義數(shù)據(jù)類型；而可選值類型是Swift語(yǔ)言的一大特點(diǎn)，通過(guò)可選值類型，Swift語(yǔ)言對(duì)數(shù)值為空進(jìn)行了嚴(yán)格的把控。

2.4.1　元組

元組是Swift語(yǔ)言中重要的數(shù)據(jù)類型之一，元組允許一些并不相關(guān)的類型自由組合成為新的集合類型。Objective-C語(yǔ)言并不支持元組這樣的數(shù)據(jù)類型，這在很多時(shí)候會(huì)給開(kāi)發(fā)者帶來(lái)麻煩。類比生活中的一種情景，元組類型類似于日常生活中的套餐，現(xiàn)在各種服務(wù)業(yè)都推出了許多有特色的套餐供顧客選擇，方便為顧客提供一站式服務(wù)。元組提供的就是這樣一種編程結(jié)構(gòu)，試想一下，編程中遇到這樣一種情形：一個(gè)商品有名字和價(jià)格，使用元組可以很好地對(duì)這種商品類型進(jìn)行模擬，示例如下：

     //創(chuàng)建鋼筆元組類型，其中有兩種類型，即字符串類型的名稱和整數(shù)類型的價(jià)錢(qián)
     var pen:(name:String,price:Int) = ("鋼筆",2)

上面的代碼在創(chuàng)建元組類型的同時(shí)指定了其中參數(shù)的名稱，即名稱參數(shù)為name，價(jià)格參數(shù)為price，開(kāi)發(fā)者可以使用這些參數(shù)名稱來(lái)獲取元組中各個(gè)參數(shù)的值，示例如下：

     //獲取pen變量名稱
     var name = pen.name
     //獲取pen變量?jī)r(jià)格
     var price = pen.price

開(kāi)發(fā)者在創(chuàng)建元組時(shí)，也可以不指定元組中參數(shù)的名稱，元組會(huì)自動(dòng)為每個(gè)參數(shù)分配下標(biāo)，下標(biāo)值將從0開(kāi)始依次遞增，示例如下：

     //不指定參數(shù)名稱的元組
     var car:(String,Int) = ("奔馳",2000000)
     //通過(guò)下標(biāo)來(lái)取得元組中各個(gè)組成元素的值
     var carName = car.0
     var carPrice = car.1

元組實(shí)例被創(chuàng)建后，開(kāi)發(fā)者也可以通過(guò)指定的變量或者常量來(lái)分解它，示例如下：

     //不指定參數(shù)名稱的元組
     var car:(String,Int) = ("奔馳",2000000)
     //進(jìn)行元組的分解
     var (theName,thePrice) = car
     //此時(shí) theName變量被賦值為"奔馳"，thePrice變量被賦值為2000000
     print(theName,thePrice)

上面的代碼將元組實(shí)例car中的各個(gè)組成元素分解到具體變量，有一點(diǎn)讀者需要注意，分解后的變量必須與元組中的元素一一對(duì)應(yīng)（個(gè)數(shù)相等），否則編譯器就會(huì)報(bào)錯(cuò)。代碼中使用的print()函數(shù)為打印輸出函數(shù)，print()函數(shù)可以接收多個(gè)參數(shù)，將其以逗號(hào)分隔即可。有些時(shí)候，開(kāi)發(fā)者可能并不需要獲取某個(gè)元組實(shí)例中所有元素的值，這種情況下，開(kāi)發(fā)者也可以將某些不需要獲取的元素使用匿名的方式來(lái)接收，示例如下：

     //不指定參數(shù)名稱的元組
     var car:(String,Int) = ("奔馳",2000000)
     //進(jìn)行元組的分解，將Int型參數(shù)進(jìn)行匿名
     var (theName,_) = car
     //此時(shí)theName變量被賦值為"奔馳"
     print(theName)

在Swift語(yǔ)言中，常常使用符號(hào)“_”來(lái)表示匿名的概念，因此“_”也被稱為匿名標(biāo)識(shí)符。上面的代碼實(shí)際上只分解出了元組car中的第一個(gè)元素（String類型）。

2.4.2　可選值類型

可選值類型（Optional類型）是Swift語(yǔ)言特有的一種類型。首先，Swift語(yǔ)言是一種十分強(qiáng)調(diào)類型安全的語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)者在使用到某個(gè)變量時(shí)，編譯器會(huì)盡最大可能保證此變量的類型和值的明確性，保證減少編程中的不可控因素。然而在實(shí)際編程中，任何類型的變量都會(huì)遇到值為空的情況，在Objective-C語(yǔ)言中并沒(méi)有機(jī)制來(lái)專門(mén)監(jiān)控和管理為空值的變量，程序的運(yùn)行安全性全部靠開(kāi)發(fā)者手動(dòng)控制。Swift語(yǔ)言提供了一種包裝的方式來(lái)對(duì)普通類型進(jìn)行Optional包裝，實(shí)現(xiàn)對(duì)空值情況的監(jiān)控。

在Swift語(yǔ)言中，如果使用了一個(gè)沒(méi)有賦值的變量，程序會(huì)直接報(bào)錯(cuò)并停止運(yùn)行。讀者可能會(huì)想，如果一個(gè)變量在聲明的時(shí)候沒(méi)有賦初值，在后面的程序運(yùn)行中就有可能被賦值，那么對(duì)于這種“先聲明后賦值”的應(yīng)用場(chǎng)景，我們應(yīng)該怎么做呢？在Objective-C中，這個(gè)問(wèn)題很好解決，只需要使用的時(shí)候判斷一下這個(gè)變量是否為nil即可。在Swift中是否也可以這樣做呢？使用如下代碼來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)：

     var obj:String
     if obj==nil {
     }

編寫(xiě)上面的代碼后，可以看到Xcode工具依然拋出了一個(gè)錯(cuò)誤提示，其實(shí)在Swift語(yǔ)言中，未做初始化的普通類型是不允許使用的，哪怕是用來(lái)進(jìn)行判空處理也不被允許，當(dāng)然也就不可以與nil進(jìn)行比較運(yùn)算，這種機(jī)制極大地減小了代碼的不可控性。因此，開(kāi)發(fā)者在使用前必須保證變量被初始化，代碼如下：

     var obj0:String
     obj0 = "HS"
     print(obj0)

但是上面的做法在實(shí)際開(kāi)發(fā)中并不常用，如果一個(gè)變量在邏輯上可能為nil，則開(kāi)發(fā)者需要將其包裝為Optional類型，改寫(xiě)上面的代碼如下：

     var obj:String?
     if obj==nil {
     }

此時(shí)代碼就可以正常運(yùn)行了。分析上面的代碼，在聲明obj變量的時(shí)候，這里將其聲明成了String?類型，在普通類型后面添加符號(hào)“?”，即可將普通類型包裝為Optional類型。

Optional類型不會(huì)獨(dú)立存在，其總是附著于某個(gè)具體的數(shù)據(jù)類型之上，具體的數(shù)據(jù)類型可以是基本數(shù)據(jù)類型，可以是結(jié)構(gòu)體，也可以是類等。Optional類型只有兩種值，讀者可以將其理解為：

• 如果其附著類型對(duì)應(yīng)的量值有具體的值，則其為具體值的包裝。
• 如果其附著類型對(duì)應(yīng)的量值沒(méi)有具體的值，則其為nil。

舉一個(gè)例子，將Int類型的變量a進(jìn)行Optional包裝，此時(shí)a的類型為Int?，如果對(duì)a進(jìn)行了賦值，則可以通過(guò)拆包的方式獲取a的Int類型值，如果沒(méi)有對(duì)a進(jìn)行賦值，則a為nil。

Optional類型是對(duì)普通類型的一種包裝，因此在使用的時(shí)候需要對(duì)其進(jìn)行拆包操作，拆包將使用到Swift中的操作符“!”。“?”與“!”這兩個(gè)操作符是很多Swift語(yǔ)言初學(xué)者的噩夢(mèng)，如果讀者理解了Optional類型，那么對(duì)這兩個(gè)操作符的理解和使用將容易許多。首先需要注意，“?”符號(hào)可以出現(xiàn)在類型后面，也可以出現(xiàn)在實(shí)例后面，如果出現(xiàn)在類型后面，其代表的是此類型對(duì)應(yīng)的Optional類型，如果出現(xiàn)在實(shí)例后面，則代表的是可選鏈的調(diào)用，后面章節(jié)會(huì)詳細(xì)介紹。“！”符號(hào)同樣可以出現(xiàn)在類型后面與實(shí)例后面，它出現(xiàn)在類型后面代表的是一種隱式解析的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，后面章節(jié)會(huì)介紹；出現(xiàn)在實(shí)例后面代表的是對(duì)Optional類型實(shí)例的拆包操作。示例如下：

     //聲明obj為String?類型
     var obj:String? = "HS"
     //進(jìn)行拆包操作
     obj!

讀者需要注意，在使用“!”進(jìn)行Optional值的拆包操作時(shí)，必須保證要拆包的值不為nil，否則程序運(yùn)行會(huì)出錯(cuò)。可以在拆包前使用if語(yǔ)句進(jìn)行安全判斷，示例如下：

     //聲明obj為String?類型
     var obj:String? = "HS"
     if obj != nil {
        obj!
     }

上面的代碼演示的編程結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中十分廣泛，因此Swift語(yǔ)言還提供了一種if-let語(yǔ)法結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行Optional類型值的綁定操作，可以將上面的結(jié)構(gòu)改寫(xiě)如下：

上面的代碼可以這樣理解：如果obj有值，則if-let結(jié)構(gòu)將創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)常量tmp來(lái)接收obj拆包后的值，并且執(zhí)行if為真時(shí)所對(duì)應(yīng)的代碼塊，在執(zhí)行的代碼塊中，開(kāi)發(fā)者可以直接使用拆包后的obj值tmp。如果obj為nil，則會(huì)進(jìn)入if為假的代碼塊中，開(kāi)發(fā)者可以在else代碼塊中將obj重新賦值使用。這種if-let結(jié)構(gòu)實(shí)際上完成了判斷、拆包、綁定拆包后的值到臨時(shí)常量3個(gè)過(guò)程。

if-let結(jié)構(gòu)中也可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)Optional類型值的綁定，之間用逗號(hào)隔開(kāi)，示例如下：

在同時(shí)進(jìn)行多個(gè)Optional類型值的綁定時(shí)，只有所有Optional值都不為nil，綁定才會(huì)成功，代碼執(zhí)行才會(huì)進(jìn)入if為真的代碼塊中。如果開(kāi)發(fā)者需要在if語(yǔ)句的判斷中添加更多業(yè)務(wù)邏輯，可以通過(guò)追加子句的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，示例如下：

上面的代碼在obj1不為nil、obj2不為nil并且obj1所對(duì)應(yīng)的拆包值小于obj2對(duì)應(yīng)的拆包值的時(shí)候才會(huì)進(jìn)入if為真的代碼塊中，即打印綁定的tmp1與tmp2的值。

你可能發(fā)現(xiàn)了，對(duì)于一個(gè)可選值類型的變量，每次使用時(shí)我們都需要為其進(jìn)行拆包操作，這相對(duì)會(huì)有些麻煩，其實(shí)Swift中還有一種語(yǔ)法：隱式解析。隱式解析適用于這樣的場(chǎng)景：當(dāng)我們明確某個(gè)變量初始時(shí)為nil，并且在之后使用之前一定會(huì)被賦值時(shí)，我們可以將其聲明為隱式解析的可選值，再對(duì)這個(gè)變量進(jìn)行使用，就不需要進(jìn)行拆包操作了，例如下面的代碼會(huì)產(chǎn)生運(yùn)行錯(cuò)誤：

     var obj4:Int?
     obj4 = 3
     print(obj4 + 1)  //會(huì)編譯異常，因?yàn)閛bj4沒(méi)有進(jìn)行拆包

如果將上面的代碼做如下的修改，就可以正常運(yùn)行了：

     // 聲明obj4為隱式解析的變量
     var obj4:Int!
     obj4 = 3
     // 在使用時(shí)，無(wú)須再進(jìn)行拆包操作，Swift會(huì)自動(dòng)幫我們拆包
     print(obj4 + 1)

Optional值在Swift語(yǔ)言編程中的應(yīng)用十分靈活，在以后的編程練習(xí)中，讀者會(huì)逐步體會(huì)其中的奧妙。