第1章 未來(lái)的iOS開(kāi)發(fā)語(yǔ)言Swift語(yǔ)言介紹

蘋(píng)果（Apple）公司最近動(dòng)作還是比較多的，除了即將推出的iWatch 等新硬件產(chǎn)品外，還推出了一種新的編程語(yǔ)言Swift。可能初次接觸蘋(píng)果軟件開(kāi)發(fā)的程序員對(duì)Swift還很陌生，當(dāng)然，這也不奇怪，因?yàn)樵趯?xiě)這本書(shū)時(shí)，Swift才剛剛推出。不過(guò)，由于Swift出身貴族，這也注定了Swift將擁有一個(gè)美好的未來(lái)，很可能成為蘋(píng)果軟件開(kāi)發(fā)體系的中堅(jiān)力量。既然Swift如此重要，作為求知欲極強(qiáng)的程序員們?cè)跄芊胚^(guò)這么一個(gè)成為國(guó)內(nèi)，不！應(yīng)該說(shuō)世界上首批Swift專家的機(jī)會(huì)呢！現(xiàn)在就讓我們開(kāi)啟Swift語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)之旅吧！

本章要點(diǎn)

□ Swift語(yǔ)言簡(jiǎn)介

□ Swift開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建

□ 創(chuàng)建Swift工程

□ 編寫(xiě)一段簡(jiǎn)單的Swift語(yǔ)言代碼

□ 所見(jiàn)即所得的Playground

1.1 Swift語(yǔ)言的前世今生

在2014年的蘋(píng)果WWDC大會(huì)上，最大的亮點(diǎn)當(dāng)屬Swift的出現(xiàn)了。因?yàn)樘O(píng)果一貫以硬件為主，這次突然弄出了軟件，而且還是生產(chǎn)軟件的軟件：Swift語(yǔ)言。自然會(huì)引起各方的廣泛關(guān)注。國(guó)內(nèi)外在 24 小時(shí)內(nèi)推出了大量關(guān)于Swift語(yǔ)言的學(xué)習(xí)資料，甚至視頻 。我就從來(lái)沒(méi)看過(guò)一種新技術(shù)被如此關(guān)注過(guò)，因?yàn)楫?dāng)年我趕上了微軟C#的首發(fā)、還有Google的Go語(yǔ)言首發(fā)，關(guān)注度都沒(méi)有Swift語(yǔ)言高，看來(lái)業(yè)界對(duì)這個(gè)一直玩硬件的蘋(píng)果突然推出一種新編程語(yǔ)言還是很看好的。這么說(shuō)當(dāng)然是有證據(jù)的，就在Swift語(yǔ)言剛推出不到一個(gè)月的時(shí)間里，已經(jīng)排到了編程語(yǔ)言的第16位，這在以前從未發(fā)生過(guò)。

既然說(shuō)到Swift語(yǔ)言，那么就必須要提一下Swift的發(fā)明者Chris Lattner（可以叫他克里斯），Chris博士畢業(yè)，是一個(gè)全面發(fā)展的好學(xué)生。

據(jù)說(shuō)Chris最喜歡看的IT著作是龍書(shū)，還喜歡在旅游時(shí)帶這本書(shū)。別人旅游時(shí)都看小說(shuō)或看Video，這家伙卻看編譯原理的書(shū)，的確高大上。高手就是與別人不一樣（就在寫(xiě)這本書(shū)時(shí)，我已經(jīng)將龍、虎、鯨3本書(shū)的英文電子版放到平板電腦里了，準(zhǔn)備旅游時(shí)看）。

下面主要來(lái)談?wù)凜hris的光榮事跡。Chris在碩士畢業(yè)時(shí)提出了一套完整的運(yùn)行時(shí)編譯思想，奠定了LLVM 的發(fā)展基礎(chǔ)。在博士期間繼續(xù)領(lǐng)導(dǎo)LLVM編譯框架向前發(fā)展，并取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。LLVM已經(jīng)可以基于 GCC 前端編譯器的語(yǔ)義分析結(jié)果進(jìn)行編譯優(yōu)化和代碼生成，所以，Chris在2005年畢業(yè)時(shí)已經(jīng)是業(yè)界知名的編譯器專家了。

蘋(píng)果在2005年雇傭了Chris。Chris在蘋(píng)果的幾年中不僅大幅度優(yōu)化和改進(jìn)LLVM以適應(yīng)Objective-C的語(yǔ)法變革和性能要求，同時(shí)發(fā)起了CLang項(xiàng)目，旨在全面替換GCC，現(xiàn)在這個(gè)目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。從OS X 10.9和XCode 5開(kāi)始，LLVM+GCC已經(jīng)被替換成了LLVM+CLang。

在2010年，Chris接到了一個(gè)不同尋常的任務(wù)，就是為iOS和OS X平臺(tái)開(kāi)發(fā)下一代的編程語(yǔ)言，這就是現(xiàn)在看到的Swift。最初Swift完全是由Chris開(kāi)發(fā)的。只是在一年后（2011年），才陸續(xù)有若干編譯器專家加入了Swift團(tuán)隊(duì)。終于在4年后的2014年，Swift的第一個(gè)版本在蘋(píng)果的2014年WWDC大會(huì)上向我們展示了她的魅力。

1.2 Swift到底是怎樣的一種語(yǔ)言

Swift是一門博采眾長(zhǎng)的現(xiàn)代語(yǔ)言，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，Chris參考了Objective-C、Rust、Haskell、Ruby、Python、C#等優(yōu)秀語(yǔ)言的特點(diǎn)，最終形成了目前Swift的語(yǔ)法特性。這也是為什么使用各種語(yǔ)言的程序員都能從Swift中找到自己熟悉的影子的原因。那么，Swift語(yǔ)言到底是一種怎樣的語(yǔ)言。可以從下面幾方面初步了解一下Swift語(yǔ)言。

（1）Swift是面向?qū)ο蟮摹⒕幾g型語(yǔ)言。編譯時(shí)底層需要通過(guò)LLVM 生成本地代碼才能執(zhí)行，所以效率還是很高的。

（2）Swift可以使用Cocoa和Cocoa Touch中的API。這也就意味著Swift與Objective-C一樣，擁有了一個(gè)強(qiáng)大的Framework Library。

（3）Swift吸取了很多編程語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)Swift又具備了很多動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的語(yǔ)法特性和交互方式，當(dāng)然，Swift本身是靜態(tài)語(yǔ)言。所以，Swift盡可能地在靜態(tài)語(yǔ)言和動(dòng)態(tài)語(yǔ)言之間尋找平衡點(diǎn)。

（4）既然說(shuō)Swift是一種擁有動(dòng)態(tài)特性的靜態(tài)語(yǔ)言，那么Swift自然就是一門類型安全的語(yǔ)言。編譯器可以在編譯過(guò)程中檢測(cè)出類型異常。例如，如果你期望為一個(gè)字符串變量賦值，那么類型安全機(jī)制會(huì)阻止你為這個(gè)變量設(shè)置整數(shù)。正是由于類型安全機(jī)制的存在，使開(kāi)發(fā)者可以更早地發(fā)現(xiàn)并修復(fù)錯(cuò)誤。

（5）支持各種高級(jí)語(yǔ)言特性，包括閉包、泛型、面向?qū)ο蟆⒍喾祷刂怠㈩愋徒涌凇⒃M、集合等。

（6）Swift能與Objective-C進(jìn)行混合編程，但代碼分屬不同的文件。

（7）全面支持Unicode編碼。也就是說(shuō)，可以用任何想用的字符作為變量名，例如，一個(gè)笑臉字符或漢字。圖1-1就是使用笑臉圖標(biāo)和漢字作為變量名的一個(gè)典型例子。

▲圖1-1 使用笑臉圖標(biāo)和漢字作為變量名

（8）使分號(hào)（;）變成了可選的符號(hào)。通常的靜態(tài)語(yǔ)言，如Java、C#。每條語(yǔ)句結(jié)束后，都會(huì)在最后加上“;”，而Swift的每條語(yǔ)句不需要加“；”，當(dāng)然，加上也沒(méi)問(wèn)題。只有在兩條或多條語(yǔ)句寫(xiě)在同一行時(shí)才必須加“;”。

（9）簡(jiǎn)化和增強(qiáng)了集合數(shù)據(jù)類型。用過(guò)Java和C#的讀者知道。在這兩種語(yǔ)言中，各種集合類型不可謂不全，但太多也有它不好的地方，就是不知道使用哪個(gè)。而且這些集合數(shù)據(jù)類型的功能也不夠強(qiáng)大。在Swift語(yǔ)言中只提供了數(shù)組（Array）和字典（Dictionary）兩個(gè)集合數(shù)據(jù)類型。其中Array類似List的功能，可以修改、添加、替換和刪除數(shù)組元素。Dictionary類似Map的功能，用于存儲(chǔ)Key-Value 風(fēng)格的值。

（10）Swift可以通過(guò)元組實(shí)現(xiàn)函數(shù)返回多個(gè)值。這一功能在其他語(yǔ)言中需要通過(guò)返回一個(gè)對(duì)象或結(jié)構(gòu)體（指針）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（11）提供了優(yōu)雅的閉包解決方案。例如，在排序函數(shù) sort 中可以將函數(shù)作為參數(shù)值傳遞。下面的代碼是一種典型的寫(xiě)法：

let array1 = ["X", "A", "1", "2", "Z"]

func backwards(s1: String, s2: String) -> Bool

{

return s1 > s2

}

var array2 = sort(array1, backwards)

當(dāng)然，更簡(jiǎn)潔的寫(xiě)法是var array2 = sort(["X", "A", "1", "2", "Z"] ) { $0 > $1 }，如果讀者不明白這么寫(xiě)是什么意思，那么就繼續(xù)往后看吧！

（12）Swift語(yǔ)言中提供了一種可選變量（Optional）。主要是為了應(yīng)對(duì)一個(gè)變量可能存在，也可以是 nil 的情況。例如，將一個(gè)字符串（String）轉(zhuǎn)換為整數(shù)（Int），但這個(gè)字符串是否可以成功轉(zhuǎn)換為整數(shù)呢？如果不確定，就返回一個(gè)可選變量。如果成功轉(zhuǎn)換，則返回正常的整數(shù)值；如果轉(zhuǎn)換失敗，則返回nil。實(shí)現(xiàn)的代碼如下：

let str = "126CB5"

let value = str.toInt() // value是一個(gè)可選常量（用let聲明是常量，用var聲明是變量）

這時(shí)，value就是一個(gè)可選變量。要想判斷轉(zhuǎn)換是否成功，可以使用下面的代碼：

if value

{

// 如果value是可選變量，引用時(shí)需要加上“!”，

// 表示該選項(xiàng)變量中肯定有一個(gè)值

println(value!)

}

可選變量的引入解決了大部分需要顯式處理的異常，這部分工作也扔給編譯器去做了。

（13）擁有不同意義的nil。在Swift中的nil和Objective-C中的nil不同。在Objective-C中，nil是指向不存在對(duì)象的指針，而在Swift里，nil不是指針，它表示特定類型的值不存在。所有類型的可選值都可以被設(shè)置為nil，不僅是對(duì)象類型。

（14）Swift中沒(méi)有從語(yǔ)言層面支持異步和多核，不過(guò)可以直接在Swift中復(fù)用GCD（Grand Central Dispatch）的API實(shí)現(xiàn)異步功能。

（15）Swift沒(méi)有一部處理機(jī)制。可能是認(rèn)為有了可選變量，異常會(huì)很少使用，所以未加入異常處理。

1.3 Swift開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建

盡管Swift語(yǔ)言擁有獨(dú)立的編譯器，不過(guò)，目前Apple并沒(méi)有單獨(dú)發(fā)布Swift開(kāi)發(fā)包。所以只能連同XCode 6一起安裝來(lái)使用Swift語(yǔ)言。由于XCode 6仍然是Beta版，所以，Apple并未對(duì)所有的人開(kāi)放下載XCode 6，只有擁有蘋(píng)果開(kāi)發(fā)者賬號(hào) 的用戶才允許下載XCode 6 Beta版。如果讀者不舍得那99美金也不要緊，我已經(jīng)將XCode 6 Beta的安裝文件上傳到的網(wǎng)盤(pán)，下載地址是http://pan.baidu.com/s/1hq7mAOk，下載后是一個(gè)dmg文件（2.33G左右），直接在Mac OS X下雙擊安裝即可。XCode 6是可以和Xcode 5或其他版本共存的，所以不必?fù)?dān)心，盡管安裝。

安裝完后，在 Mac的“應(yīng)用程序”列表中多了一個(gè)“Xcode6-Beta.app”，直接雙擊運(yùn)行即可。成功運(yùn)行后，點(diǎn)擊XCode6中的“Xcode”>“About Xcode”菜單項(xiàng)，如果能看到如圖1-2 所示的窗口，并且 Version 顯示的是 6.0，則說(shuō)明 XCode6 已經(jīng)安裝成功了。

▲圖1-2 XCode 6的About 窗口

1.4 創(chuàng)建Swift工程（OS X和iOS平臺(tái)）

Swift 語(yǔ)言可以開(kāi)發(fā) iOS 和 OS X 兩個(gè)平臺(tái)的程序，讀者可以選擇自己喜歡的平臺(tái)學(xué)習(xí)Swift語(yǔ)言。如果有蘋(píng)果開(kāi)發(fā)者賬號(hào)的，最好選擇iOS平臺(tái)，因?yàn)榭梢栽趇Phone上測(cè)試全部的功能。如果沒(méi)有開(kāi)發(fā)者賬號(hào)，可以考慮選擇OS X 平臺(tái)，否則就只能在iOS模擬器上測(cè)試Swift 程序了。不管是創(chuàng)建哪個(gè)類型的工程，首先需要點(diǎn)擊“File”>“New”>“Project”菜單項(xiàng)打開(kāi)如圖1-3所示的工程模板選擇窗口。

▲圖1-3 創(chuàng)建 iOS 工程

如果選擇iOS平臺(tái)，通常選擇“Application”，然后在右側(cè)工程模板列表中選擇一個(gè)，如“Single View Application”，如 圖1-3所示。

如果讀者選擇 OS X 平臺(tái)，可以選擇“Application”，并在右側(cè)的工程模板列表中選擇“Command Line Tool”（一個(gè)終端工程模板），如圖1-4所示。

▲圖1-4 創(chuàng)建Mac工程

接下來(lái)可以點(diǎn)擊“Next”按鈕進(jìn)入下一步的設(shè)置。在下一步中需要輸入工程名和工程支持的語(yǔ)言(為了測(cè)試方便，這里選擇了OS X 平臺(tái)，等涉及iOS 部分時(shí)，再創(chuàng)建iOS 工程)。當(dāng)然，我們需要選擇“Swift”，如圖1-5所示，然后點(diǎn)擊“Next”按鈕進(jìn)入下一步。在下一步中需要選擇一個(gè)用于存放工程的目錄，選擇完成后，點(diǎn)擊“Create”按鈕，就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)OS X工程。

▲圖1-5 建立 iOS工程，選擇 Swift 語(yǔ)言

圖1-5是OS X 工程的機(jī)構(gòu)，其中新創(chuàng)建了一個(gè)main.swift文件。該文件用于輸入Swift語(yǔ)言的代碼。

在main.swift文件中默認(rèn)生成了如下的代碼：

import Foundation

println("Hello, World!")

直接運(yùn)行該工程，就會(huì)在輸出視圖中輸出“Hello, World!”。

如果讀者要建立 iOS for Swift 工程，這里假設(shè)選擇了圖1-3 所示的“Single View Application”模板，在下一個(gè)設(shè)置頁(yè)面輸入工程名（如 first_swift_ios）后再進(jìn)入下一個(gè)設(shè)置頁(yè)面，選擇存儲(chǔ)目錄后可創(chuàng)建iOS工程，工程結(jié)構(gòu)如圖1-7所示。

▲圖1-6 OS X 工程結(jié)構(gòu)

▲圖1-7 iOS 工程結(jié)構(gòu)

如果運(yùn)行這個(gè)工程，首先會(huì)啟動(dòng)iOS模擬器（要選擇iOS8模擬器），然后在模擬器中會(huì)運(yùn)行一個(gè) iOS 程序，該程序并沒(méi)有任何 UI，背景為白色。本書(shū)后面的章節(jié)會(huì)介紹如何使用Swift開(kāi)發(fā)iOS應(yīng)用和游戲。

對(duì)于只想學(xué)習(xí)一下Swift語(yǔ)言的讀者，建議還是使用OS X終端程序?yàn)楹茫驗(yàn)镺S X終端程序運(yùn)行快速簡(jiǎn)單，可以排除其他的干擾。

1.5 瞧一瞧Swift到底長(zhǎng)啥樣

可能很多讀者看到前面的介紹后躍躍欲試，想試一試 Swift 語(yǔ)言，不過(guò)先別忙，在正式編寫(xiě)Swift語(yǔ)言之前，先了解一下Swift語(yǔ)言的語(yǔ)法和樣式是非常必要的。就像搞對(duì)象，起碼得先看看對(duì)方長(zhǎng)啥樣，然后才能進(jìn)行下一步。現(xiàn)在就讓我們看看Swift到底長(zhǎng)啥樣。

Swift 語(yǔ)言和其他語(yǔ)言（如 Java、C#、Objective-C）類似，也支持一些常規(guī)的操作和語(yǔ)法元素，例如，運(yùn)算符（+、?、*、/、%、++、&&、||等）、數(shù)據(jù)類型（字符串、數(shù)值等）、控制語(yǔ)句（if、switch、for）、類、方法（函數(shù)）等。不過(guò) Swift 添加了很多特有的語(yǔ)法元素（至少是大多數(shù)語(yǔ)言都不具備的技術(shù)），例如，類擴(kuò)展、增強(qiáng)的switch語(yǔ)句、小標(biāo)、元組類型、返回多種的方法（函數(shù)）等。下面是一段標(biāo)準(zhǔn)的Swift語(yǔ)言代碼，盡管沒(méi)有枚舉Swift中所有的新特性，但足夠讓我們充分了解 Swift 語(yǔ)言的基本語(yǔ)法規(guī)則。如果讀者對(duì)某些表達(dá)式不理解也沒(méi)關(guān)系，在后面的章節(jié)會(huì)深入介紹這些特有的語(yǔ)法規(guī)則。

import Foundation

var value1 = 20　// 定義并初始化一個(gè)整型變量

value1 += 35

// 輸出：value1=55

println("value1=\(value1)")

let value2 = 42　// 定義并初始化一個(gè)整型常量

// 輸出：97

println(value1 + value2)

// 定義并初始化一個(gè)數(shù)組變量

var array1 = ["abc","bbb","ccc"]

// 枚舉數(shù)組中的每一個(gè)元素值

// 輸出：abc　bbb　ccc

for element in array1

{

print(element + "　")

}

// 定義函數(shù)，返回值類型是String

func getPerson(name: String, age:Int) -> (String)

{

return "name:" + name + "　age:" + toString(age)

}

println()

// 調(diào)用getPerson函數(shù)

let person = getPerson("bill", 50)

// 輸出：person:name:bill　age:50

println("person:\(person)")

// 定義一個(gè)可以返回多個(gè)值的函數(shù)（返回兩個(gè)值：name和price）

func getProduct() -> (name:String, price:Float)

{

return ("iPhone6", 6666.66)

}

// 輸出：(iPhone6, 6666.66015625)

// 調(diào)用getProduct函數(shù)，并輸出其返回值

println(getProduct())

// 輸出：product name: iPhone6

// 輸出getProduct函數(shù)返回name值

println("product name: \(getProduct().name)")

// 定義Country類

class Country

{

var name = "China"

let area: Float = 960

// 定義一個(gè)成員方法

func getDescription() -> String {

return "Country:\(name)　Area:\(area)"

}

}

// 創(chuàng)建一個(gè)Country類型的常量

let country = Country()

// 輸出：Country:China　Area:960.0

// 調(diào)用Country.getDescritpion方法，并輸出該方法的返回值

println(country.getDescription())

// 定義一個(gè)類擴(kuò)展，相當(dāng)于將一個(gè)類的某一部分拿出來(lái)單獨(dú)定義

extension Country

{

// 為Country類添加一個(gè)方法

func getAddress() -> (planet: String, location:String)

{

return ("Earth","Asia")

}

}

// 輸出：Planet:Earth

// 調(diào)用擴(kuò)展方法getAddress，并輸出返回值中的planet

println("Planet:\(country.getAddress().planet)")

// 輸出：Location:Asia

// 調(diào)用擴(kuò)展方法getAddress，并輸出返回值中的location

println("Location:\(country.getAddress().location)")

如果執(zhí)行上面這段代碼，會(huì)輸出如下的信息。

value1=55

97

abc　bbb　ccc

person:name:bill　age:50

(iPhone6,6666.66015625)

productname: iPhone6

Country:China Area:960.0

Planet:Earth

Location:Asia

1.6 所見(jiàn)即所得的Playground

XCode 6新增加了一個(gè)Playground，在iOS和OS X工程中都可以使用Playground。這個(gè)東西其實(shí)就是一個(gè)所見(jiàn)即所得的寫(xiě)代碼的文件。這里的所見(jiàn)即所得就是編寫(xiě)代碼后，不需要運(yùn)行，立刻會(huì)顯示出結(jié)果，并且還可以顯示出代碼中某個(gè)變量/常量的當(dāng)前值。Playground比較適合于測(cè)試Swift語(yǔ)言的代碼。但Playground在輸出結(jié)果時(shí)可能會(huì)有些慢，而且寫(xiě)代碼時(shí)會(huì)有些遲鈍。這可能是因?yàn)樾枰獙?shí)時(shí)解釋Swift代碼的原因！

要想使用 Playground，需要先創(chuàng)建 Swift 工程（iOS 和 OS X 工程都可以），然后在當(dāng)前工程中點(diǎn)擊“File”>“New”>“File”菜單項(xiàng)，會(huì)彈出一個(gè)如圖1-8所示的窗口。在“iOS”和“OS X”中都有一個(gè)“source”節(jié)點(diǎn)，在該節(jié)點(diǎn)中都有一個(gè)“Playground”模板。不管是什么工程，選擇哪個(gè)“source”節(jié)點(diǎn)下的“Playground”都可以。

▲圖1-8 選擇“Playground”模板

選擇“Playground”模板后，進(jìn)入下一個(gè)設(shè)置頁(yè)面。在該設(shè)置頁(yè)面中需要選擇playground文件的存儲(chǔ)目錄，通常和 Swift 文件放在同一個(gè)目錄中。如果下方的“Targets”列表中的工程未選擇，需要選擇該工程，效果如圖1-9所示。

▲圖1-9 創(chuàng)建 Playground 文件

如果成功創(chuàng)建了Playground文件，在工程目錄中會(huì)多了一個(gè)文件擴(kuò)展名為“playground”的文件。默認(rèn)是 MyPlayground.playground。如果讀者將上一節(jié)的代碼都復(fù)制到MyPlayground.playground文件中，就會(huì)在代碼右側(cè)輸出相應(yīng)的結(jié)果，并且在輸出結(jié)果和代碼之間的部分還會(huì)顯示當(dāng)前變量/常量的當(dāng)前值，效果如圖1-10所示。

▲圖1-10 Playground 的效果

1.7 小結(jié)

相信看完本章后，讀者已經(jīng)對(duì) Swift 語(yǔ)言有了一個(gè)大致的了解。也學(xué)會(huì)了如何搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。不過(guò)真正的Swift開(kāi)發(fā)之旅才剛剛開(kāi)始。后面還有Swift的語(yǔ)法、內(nèi)置函數(shù)、iOS應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)、基于SpriteKit游戲引擎的游戲程序開(kāi)發(fā)等知識(shí)要學(xué)習(xí)。下面就讓我們整裝待發(fā)，去欣賞Swift給我們的一次又一次震撼吧！