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类型(Types)


1.0 翻译:lyuka 校对:numbbbbb, stanzhai

2.0 翻译+校对:EudeMorgen

2.1 翻译:mmoaay

Swift 语言存在两种类型:命名型类型和复合型类型。命名型类型是指定义时可以给定名字的类型。命名型类型包括类、结构体、枚举和协议。比如,一个用户定义的类 MyClass 的实例拥有类型 MyClass。除了用户定义的命名型类型,Swift 标准库也定义了很多常用的命名型类型,包括那些表示数组、字典和可选值的类型。

那些通常被其它语言认为是基本或原始的数据型类型,比如表示数字、字符和字符串的类型,实际上就是命名型类型,这些类型在 Swift 标准库中是使用结构体来定义和实现的。因为它们是命名型类型,因此你可以按照 扩展 和 扩展声明 中讨论的那样,声明一个扩展来增加它们的行为以满足你程序的需求。

复合型类型是没有名字的类型,它由 Swift 本身定义。Swift 存在两种复合型类型:函数类型和元组类型。一个复合型类型可以包含命名型类型和其它复合型类型。例如,元组类型 (Int, (Int, Int)) 包含两个元素:第一个是命名型类型 Int,第二个是另一个复合型类型 (Int, Int)

本节讨论 Swift 语言本身定义的类型,并描述 Swift 中的类型推断行为。

类型语法
数组类型 | 字典类型 | 函数类型 | 类型标识 | 元组类型 | 可选类型 | 隐式解析可选类型 | 协议合成类型 | 元型类型 | 任意类型 | 自身类型

类型

类型标识符
元组类型元素列表 可选)
元组类型元素 | 元组类型元素 , 元组类型元素列表
元素名 类型注解 | 类型 函数类型子句 throws可选-> 类型 函数类型特性列表可选函数类型子句 rethrows­ -> 类型 函数类型参数列表...­可选函数类型参数列表 函数类型参数特性列表可选输入输出参数可选类型 | 参数标签 类型注解 参数标签标识符

数组类型

Swift 语言为标准库中定义的 Array<Element> 类型提供了如下语法糖:

[类型]

换句话说,下面两个声明是等价的:

let someArray: Array<String> = ["Alex", "Brian", "Dave"]
let someArray: [String] = ["Alex", "Brian", "Dave"] 

上面两种情况下,常量 someArray 都被声明为字符串数组。数组的元素也可以通过下标访问:someArray[0] 是指第 0 个元素 "Alex"

你也可以嵌套多对方括号来创建多维数组,最里面的方括号中指明数组元素的基本类型。比如,下面例子中使用三对方括号创建三维整数数组:

var array3D: [[[Int]]] = [[[1, 2], [3, 4]], [[5, 6], [7, 8]]] 

访问一个多维数组的元素时,最左边的下标指向最外层数组的相应位置元素。接下来往右的下标指向第一层嵌入的相应位置元素,依次类推。这就意味着,在上面的例子中,array3D[0][[1, 2], [3, 4]]array3D[0][1][3, 4]array3D[0][1][1] 则是 4

关于 Swift 标准库中 Array 类型的详细讨论,请参阅 数组。

数组类型语法
数组类型[ 类型 ]

字典类型

Swift 语言为标准库中定义的 Dictionary<Key, Value> 类型提供了如下语法糖:

[键类型 : 值类型]

换句话说,下面两个声明是等价的:

let someDictionary: [String: Int] = ["Alex": 31, "Paul": 39]
let someDictionary: Dictionary<String, Int> = ["Alex": 31, "Paul": 39] 

上面两种情况,常量 someDictionary 被声明为一个字典,其中键为 String 类型,值为 Int 类型。

字典中的值可以通过下标来访问,这个下标在方括号中指明了具体的键:someDictionary["Alex"] 返回键 Alex 对应的值。如果键在字典中不存在的话,则这个下标返回 nil

字典中键的类型必须符合 Swift 标准库中的 Hashable 协议。

关于 Swift 标准库中 Dictionary 类型的详细讨论,请参阅 字典。

字典类型语法
字典类型[ 类型 : 类型 ]

可选类型

Swift 定义后缀 ? 来作为标准库中的定义的命名型类型 Optional<Wrapped> 的语法糖。换句话说,下面两个声明是等价的:

var optionalInteger: Int?
var optionalInteger: Optional<Int> 

在上述两种情况下,变量 optionalInteger 都被声明为可选整型类型。注意在类型和 ? 之间没有空格。

类型 Optional<Wrapped> 是一个枚举,有两个成员,nonesome(Wrapped),用来表示可能有也可能没有的值。任意类型都可以被显式地声明(或隐式地转换)为可选类型。如果你在声明或定义可选变量或属性的时候没有提供初始值,它的值则会自动赋为默认值 nil

如果一个可选类型的实例包含一个值,那么你就可以使用后缀运算符 ! 来获取该值,正如下面描述的:

optionalInteger = 42
optionalInteger! // 42 

使用 ! 运算符解包值为 nil 的可选值会导致运行错误。

你也可以使用可选链式调用和可选绑定来选择性地在可选表达式上执行操作。如果值为 nil,不会执行任何操作,因此也就没有运行错误产生。

更多细节以及更多如何使用可选类型的例子,请参阅 可选类型。

可选类型语法
可选类型类型 ?

隐式解析可选类型

当可以被访问时,Swift 语言定义后缀 ! 作为标准库中命名类型 Optional<Wrapped> 的语法糖,来实现自动解包的功能。换句话说,下面两个声明等价:

var implicitlyUnwrappedString: String!
var explicitlyUnwrappedString: Optional<String> 

注意类型与 ! 之间没有空格。

由于隐式解包修改了包涵其类型的声明语义,嵌套在元组类型或泛型的可选类型(比如字典元素类型或数组元素类型),不能被标记为隐式解包。例如:

let tupleOfImplicitlyUnwrappedElements: (Int!, Int!)  // 错误
let implicitlyUnwrappedTuple: (Int, Int)!             // 正确

let arrayOfImplicitlyUnwrappedElements: [Int!]        // 错误
let implicitlyUnwrappedArray: [Int]!                  // 正确 

由于隐式解析可选类型和可选类型有同样的表达式Optional<Wrapped>,你可以在使用可选类型的地方使用隐式解析可选类型。比如,你可以将隐式解析可选类型的值赋给变量、常量和可选属性,反之亦然。

正如可选类型一样,你在声明隐式解析可选类型的变量或属性的时候也不用指定初始值,因为它有默认值 nil

可以使用可选链式调用来在隐式解析可选表达式上选择性地执行操作。如果值为 nil,就不会执行任何操作,因此也不会产生运行错误。

关于隐式解析可选类型的更多细节,请参阅 隐式解析可选类型。

隐式解析可选类型语法
隐式解析可选类型类型 !

协议标识符 & 协议合成延续 协议标识符 | 协议合成类型 类型标识符

元类型

元类型是指类型的类型,包括类类型、结构体类型、枚举类型和协议类型。

类、结构体或枚举类型的元类型是相应的类型名紧跟 .Type。协议类型的元类型——并不是运行时符合该协议的具体类型——而是该协议名字紧跟 .Protocol。比如,类 SomeClass 的元类型就是 SomeClass.Type,协议 SomeProtocol 的元类型就是 SomeProtocal.Protocol

你可以使用后缀 self 表达式来获取类型。比如,SomeClass.self 返回 SomeClass 本身,而不是 SomeClass 的一个实例。同样,SomeProtocol.self 返回 SomeProtocol 本身,而不是运行时符合 SomeProtocol 的某个类型的实例。还可以对类型的实例使用 type(of:) 表达式来获取该实例在运行阶段的类型,如下所示:

class SomeBaseClass {
    class func printClassName() {
        println("SomeBaseClass")
    }
}
class SomeSubClass: SomeBaseClass {
    override class func printClassName() {
        println("SomeSubClass")
    }
}
let someInstance: SomeBaseClass = SomeSubClass()
// someInstance 在编译期是 SomeBaseClass 类型,
// 但是在运行期则是 SomeSubClass 类型
type(of: someInstance).printClassName()
// 打印 “SomeSubClass” 

可以使用恒等运算符(===!==)来测试一个实例的运行时类型和它的编译时类型是否一致。

if type(of: someInstance) === someInstance.self {
    print("The dynamic and static type of someInstance are the same")
} else {
    print("The dynamic and static type of someInstance are different")
}
// 打印 "The dynamic and static type of someInstance are different" 

可以使用初始化表达式从某个类型的元类型构造出一个该类型的实例。对于类实例,被调用的构造器必须使用 required 关键字标记,或者整个类使用 final 关键字标记。

class AnotherSubClass: SomeBaseClass {
    let string: String
    required init(string: String) {
        self.string = string
    }
    override class func printClassName() {
        print("AnotherSubClass")
    }
}
let metatype: AnotherSubClass.Type = AnotherSubClass.self
let anotherInstance = metatype.init(string: "some string") 

元类型语法
元类型类型 . Type | 类型 . Protocol

类要求 , 类型继承列表
类型继承子句: 类要求
类型继承子句: 类型继承列表
类型标识符 | 类型标识符 , 类型继承列表
类要求class

类型推断

Swift 广泛使用类型推断,从而允许你省略代码中很多变量和表达式的类型或部分类型。比如,对于 var x: Int = 0,你可以完全省略类型而简写成 var x = 0,编译器会正确推断出 x 的类型 Int。类似的,当完整的类型可以从上下文推断出来时,你也可以省略类型的一部分。比如,如果你写了 let dict: Dictionary = ["A" : 1],编译器能推断出 dict 的类型是 Dictionary<String, Int>

在上面的两个例子中,类型信息从表达式树的叶子节点传向根节点。也就是说,var x: Int = 0x 的类型首先根据 0 的类型进行推断,然后将该类型信息传递到根节点(变量 x)。

在 Swift 中,类型信息也可以反方向流动——从根节点传向叶子节点。在下面的例子中,常量 eFloat 上的显式类型注解(: Float)将导致数字字面量 2.71828 的类型是 Float 而非 Double

let e = 2.71828 // e 的类型会被推断为 Double
let eFloat: Float = 2.71828 // eFloat 的类型为 Float 

Swift 中的类型推断在单独的表达式或语句上进行。这意味着所有用于类型推断的信息必须可以从表达式或其某个子表达式的类型检查中获取到。