Swift简介

在学习Swift之前，我们先来了解下什么是Swift

Swift是Apple在2014年6月WWDC发布的全新编程语言，中文名和LOGO是”雨燕“

Swift之父是Chris Lattner，也是Clang编译器的作者，LLVM项目的主要发起人

Swift版本

Swift历时七年，从Swift 1.*更新到Swift 5.*，经历了多次重大改变，ABI终于稳定

API（Application Programming Interface）：应用程序编程接口

• 源代码和库之间的接口

ABI（Application Binary Interface）：应用程序二进制接口

• 应用程序和操作系统之间的底层接口
• 涉及的内容有：目标文件格式、数据类型的大小/布局/对齐，函数调用约定等

Swift是完全开源的，下载地址：https://github.com/apple/swift

Swift编译原理

LLVM编译器

LLVM编译器一般分为前端和后端

• 前端：主要进行词法分析，生成语法树
• 后端：生成对应平台的二进制代码

编译流程

我们知道OC的前端是通过Clang进行编译的，Swift的前端是通过swiftc来编译的

不同语言的前端可能不同，但最终都会通过编译器的后端生成对应平台的二进制代码

整个编译流程如下图所示

• Swift Code：我们编写的Swift代码
• Swift AST：Swift语法树
• Raw Swift IL：Swift特有的中间代码
• Canonical Swift IL：更简洁的Swift特有的中间代码
• LLVM IR：LLVM的中间代码
• Assembly：汇编代码
• Executable：二进制代码

关于Swift编译流程的详细讲解可以参考以下网址：https://swift.org/swift-compiler/#compiler-architecture

swiftc

我们打开终端，输入swiftc -help，会打印出相关指令，这也说明了swiftc已经存在于Xcode中

我们可以在应用程序中找到Xcode，然后右键显示包内容，通过该路径找到swiftc

路径：/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Toolchains/XcodeDefault.xctoolchain/usr/bin

swiftc的基本操作演练

下面我们可以通过一些swiftc的一些基本操作来了解

1.我们先新建一个Swift的命令行项目

2.然后打开终端，cd到main.swift路径

3.然后我们输入swiftc -dump-ast main.swift，来查看下生成的语法树

4.我们还可以输入swiftc -emit-sil main.swift生成最简洁的SIL代码

5.我们还可以输入swiftc -emit-ir main.swift生成LLVM IR中间代码

6.我们还可以输入swiftc -emit-assembly main.swift生成汇编代码

Swift基础语法

Swift中打印输入：print("Hello World")

Swift中一句代码是可以省略分号的，但是如果多句代码写在一行，需要用分号隔开

常量和变量

常量：

1.用let定义常量，常量只能赋值一次

不用特意指明类型，编译器会自动进行推断

let a: Int = 10
let b = 20

2.它的值不要求在编译过程中确定，但使用之前必须赋值一次

这样写确定了a的类型，之后再去赋值，也不会报错

let a: Int
a = 10

用函数给常量赋值也可以，函数是在运行时才会确定值的，所以只要保证使用之前赋值了就行

func getNumber() -> Int {
    return 10
}
let a: Int
a = getNumber()

如果没有给a确定类型，也没有一开始定义的时候赋值，就会像下面这样报错

变量：

1.用var定义变量

var b = 20
b = 30

2.常量、变量在初始化之前，都不能使用

注释

1.Swift中有单行注释和多行注释

注释之间嵌套也没有问题

// 单行注释
/*
 多行注释
 /*
 多行注释
 */
 
 /*
 // 注释嵌套
 */

2.Playground里的注释支持Markup语法（同Markdown）

Markup语法只在Playground里有效，在项目中无效

//: # 一级标题
/*:
 ## 基础语法
 */

可以通过Editor -> Show Raw Markup来预览

预览的效果如下

标识符

1.标识符（比如常量名、变量名、函数名）几乎可以使用任何字符

let ?? = 5
var ?? = 10
func ??() {
    
}

标识符不能以数字开头，不能包含空白字符、制表符、箭头等特殊字符

常见数据类型

常见类型

• 值类型
  • 枚举（enum）: Optional
  • 结构体（struct）: Bool、Double、Float、Int、Character、String、Array、Dictionary、Set
• 引用类型
  • 类（class）

可以通过command+control进入到该类型的API中查看

例如Int类型

整数类型

整数类型：Int8、Int16、Int32、Int64、UInt8、UInt16、UInt32、UInt64

在32bit平台，Int等于Int32；在64bit平台，Int等于Int64

整数的最值：UInt8.max，Int16.min

一般情况下，都是直接使用Int即可

let a: Int8 = 5

浮点类型

Float：32位，精度只有6位

Double：64位，精度至少15位

浮点型不指明类型默认就是Double

let a: Float = 2.0
let b = 3.0

字面量

字面量就是指这个量本身，就是一个固定值的表示法

下面这些都是字面量

Bool布尔

一般用Bool类型来表示是否的判断，是为true，否为false

let bool = true 

字符串、字符

字符串的写法

let string = "hello"

字符类型要写上Character，否则会被认为是字符串

字符可存储ASCII字符、Unicode字符

let character: Character = "a"

整数

不同进制的表示法

• 二进制以0b开头
• 八进制以0o开头
• 十六进制以0x开头

let intDecimal = 17 // 十进制
let intBinary = 0b10001 // 二进制
let intOctal = 0o21 // 八进制
let intHexadecimal = 0x11 // 十六进制

浮点数

let doubleDecimal = 125.0 // 十进制
let doubleDecimal2 = 1.25e2 // 也是125.0的另一种写法，表示1.25乘以10的二次方
let doubleDecimal3 = 0.0125
let doubleDecimal4 = 1.25e-2 // 也是0.0125的另一种写法，表示1.25乘以10的负二次方
let doubleHexadecimal1 = 0xFp2 // 十六进制，意味着15*2^2（15乘以2的二次方），相当于十进制的60
let doubleHexadecimal2 = 0xFp-2 //十六进制，意味着15*2^-2（15乘以2的负二次方），相当于十进制的3.75

整数和浮点数可以添加额外的零或者下划线来增强可读性

let num = 10_0000
let price = 1_000.000_000_1
let decimal = 000123.456

数组

let array = [1, 2, 3, 4]

字典

let dictionary = ["age" : 18,
                  "height" : 1.75]

类型转换

整数转换

let int1: UInt16 = 2_000
let int2: UInt8 = 1
let int3 = int1 + UInt16(int2)

整数、浮点数转换

let int = 3
let double = 0.1415926
let pi = Double(int) + double
let intPi = Int(pi)

字面量可以直接相加，因为数字字面量本身没有明确的类型

let result = 3 + 0.14159

元组（tuple）

元组是可以多种数据类型组合在一起

let http404Error = (404, "Not Found")
print("The status code is \(http404Error.0)")
// 可以分别把元组里的两个值分别进行赋值
let (statusCode, statusMsg) = http404Error
print("The status code is \(statusCode)")
// 可以只给元组里的某一个值进行赋值
let (justTheStatusCode, _) = http404Error
// 可以在定义的时候给元组里面的值起名
let http200Status = (statusCode: 200, description: "ok")
print("The status code is \(http200Status.statusCode)")

流程控制

if-else

Swift里的if else后面的条件是可以省略小括号的，但大括号不可以省略

let age = 10
if age >= 22 {
    print("Get married")
} else if age >= 18 {
    print("Being a adult")
} else if age >= 7 {
    print("Go to school")
} else {
    print("Just a child")
}

if else后面的条件只能是Bool类型

while

var num = 5
while num > 0 {
	print("num is \(num)")
	// 打印了五次
}

repeat-while相当于C语言中的do-while

先执行一次，再判断条件循环

var num = -1
repeat {
	print("num is \(num)")
	// 打印了一次
} while num > 0

这里不用num--是因为Swift3开始，已经去掉了自增(++)、自减(--)运算符

for

1.闭区间运算符：a...b，相当于a <= 取值 <= b

// 第一种写法
let names = ["Anna", "Alex", "Brian", "Jack"]
for i in 0...3 {
    print(names[i])
}
// 第二种写法
let range = 0...3
for i in range {
}
// 第三种写法
let a = 1
let b = 3
for i in a...b {
}

循环里的i默认是let，如需要更改加上var

for var i in 0...3 {
}

不需要值的时候用_来表示

for _ in 0...3 {
}

2.半开区间运算符：a..<b，相当于a <= 取值 < b

for i in 0..<3 {
}

3.单侧区间：让一个区间朝一个方向尽可能的远

for i in ...3 {
}
for _ in 3... {
}

4.区间运算符还可以用在数组上

let names = ["Anna", "Alex", "Brian", "Jack"]
for name in names[0...3] {
    print(name)
}
for name in names[2...] {
    print(name)
}
for name in names[...2] {
    print(name)
}
for name in names[..<2] {
    print(name)
}
let range = ...5
range.contains(4)

5.区间的几种类型

闭区间 ClosedRange<Int> 
1...3
半开区间 Range<Int>
 1..<3
 
单侧区间 PartialRangeThrough<Int>
...3

6.字符、字符串也能使用区间运算符，但默认不能用在for-in中

let stringRange1 = "cc"..."ff"
stringRange1.contains("cd")
let stringRange2 = "a"..."f"
stringRange2.contains("c")
let characterRange:ClosedRange<Character> = "\0"..."~"
characterRange.contains("G")

7.带间隔的区间值

let hours = 10
let hourInterval = 2
// tickmark的取值，从4开始，累加2，不超过10
for tickmark in stride(from: 4, through: hours, by: hourInterval) {
	print(tickmark)
	// 4,6,8,10
}

switch

使用同C语言的switch，不同的是case、default后面不写大括号{}

var number = 1
switch number {
case 1:
    print("number is 1")
    break
case 2:
    print("number is 2")
    break
default:
    print("number is other")
    break
}

默认不写case，并不会贯穿到后面的条件

var number = 1
switch number {
case 1:
    print("number is 1")
case 2:
    print("number is 2")
default:
    print("number is other")
}

使用fallthrough可以实现贯穿效果

var number = 1
switch number {
case 1:
    print("number is 1")
    fallthrough
case 2:
    print("number is 2")
default:
    print("number is other")
}
// 会同时打印number is 1，number is 2

switch必须要保证能处理所有情况

注意：像判断number的值，要考虑到所有整数的条件，如果不要判断全部情况，加上default就可以了

case、default后面至少要有一条语句

如果不想做任何事，加个break即可

var number = 1
switch number {
case 1:
    print("number is 1")
case 2:
    break
default:
    break
}

如果能保证已处理所有情况，也可以不必使用default

enum Answer { case right, wrong }
let answer = Answer.right
switch answer {
case .right:
    print("right")
case .wrong:
    print("wrong")
}

switch也支持Character和String类型

let string = "Jack"
switch string {
case "Jack":
    fallthrough
case "Rose":
    print(string)
default:
    break
}

switch可以同时判断多个条件

let string = "Jack"
switch string {
case "Jack", "Rose":
    print(string)
default:
    break
}
let character: Character = "a"
switch character {
case "a", "A":
    print(character)
default:
    break
}

switch也支持区间匹配和元组匹配

let count = 62
switch count {
case 0:
    print("none")
case 1..<5:
    print("a few")
case 5..<12:
    print("several")
case 12..<100:
    print("dozens of")
default:
    print("many")
}

可以使用下划线忽略某个值

let point = (1, 1)
switch point: {
case (2, 2):
	print("1")
case (_, 0):
	print("2")
case (-2...2, 0...):
	print("3")
} 

值绑定，必要时let也可以改成var

let point = (2, 0)
switch point: {
case (let x, 0):
	print(x)
case (0, let y):
	print("2")
case let (x, y):
	print("3")
} 

where

一般where用来结合条件语句进行过滤

let point = (1, -1)
switch point {
case let (x, y) where x == y:
    print("on the line x == y")
case let (x, y) where x == -y:
    print("on the line x == -y")
case let (x, y):
    print("\(x), \(y) is just some arbitrary point")
}
for i in 0...5 where i == 3 {
    print(i)
}

标签语句

用outer来标识循环跳出的条件

outer: for i in 1...4 {
	for k in 1...4 {
		if k == 3 {
			continue outer
		}
		
		if i == 3 {
			break outer
		}
	}
}