朝汐

如星空般深蓝

Swift & SwiftUI 学习笔记

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本文字数： 6.5k 阅读时长 ≈ 12 分钟

参考：

The Swift Programming Language (6 beta)

SwiftUI Documentation

SwiftUI Tutorials

App Dev Tutorials

Swift 语法

变量与常量

  • 常量： let a: Double = 0 ；变量使用 var ；默认类型推断为 Int 和 Double；
  • Swift 不会做任何隐式类型转换；可以用 "\(name)\" 表示转化成字符串；
  • 类型别名： typealias newname = type ；
  • 内置基本数据类型：Int（64位），UInt（一般不用），Float，Double（64位），Bool，String，Character（同样用双引号）；
  • 集合数据类型：Array，Dictionary，Set；
  • 引用类型：Class（Struct 是值类型），Closure，Function；
  • 数组声明：var someInts = [Int](repeating: 0, count: 3) ；可以 append() ，可以用 + 合并；
  • 字典：var someDict:[Int:String] = [1:"One", 2:"Two", 3:"Three"] ；
  • 枚举：
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enum Student{
    case Name(String)
    case Mark(Int,Int,Int)
}

var studMarks = Student.Mark(98,97,95)

switch studMarks {
case .Name(let studName):
	  print("\(studName)。")
case .Mark(let Mark1, let Mark2, let Mark3):
	  print("\(Mark1),\(Mark2),\(Mark3)")
}
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enum Month: Int { // 若不写明为 Int，则不会默认为每个成员分配一个整型数值
    case January = 1, February, March, April, May, June, July, August, September, October, November, December
}

Optional 类型

  • 在声明的类型后添加 ? 表示一个 Optional 类型值，当未赋值时，此值将为 nil ；
  • 在声明的类型后添加 ! 表示一个 Implicity Unwrapped Optional （隐式解包可选类型）值，此后取值不再需要加 ! ，如果取值时值为 nil 会直接运行错误，适合确定值永远不为 nil 时使用；
  • 在确定不为空时使用 ! 强制解包；显式类型转换会返回一个 Optional 已处理转换失败的情况；
  • 可选绑定（Optional Binding）：if let name=optionalName {} else {} ； guard let name=optionalName else {} ；
  • 合并空值运算符： a ?? b 在 a 有值时展开，a 为 nil 时返回 b；b 表达式返回值必须与 a 中存储值同类型；
  • 可选链： if let a = A.B?.C ；

语句

  • 行末无需分号，但一行多个表达式间需要分号；判断子句无需小括号；
  • where 子句与 let 配合，多个子句之间用逗号分分隔， if 语句中必须所有子句均满足， switch 子句中只需满足一个子句；
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if let hello = optionalHello where hello.hasPrefix('H'), let name = optionalName {}
  • 范围（Range）： 0..<10 左闭右开， 0...10 全闭；
  • 学习将不需要的循环变量设为 _ ；

函数与闭包

  • 函数声明：func doSomething() -> returnType {} ；
  • 调用函数时，第一个参数无需写明形参名，其余参数均需写明，除非函数定义中使用 _ 作为 argumentLabel（不指定的话默认使用 parameterName 作为 argumentLabel）；
  • 函数签名可以作为类型： var addition: (Int, Int) -> Int = sum ；
  • 闭包本质是代码块（A chunk of code），函数属于闭包：
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{(Int, Int) -> Bool in ... }
// 闭包可以使用参数名称缩写并省略定义：
var reversed = names.sorted( by: { $0 > $1 } )
// Swift 定义了对 > 的“接受两个字符串并返回 bool” 的实现：
var reversed = names.sorted(by: >)
// 尾随闭包作参数，支持将其作为最后一个参数调用：
func aFunc(closure: () -> Void) { ... }
  • 形参 inout：相当于变参，调用时传递 &a；
  • 泛型： func swap<T> (_ a: inout T, _ b: inout T) ，可以在尖括号中添加 T 需要继承的父类或遵循的协议；
  • 关联类型：在协议中使用 associatedtype Item 定义一个 Item 类型，在实现时使用 typealias Item = Int 指定关联类型；
  • 可变参数（Variadic Parameters）： Double... ，使用 for-in 遍历；
  • Trailing Closures：若函数最后一个参数是闭包，则可以写到 () 之后： aFunc(){ ... } ；
  • Completion Handler：函数末尾回调，通常使用 Trailing Closures 写；
  • 逃逸闭包（Escaping Closures）：闭包可能在函数返回后被调用，如异步操作或被存储在外部变量中，需要标注 @escaping ；此时闭包会被储存在堆中，所捕获的变量生命周期延长；
  • Modifier：一类函数，调用时返回另一个实例，从而允许链式调用：a.f1().f2().f3()；

类

  • 只能单继承；同名函数必须使用 override 关键字，不使用将编译错误；不允许 overwrite；
  • lazy 成员属性在第一次使用时才计算器初始值；
  • 构造器（Initializer）： init(name:String) { self.name = name } ；调用构造器时所有参数均需写明形参名；可失败构造器： init? ；析构器： deinit {...} ，没有小括号；
  • 自定义构造器后便不再提供默认构造器，且要求所有属性均被初始化；
  • 使用 super.init(name: name) 调用父类构造函数； final 可防止 override；便利（ conveience）构造器指定部分初始值后调用其它构造函数；
  • if let square = shape as? Square 使用 as? 实现向下转换可选解包，使用 as! 实现强制解包；使用 is 判断是否为某个子类；
  • 使用 [Any] 定义可以存储任意不同引用类型的数组，使用 [AnyObject] 定义可以存储不同类类型的数组；
  • 类比结构体增加了：继承，运行时类型判断，释放被分配的资源，多次引用；
  • struct 内的方法不能改变其属性，必须声明为 mutating ；而 class 内的方法可以改变其内部属性而无需 mutating ；
  • 协议：类似虚函数 / 接口，定义一系列必须被遵循者实现的方法；使用 get set 定义可读写性；同时拥有父类和遵循协议的类，冒号后先写父类再写协议；函数名前 required 关键字要求遵循者必须 override 它（遵循者也应标明 required ，类似纯虚函数）；
  • 计算属性（Calculated Properties）：不直接存储值，每次通过计算得到；
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class sample {
    var no1 = 0.0, no2 = 0.0
    var length = 300.0, breadth = 150.0
    
    var middle: (Double, Double) {
        get{ return (length / 2, breadth / 2); }
        set(axis){
            no1 = axis.0 - (length / 2)
            no2 = axis.1 - (breadth / 2)
        }
    }
    
    var counter: Int = 0{ // 属性观察器
        willSet(newTotal){ print("\(newTotal)"); }
        didSet{ print(\(counter - oldValue)"); }
    }
}
  • 类型属性（Type Properties）： static 属性（Singleton 单例）；类型方法（Type Methods）： static 方法；
  • 下标脚本（Subscripts）：类似 C++ 中重载 [] ；可以重载多个，会自动匹配；
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struct subexample {
    let decrementer: Int
    subscript(index: Int) -> Int {
        return decrementer / index
        get {
		        // 用于下标脚本值的声明
		    }
		    set(newValue) {
		        // 执行赋值操作
		    }
    }
}

let division = subexample(decrementer: 100)
print("100 除以 9 等于 \(division[9])")
  • 避免循环引用导致引用计数无法归零：可能为 nil 时使用弱引用（ weak），反之使用无主引用（ unowned ）；
  • 通过扩展 extension 给类或协议增加新的属性、方法、构造器等；
  • Swift 的四种访问控制：public，internal（默认，同模块内可使用），fileprivate（仅当前源文件可使用），private；
  • 属性包装器（Property Wrapper）：分离变量定义与存储，通过 propertyWrapper 注解定义变量行为和合法性判断（类似计算属性）；
  • ClassName.self() 代表类类型本身（元类型）；

其它

  • Swift 采用 Unicode 编码，变量名可以为中文或 emoji 等；
  • Swift 对空格有要求；
  • Swift 3 后取消了 ++ 、 -- 操作以及 switch-for（类似 C 中的 for） 循环；
  • Swift 检查变量使用前初始化、索引检查、整数溢出、Optional 处理 nil 值、内存管理；
  • Swift 的 /*...*/ 注释可以嵌套；
  • 使用 do-throw-catch 异常处理； try? 若抛出错误则返回 nil ， try! 若错误直接崩溃；
  • some 用于声明隐式返回类型（Opaque Return Types）， some Shape 表示返回一个遵循 Shape 协议的对象，但不暴露具体对象；
  • Swift 提供指针类型，但不常用；
  • 一些协议：
    • Encodable 协议确保能转成 JSON 等格式，Decodable 反之，Codable 是二者结合；
    • Hashable 协议使其能执行相等运算；
    • Identifiable 使其能被用于创建 Lists 和 ForEach（传入一个 List 和一个 trailing closure，对每个 List 元素执行闭包）；
  • 泛型（Generic Types）：类似 C++ 的泛型；可以规定泛型服从的协议，有点类似 C++20 的 Concept；

SwiftUI

框架

  • SwiftUI 遵从 MVVM（Model-View-ViewModel）软件架构模式；声明式语言，用户不指定代码的具体实现；响应式更新，在被观察变量被改变后自动更新组件等状态；
  • 原先的 MVC 架构：ViewController 创建 View 并将其显示，或使用 Outlet（ @IBOutlet weak var myLabel: UILabel! ）引用 storyboard 或 xib 界面组件，使用 Action（ @IBAction func buttonClicked(_ sender: UIButton) { myLabel.text = "1"; } ) 接收组件消息并控制组件行为；
  • MVC 架构初始默认文件：
    • AppDelegate.swift ：应用代理类，用于处理应用的生命周期时间；方法有：启动前调用，进入后台后调用，进入前台前调用；
    • SceneDelegate.swift ：用于显示和管理用户界面窗口，每个窗口对应一个 UIWindows ；方法有：设置初始 ViewController，场景进入后台后调用；
    • ViewController.swift ：用于管理用户界面交互；方法有：视图初始化配置，处理用户输入与交互，管理视图生命周期（视图出现前调用，视图消失后调用）；
  • MVVC：
    • View 负责显示组件并接收用户的交互（使用 Combine Framework）；
      • 通过@State 声明视图内部（包括子视图）私有状态（不能是计算属性），一般为基本类型和结构体；
      • 通过 @StateObject 自己创建和管理一个可观测对象（ObservableObject，往往是ViewModel）；
      • 通过 @ObservedObject观察一个外部的遵循 ObservableObject 协议的实例；
      • 通过 @Published 在 ObservableObject 实例中声明需要其它视图响应的变量；
      • SwiftUI 使用 @State 类型包装器来允许在 Struct 中修改值；使用此注解时，值被移出 struct，移入 SwiftUI 管理的共享存储中；
      • 子视图 View 若想共享 @State 值，可以使用 @Binding （二者类似 @StateObject 与 @ObservedObject 的关系，一个声明一个使用）实现双向绑定，且声明子视图时在传递此值时前面加 $ 符号；
    • ViewModel 充当连接 View 与 Model 的 Binder 角色；
      • ViewModel 的属性使用 @Published 标记以使 View 在这些属性改变时自动刷新；
      • ViewModel 引用 Model 并处理数据；

特性

  • @Environment 用于访问 SwiftUI 中由系统或其他视图提供的环境，通常为全局配置或状态，如颜色方案（亮暗模式）、字体、布局方向等。
  • @EnvironmentObject 用于实现依赖注入，父类可以通过 .environment() modifier 指定子类使用 @EnvironmentObject 定义的可观测对象；类似传参，但会实时更新和共享（类似传指针）；
  • 通过 modifier 增加定义的组件的属性和内容；自定义 View 时需要声明一个继承 View 的 struct，然后声明计算属性 body；
  • SwiftUI 使用 ViewBuilder 语法糖，通过重载静态方法等技术允许并列声明组件，更接近自然语言的效果：
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struct MyView: View {
    var body: some View {
        VStack {
            Text("Hello, World!")
            if Bool.random() {
                Text("This is a random text!") // 并列声明两个 Text View，支持 if
            }
        }
    }
}

// Desugar 后：
struct MyView: View {
    var body: some View {
        VStack {
            let content = ViewBuilder.buildBlock(
                Text("Hello, World!"),
                Bool.random() ? ViewBuilder.buildBlock(Text("This is a random text!")) : ViewBuilder.buildBlock(EmptyView())
            )
            content
        }
    }
}