Swift 基础

是什么，为什么存在

Swift 的基础规则把名称、值、类型和控制流连接起来。 声明使用 let 或 var 绑定名称，绑定的类型决定允许哪些操作。 函数封装这些操作，数组、集合与字典则组织一组带类型的值。

Swift 是静态强类型语言。 程序运行前，编译器就知道每个表达式的类型，并拒绝不匹配的操作，例如直接把 Int 与 Double 相加。 这能在接近错误源头的位置发现大量问题，但无法证明集合索引一定有效，也无法证明可选值一定包含内容。

大多数声明使用 类型推断（type inference） 。 在 let retryLimit = 3 中，整数字面量及其上下文让编译器推断出 Int，但该声明仍然只有一种固定类型。 如果初始化值不能清楚表达预期类型，或 API 契约应直接可见，可以写出 let timeout: Double = 3 这样的类型标注。

不会再次赋值的绑定使用 let，算法确实需要重新赋值时才使用 var。 这一区分能让代码审查者直接看到可变位置。 不过，它描述的是绑定本身，并不表示通过类引用可达的每个对象都具有深层不可变性。

从命令行脚本到应用程序，每段 Swift 代码都会用到这些规则。 输入以文本或可选数据的形式进入，代码对其转换和验证，控制流选择执行路径，带类型的集合再把结果交给下一层。

工作原理

Swift 声明在被读取前必须具有名称、类型和值。 初始化器既可以提供值，也可以提供足够的类型推断上下文。 没有初始化器的声明需要显式类型，而且所有使用路径都必须先完成初始化；只要编译器能证明之后恰好赋值一次，延后给 let 赋值也是合法的。

常见标量类型包括 Int、Double、Bool、String 与 Character。 整数类型在固定边界内表示整数，浮点类型近似表示实数，条件则直接接受 Bool。 Swift 不会把 0、空字符串或 nil 当作 false。

数值类型不会隐式混合。 应在已经考虑单位和精度的位置构造目标类型，例如 Double(itemCount) * unitPrice。 解析的失败方式不同：任意文本不一定包含有效整数，所以 Int("12") 返回 Int?。

可选值（optional value） 写作 Wrapped?，其中要么有一个包装值，要么是 nil。 使用 if let 进行可选绑定（optional binding）时，只有值存在才会进入对应分支。 如果函数剩余部分都依赖该值，可以使用 guard let，其 else 分支必须离开当前作用域。

Swift 的主要集合类型表达了不同契约：

• Array<Element> 保存有序序列，允许重复元素。
• Set<Element> 保存唯一且可哈希的元素，不提供应用层面的顺序契约。
• Dictionary<Key, Value> 把唯一且可哈希的键关联到值；键可能不存在，因此查找结果是可选值。

同一集合中的所有元素都具有声明的元素类型。 字面量的上下文通常可以提供该类型，例如 let ports: [Int] = [80, 443]。 空字面量需要上下文：空数组写作 [String]()，空集合写作 Set<String>()，空字典则写作 [String: Int]()，或在有类型标注时写作 [:]。

条件和循环把各项操作组合起来。 if 与 switch 选择路径，for-in 遍历序列，while 则在布尔条件为 true 时重复执行。 switch 必须穷尽，因此每个可能输入都要进入一个分支或有意设置的 default。

函数为一项计算提供带类型的名称。 参数与返回值都属于函数类型的一部分，除非声明为 inout，否则参数是常量。 Swift 默认使用实参标签；在参数名称前写 _ 可以让调用点省略标签。

编译器会从内向外检查这套模型。 字面量与周围上下文确定类型，运算符约束操作数，函数调用则必须匹配参数和结果类型。 依赖数据的边界仍需运行时检查，例如解析、整数运算、集合索引与可选值解包。

示例

绑定值并作出判断

这个结账程序用整数分表示金额，避免意外混合整数数量与浮点价格。 局部类型都由编译器推断。 只有 subtotal 使用 var，因为折扣分支会重新给它赋值。

三元表达式从两个分支中为 shipping 选择一个值，所以该绑定可以保持为常量。 所有运算都使用 Int，名称也保留了单位决策。 生产环境中的金额应使用整数最小货币单位或领域类型，而不是含义不明的 Double。

解析边界数据而不强制解包

字典查找与整数解析都会返回可选值。 parseSeats(_:) 通过一个 guard 依次要求字段存在、可以解析且位于允许范围内，然后才返回普通 Int。

// # not executed here: Swift toolchain is not installed.
func parseSeats(_ fields: [String: String]) -> Int? {
    guard
        let rawSeats = fields["seats"],
        let seats = Int(rawSeats),
        (1...8).contains(seats)
    else {
        return nil
    }

    return seats
}

let requests = [
    ["name": "Mina", "seats": "4"],
    ["name": "Noah", "seats": "many"],
    ["name": "Iris"],
]

for request in requests {
    let name = request["name", default: "anonymous"]
    if let seats = parseSeats(request) {
        print("\(name): \(seats)")
    } else {
        print("\(name): invalid")
    }
}

Not executed here: Swift toolchain is not installed.

调用方无法区分字段缺失、格式错误与超出范围，因为这个小函数有意把三种情况都映射为 nil。 如果调用方需要不同的恢复或诊断信息，应使用结果类型或可抛出函数。 因此，无效输入不会作为数值人数进入预订计算。

按契约选择集合

数组保留标签的输入顺序和重复项。 集合去除重复项，随后 sorted() 为显示创建顺序可预测的数组。 字典为每个唯一标签保存一个派生值。

// # not executed here: Swift toolchain is not installed.
let rawTags = ["swift", "ios", "swift", "testing", "ios"]
let uniqueTags = Set(rawTags)
let displayTags = uniqueTags.sorted()

let lengths = Dictionary(
    uniqueKeysWithValues: displayTags.map { tag in
        (tag, tag.count)
    }
)

for tag in displayTags {
    print("\(tag): \(lengths[tag, default: 0])")
}

let longTags = displayTags.filter { $0.count >= 5 }
print("long: \(longTags.joined(separator: ", "))")

Not executed here: Swift toolchain is not installed.

显式排序属于输出契约；直接遍历 uniqueTags 无法为调用方提供有意义的顺序。 Dictionary(uniqueKeysWithValues:) 要求每个键都唯一。 这里的键值对来自集合，因此满足该前置条件；生成代码却经常把这个初始化器直接用于未经检查的输入，并在遇到重复键时触发错误。

观察值语义

Swift 数组和字典具有 值语义（value semantics） 。 函数可以把输入集合复制到局部变量，只修改这个局部值，然后将其返回，而不改变调用方的原始值。

// # not executed here: Swift toolchain is not installed.
func addingPriority(to jobs: [String]) -> [String] {
    var result = jobs
    result.insert("incident", at: 0)
    return result
}

let queuedJobs = ["backup", "report"]
let priorityJobs = addingPriority(to: queuedJobs)

print("queued:", queuedJobs.joined(separator: ", "))
print("priority:", priorityJobs.joined(separator: ", "))

var profile = ["theme": "light"]
let savedProfile = profile
profile["theme"] = "dark"

print("current:", profile["theme", default: "missing"])
print("saved:", savedProfile["theme", default: "missing"])

Not executed here: Swift toolchain is not installed.

虽然 result 最初包含相同元素，queuedJobs 仍然没有改变。 profile 发生修改后，profile 与 savedProfile 也遵循相同的分离规则。 Swift 标准集合可能在写入前共享内部存储，但这种优化不会改变可以观察到的值行为。

陷阱

修复方法： 为每个声明选择一种稳定类型。 如果字面量推断可能掩盖预期表示，应添加显式标注；传入值则在命名清楚的边界完成转换，不要让强制转换散落在算法中。

修复方法： 先确定哪种类型负责这项计算，验证来源后再集中转换。 转换必须精确保留值时使用 Int(exactly:)，并在标识符中明确保留单位，例如 priceInCents。

修复方法： 任务允许时优先使用遍历、first 或 last。 确实要用外部整数选择元素时，先检查 array.indices.contains(index)；在边界检查之前，还要先解包解析与字典查找结果。

修复方法： 只要顺序可被观察，就要显式排序键或值，包括快照、命令输出、有顺序要求的编码数据和测试。 如果真正需要的是唯一性或查找能力，则仍应保留无序集合。

修复方法： 遍历 Character 值，或使用 String.Index 操作。 只有协议确实要求码元时，才选择 utf8 之类的正确底层视图；不要把字节数当作显示字符数。

延伸阅读

• Swift 编程语言：基础部分
• Swift 编程语言：集合类型
• Swift 编程语言：字符串与字符
• Swift 编程语言：函数