下标

下标可以定义在类、结构体和枚举中，是访问集合、列表或序列中元素的快捷方式。可以使用下标的索引，设置和获取值，而不需要再调用对应的存取方法。举例来说，用下标访问一个 Array 实例中的元素可以写作 someArray[index]，访问 Dictionary 实例中的元素可以写作 someDictionary[key]。

一个类型可以定义多个下标，通过不同索引类型进行重载。下标不限于一维，你可以定义具有多个入参的下标满足自定义类型的需求。

下标语法

下标允许你通过在实例名称后面的方括号中传入一个或者多个索引值来对实例进行存取。语法类似于实例方法语法和计算型属性语法的混合。与定义实例方法类似，定义下标使用 subscript 关键字，指定一个或多个输入参数和返回类型；与实例方法不同的是，下标可以设定为读写或只读。这种行为由 getter 和 setter 实现，有点类似计算型属性：

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subscript(index: Int) -> Int {
    get {
      // 返回一个适当的 Int 类型的值
    }
    set(newValue) {
      // 执行适当的赋值操作
    }
}

newValue 的类型和下标的返回类型相同。如同计算型属性，可以不指定 setter 的参数（newValue）。如果不指定参数，setter 会提供一个名为 newValue 的默认参数。

如同只读计算型属性，可以省略只读下标的 get 关键字：

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subscript(index: Int) -> Int {
    // 返回一个适当的 Int 类型的值
}

下面代码演示了只读下标的实现，这里定义了一个 TimesTable 结构体，用来表示传入整数的乘法表：

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struct TimesTable {
    let multiplier: Int
    subscript(index: Int) -> Int {
        return multiplier * index
    }
}
let threeTimesTable = TimesTable(multiplier: 3)
print("six times three is \(threeTimesTable[6])")
// 打印“six times three is 18”

在上例中，创建了一个 TimesTable 实例，用来表示整数 3 的乘法表。数值 3 被传递给结构体的构造函数，作为实例成员 multiplier 的值。

你可以通过下标访问 threeTimesTable 实例，例如上面演示的 threeTimesTable[6]。这条语句查询了 3 的乘法表中的第六个元素，返回 3 的 6 倍即 18。

注意

TimesTable 例子基于一个固定的数学公式，对 threeTimesTable[someIndex] 进行赋值操作并不合适，因此下标定义为只读的。

下标用法

下标的确切含义取决于使用场景。下标通常作为访问集合，列表或序列中元素的快捷方式。你可以针对自己特定的类或结构体的功能来自由地以最恰当的方式实现下标。

例如，Swift 的 Dictionary 类型实现下标用于对其实例中储存的值进行存取操作。为字典设值时，在下标中使用和字典的键类型相同的键，并把一个和字典的值类型相同的值赋给这个下标：

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var numberOfLegs = ["spider": 8, "ant": 6, "cat": 4]
numberOfLegs["bird"] = 2

上例定义一个名为 numberOfLegs 的变量，并用一个包含三对键值的字典字面量初始化它。numberOfLegs 字典的类型被推断为 [String: Int]。字典创建完成后，该例子通过下标将 String 类型的键 bird 和 Int 类型的值 2 添加到字典中。

更多关于 Dictionary 下标的信息请参考 读取和修改字典。

注意

Swift 的 Dictionary 类型的下标接受并返回可选类型的值。上例中的 numberOfLegs 字典通过下标返回的是一个 Int? 或者说“可选的 int”。Dictionary 类型之所以如此实现下标，是因为不是每个键都有个对应的值，同时这也提供了一种通过键删除对应值的方式，只需将键对应的值赋值为 nil 即可。

下标选项

下标可以接受任意数量的入参，并且这些入参可以是任意类型。下标的返回值也可以是任意类型。下标可以使用可变参数，并且可以提供默认参数数值，但是不能使用输入输出参数。

一个类或结构体可以根据自身需要提供多个下标实现，使用下标时将通过入参的数量和类型进行区分，自动匹配合适的下标，这就是下标的重载。

虽然接受单一入参的下标是最常见的，但也可以根据情况定义接受多个入参的下标。例如下例定义了一个 Matrix 结构体，用于表示一个 Double 类型的二维矩阵。Matrix 结构体的下标接受两个整型参数：

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struct Matrix {
    let rows: Int, columns: Int
    var grid: [Double]
    init(rows: Int, columns: Int) {
        self.rows = rows
        self.columns = columns
        grid = Array(repeating: 0.0, count: rows * columns)
    }
    func indexIsValid(row: Int, column: Int) -> Bool {
        return row >= 0 && row < rows && column >= 0 && column < columns
    }
    subscript(row: Int, column: Int) -> Double {
        get {
            assert(indexIsValid(row: row, column: column), "Index out of range")
            return grid[(row * columns) + column]
        }
        set {
            assert(indexIsValid(row: row, column: column), "Index out of range")
            grid[(row * columns) + column] = newValue
        }
    }
}

Matrix 提供了一个接受两个入参的构造方法，入参分别是 rows 和 columns，创建了一个足够容纳 rows * columns 个 Double 类型的值的数组。通过传入数组长度和初始值 0.0 到数组的构造器，将矩阵中每个位置的值初始化为 0.0。关于数组的这种构造方法请参考 创建一个带有默认值的数组。

你可以通过传入合适的 row 和 column 的数量来构造一个新的 Matrix 实例：

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var matrix = Matrix(rows: 2, columns: 2)

上例中创建了一个 Matrix 实例来表示两行两列的矩阵。该 Matrix 实例的 grid 数组按照从左上到右下的阅读顺序将矩阵扁平化存储：

将 row 和 column 的值传入下标来为矩阵设值，下标的入参使用逗号分隔：

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matrix[0, 1] = 1.5
matrix[1, 0] = 3.2

上面两条语句分别调用下标的 setter 将矩阵右上角位置（即 row 为 0、column 为 1 的位置）的值设置为 1.5，将矩阵左下角位置（即 row 为 1、column 为 0 的位置）的值设置为 3.2：

Matrix 下标的 getter 和 setter 中都含有断言，用来检查下标入参 row 和 column 的值是否有效。为了方便进行断言，Matrix 包含了一个名为 indexIsValid(row:column:) 的便利方法，用来检查入参 row 和 column 的值是否在矩阵范围内：

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func indexIsValid(row: Int, column: Int) -> Bool {
    return row >= 0 && row < rows && column >= 0 && column < columns
}

断言在下标越界时触发：

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let someValue = matrix[2, 2]
// 断言将会触发，因为 [2, 2] 已经超过了 matrix 的范围

类型下标

正如上节所述，实例下标是在特定类型的一个实例上调用的下标。你也可以定义一种在这个类型本身上调用的下标。这种下标的类型被称作类型下标。你可以通过在 subscript 关键字之前写下 static 关键字的方式来表示一个类型下标。类可以使用 class 关键字来允许子类重写父类中对那个下标的实现。下面的例子展示了如何定义和调用一个类型下标：

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enum Planet: Int {
    case mercury = 1, venus, earth, mars, jupiter, saturn, uranus, neptune
    static subscript(n: Int) -> Planet {
        return Planet(rawValue: n)!
    }
}
let mars = Planet[4]
print(mars)

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方法

方法是与某些特定类型相关联的函数。类、结构体、枚举都可以定义实例方法；实例方法为给定类型的实例封装了具体的任务与功能。类、结构体、枚举也可以定义类型方法；类型方法与类型本身相关联。类型方法与 Objective-C 中的类方法（class methods）相似。

结构体和枚举能够定义方法是 Swift 与 C/Objective-C 的主要区别之一。在 Objective-C 中，类是唯一能定义方法的类型。但在 Swift 中，你不仅能选择是否要定义一个类/结构体/枚举，还能灵活地在你创建的类型（类/结构体/枚举）上定义方法。

实例方法（Instance Methods）

实例方法是属于某个特定类、结构体或者枚举类型实例的方法。实例方法提供访问和修改实例属性的方法或提供与实例目的相关的功能，并以此来支撑实例的功能。实例方法的语法与函数完全一致，详情参见 函数。

实例方法要写在它所属的类型的前后大括号之间。实例方法能够隐式访问它所属类型的所有的其他实例方法和属性。实例方法只能被它所属的类的某个特定实例调用。实例方法不能脱离于现存的实例而被调用。

下面的例子，定义一个很简单的 Counter 类，Counter 能被用来对一个动作发生的次数进行计数：

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class Counter {
    var count = 0
    func increment() {
        count += 1
    }
    func increment(by amount: Int) {
        count += amount
    }
    func reset() {
        count = 0
    }
}

Counter 类定义了三个实例方法：

• increment 让计数器按一递增；
• increment(by: Int) 让计数器按一个指定的整数值递增；
• reset 将计数器重置为0。

Counter 这个类还声明了一个可变属性 count，用它来保持对当前计数器值的追踪。

和调用属性一样，用点语法（dot syntax）调用实例方法：

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let counter = Counter()
// 初始计数值是0
counter.increment()
// 计数值现在是1
counter.increment(by: 5)
// 计数值现在是6
counter.reset()
// 计数值现在是0

函数参数可以同时有一个局部名称（在函数体内部使用）和一个外部名称（在调用函数时使用），详情参见 指定外部参数名。方法参数也一样，因为方法就是函数，只是这个函数与某个类型相关联了。

self 属性

类型的每一个实例都有一个隐含属性叫做 self，self 完全等同于该实例本身。你可以在一个实例的实例方法中使用这个隐含的 self 属性来引用当前实例。

上面例子中的 increment 方法还可以这样写：

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func increment() {
    self.count += 1
}

实际上，你不必在你的代码里面经常写 self。不论何时，只要在一个方法中使用一个已知的属性或者方法名称，如果你没有明确地写 self，Swift 假定你是指当前实例的属性或者方法。这种假定在上面的 Counter 中已经示范了：Counter 中的三个实例方法中都使用的是 count（而不是 self.count）。

使用这条规则的主要场景是实例方法的某个参数名称与实例的某个属性名称相同的时候。在这种情况下，参数名称享有优先权，并且在引用属性时必须使用一种更严格的方式。这时你可以使用 self 属性来区分参数名称和属性名称。

下面的例子中，self 消除方法参数 x 和实例属性 x 之间的歧义：

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struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
    func isToTheRightOf(x: Double) -> Bool {
        return self.x > x
    }
}
let somePoint = Point(x: 4.0, y: 5.0)
if somePoint.isToTheRightOf(x: 1.0) {
    print("This point is to the right of the line where x == 1.0")
}
// 打印“This point is to the right of the line where x == 1.0”

如果不使用 self 前缀，Swift会认为 x 的两个用法都引用了名为 x 的方法参数。

在实例方法中修改值类型

结构体和枚举是值类型。默认情况下，值类型的属性不能在它的实例方法中被修改。

但是，如果你确实需要在某个特定的方法中修改结构体或者枚举的属性，你可以为这个方法选择 可变（mutating）行为，然后就可以从其方法内部改变它的属性；并且这个方法做的任何改变都会在方法执行结束时写回到原始结构中。方法还可以给它隐含的 self 属性赋予一个全新的实例，这个新实例在方法结束时会替换现存实例。

要使用 可变方法，将关键字 mutating 放到方法的 func 关键字之前就可以了：

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struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
    mutating func moveBy(x deltaX: Double, y deltaY: Double) {
        x += deltaX
        y += deltaY
    }
}
var somePoint = Point(x: 1.0, y: 1.0)
somePoint.moveBy(x: 2.0, y: 3.0)
print("The point is now at (\(somePoint.x), \(somePoint.y))")
// 打印“The point is now at (3.0, 4.0)”

上面的 Point 结构体定义了一个可变方法 moveBy（x：y :) 来移动 Point 实例到给定的位置。该方法被调用时修改了这个点，而不是返回一个新的点。方法定义时加上了 mutating 关键字，从而允许修改属性。

注意，不能在结构体类型的常量（a constant of structure type）上调用可变方法，因为其属性不能被改变，即使属性是变量属性，详情参见 常量结构体的存储属性：

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let fixedPoint = Point(x: 3.0, y: 3.0)
fixedPoint.moveBy(x: 2.0, y: 3.0)
// 这里将会报告一个错误

在可变方法中给 self 赋值

可变方法能够赋给隐含属性 self 一个全新的实例。上面 Point 的例子可以用下面的方式改写：

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struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
    mutating func moveBy(x deltaX: Double, y deltaY: Double) {
        self = Point(x: x + deltaX, y: y + deltaY)
    }
}

新版的可变方法 moveBy(x:y:) 创建了一个新的结构体实例，它的 x 和 y 的值都被设定为目标值。调用这个版本的方法和调用上个版本的最终结果是一样的。

枚举的可变方法可以把 self 设置为同一枚举类型中不同的成员：

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enum TriStateSwitch {
    case off, low, high
    mutating func next() {
        switch self {
        case .off:
            self = .low
        case .low:
            self = .high
        case .high:
            self = .off
        }
    }
}
var ovenLight = TriStateSwitch.low
ovenLight.next()
// ovenLight 现在等于 .high
ovenLight.next()
// ovenLight 现在等于 .off

上面的例子中定义了一个三态切换的枚举。每次调用 next() 方法时，开关在不同的电源状态（off, low, high）之间循环切换。

类型方法

实例方法是被某个类型的实例调用的方法。你也可以定义在类型本身上调用的方法，这种方法就叫做类型方法。在方法的 func 关键字之前加上关键字 static，来指定类型方法。类还可以用关键字 class 来指定，从而允许子类重写父类该方法的实现。

注意

在 Objective-C 中，你只能为 Objective-C 的类类型（classes）定义类型方法（type-level methods）。在 Swift 中，你可以为所有的类、结构体和枚举定义类型方法。每一个类型方法都被它所支持的类型显式包含。

类型方法和实例方法一样用点语法调用。但是，你是在类型上调用这个方法，而不是在实例上调用。下面是如何在 SomeClass 类上调用类型方法的例子：

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class SomeClass {
    class func someTypeMethod() {
        // 在这里实现类型方法
    }
}
SomeClass.someTypeMethod()

在类型方法的方法体（body）中，self 属性指向这个类型本身，而不是类型的某个实例。这意味着你可以用 self 来消除类型属性和类型方法参数之间的歧义（类似于我们在前面处理实例属性和实例方法参数时做的那样）。

一般来说，在类型方法的方法体中，任何未限定的方法和属性名称，可以被本类中其他的类型方法和类型属性引用。一个类型方法可以直接通过类型方法的名称调用本类中的其它类型方法，而无需在方法名称前面加上类型名称。类似地，在结构体和枚举中，也能够直接通过类型属性的名称访问本类中的类型属性，而不需要前面加上类型名称。

下面的例子定义了一个名为 LevelTracker 结构体。它监测玩家的游戏发展情况（游戏的不同层次或阶段）。这是一个单人游戏，但也可以存储多个玩家在同一设备上的游戏信息。

游戏初始时，所有的游戏等级（除了等级 1）都被锁定。每次有玩家完成一个等级，这个等级就对这个设备上的所有玩家解锁。LevelTracker 结构体用类型属性和方法监测游戏的哪个等级已经被解锁。它还监测每个玩家的当前等级。

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struct LevelTracker {
    static var highestUnlockedLevel = 1
    var currentLevel = 1

    static func unlock(_ level: Int) {
        if level > highestUnlockedLevel { highestUnlockedLevel = level }
    }

    static func isUnlocked(_ level: Int) -> Bool {
        return level <= highestUnlockedLevel
    }

    @discardableResult
    mutating func advance(to level: Int) -> Bool {
        if LevelTracker.isUnlocked(level) {
            currentLevel = level
            return true
        } else {
            return false
        }
    }
}

LevelTracker 监测玩家已解锁的最高等级。这个值被存储在类型属性 highestUnlockedLevel 中。

LevelTracker 还定义了两个类型方法与 highestUnlockedLevel 配合工作。第一个类型方法是 unlock(_:)，一旦新等级被解锁，它会更新 highestUnlockedLevel 的值。第二个类型方法是 isUnlocked(_:)，如果某个给定的等级已经被解锁，它将返回 true。（注意，尽管我们没有使用类似 LevelTracker.highestUnlockedLevel 的写法，这个类型方法还是能够访问类型属性 highestUnlockedLevel）

除了类型属性和类型方法，LevelTracker 还监测每个玩家的进度。它用实例属性 currentLevel 来监测每个玩家当前的等级。

为了便于管理 currentLevel 属性，LevelTracker 定义了实例方法 advance(to:)。这个方法会在更新 currentLevel 之前检查所请求的新等级是否已经解锁。advance(to:) 方法返回布尔值以指示是否能够设置 currentLevel。因为允许在调用 advance(to:) 时候忽略返回值，不会产生编译警告，所以函数被标注为 @discardableResult 属性，更多关于属性信息，请参考 特性章节。

下面，Player 类使用 LevelTracker 来监测和更新每个玩家的发展进度：

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class Player {
    var tracker = LevelTracker()
    let playerName: String
    func complete(level: Int) {
        LevelTracker.unlock(level + 1)
        tracker.advance(to: level + 1)
    }
    init(name: String) {
        playerName = name
    }
}

Player 类创建一个新的 LevelTracker 实例来监测这个用户的进度。它提供了 complete(level:) 方法，一旦玩家完成某个指定等级就调用它。这个方法为所有玩家解锁下一等级，并且将当前玩家的进度更新为下一等级。（我们忽略了 advance(to:) 返回的布尔值，因为之前调用 LevelTracker.unlock(_:) 时就知道了这个等级已经被解锁了）。

你还可以为一个新的玩家创建一个 Player 的实例，然后看这个玩家完成等级一时发生了什么：

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var player = Player(name: "Argyrios")
player.complete(level: 1)
print("highest unlocked level is now \(LevelTracker.highestUnlockedLevel)")
// 打印“highest unlocked level is now 2”

如果你创建了第二个玩家，并尝试让他开始一个没有被任何玩家解锁的等级，那么试图设置玩家当前等级将会失败：

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player = Player(name: "Beto")
if player.tracker.advance(to: 6) {
    print("player is now on level 6")
} else {
    print("level 6 has not yet been unlocked")
}
// 打印“level 6 has not yet been unlocked”

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属性

属性将值与特定的类、结构体或枚举关联。存储属性会将常量和变量存储为实例的一部分，而计算属性则是直接计算（而不是存储）值。计算属性可以用于类、结构体和枚举，而存储属性只能用于类和结构体。

存储属性和计算属性通常与特定类型的实例关联。但是，属性也可以直接与类型本身关联，这种属性称为类型属性。

另外，还可以定义属性观察器来监控属性值的变化，以此来触发自定义的操作。属性观察器可以添加到类本身定义的存储属性上，也可以添加到从父类继承的属性上。

存储属性

简单来说，一个存储属性就是存储在特定类或结构体实例里的一个常量或变量。存储属性可以是变量存储属性（用关键字 var 定义），也可以是常量存储属性（用关键字 let 定义）。

可以在定义存储属性的时候指定默认值，请参考 默认构造器 一节。也可以在构造过程中设置或修改存储属性的值，甚至修改常量存储属性的值，请参考 构造过程中常量属性的修改 一节。

下面的例子定义了一个名为 FixedLengthRange 的结构体，该结构体用于描述整数的区间，且这个范围值在被创建后不能被修改。

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struct FixedLengthRange {
    var firstValue: Int
    let length: Int
}
var rangeOfThreeItems = FixedLengthRange(firstValue: 0, length: 3)
// 该区间表示整数 0，1，2
rangeOfThreeItems.firstValue = 6
// 该区间现在表示整数 6，7，8

FixedLengthRange 的实例包含一个名为 firstValue 的变量存储属性和一个名为 length 的常量存储属性。在上面的例子中，length 在创建实例的时候被初始化，且之后无法修改它的值，因为它是一个常量存储属性。

常量结构体实例的存储属性

如果创建了一个结构体实例并将其赋值给一个常量，则无法修改该实例的任何属性，即使被声明为可变属性也不行:

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let rangeOfFourItems = FixedLengthRange(firstValue: 0, length: 4)
// 该区间表示整数 0，1，2，3
rangeOfFourItems.firstValue = 6
// 尽管 firstValue 是个可变属性，但这里还是会报错

因为 rangeOfFourItems 被声明成了常量（用 let 关键字），所以即使 firstValue 是一个可变属性，也无法再修改它了。

这种行为是由于结构体属于值类型。当值类型的实例被声明为常量的时候，它的所有属性也就成了常量。

属于引用类型的类则不一样。把一个引用类型的实例赋给一个常量后，依然可以修改该实例的可变属性。

延时加载存储属性

延时加载存储属性是指当第一次被调用的时候才会计算其初始值的属性。在属性声明前使用 lazy 来标示一个延时加载存储属性。

注意

必须将延时加载属性声明成变量（使用 var 关键字），因为属性的初始值可能在实例构造完成之后才会得到。而常量属性在构造过程完成之前必须要有初始值，因此无法声明成延时加载。

当属性的值依赖于一些外部因素且这些外部因素只有在构造过程结束之后才会知道的时候，延时加载属性就会很有用。或者当获得属性的值因为需要复杂或者大量的计算，而需要采用需要的时候再计算的方式，延时加载属性也会很有用。

下面的例子使用了延时加载存储属性来避免复杂类中不必要的初始化工作。例子中定义了 DataImporter 和 DataManager 两个类，下面是部分代码：

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class DataImporter {
    /*
    DataImporter 是一个负责将外部文件中的数据导入的类。
    这个类的初始化会消耗不少时间。
    */
    var fileName = "data.txt"
    // 这里会提供数据导入功能
}

class DataManager {
    lazy var importer = DataImporter()
    var data = [String]()
    // 这里会提供数据管理功能
}

let manager = DataManager()
manager.data.append("Some data")
manager.data.append("Some more data")
// DataImporter 实例的 importer 属性还没有被创建

DataManager 类包含一个名为 data 的存储属性，初始值是一个空的字符串数组。这里没有给出全部代码，只需知道 DataManager 类的目的是管理和提供对这个字符串数组的访问即可。

DataManager 的一个功能是从文件中导入数据。这个功能由 DataImporter 类提供，DataImporter 完成初始化需要消耗不少时间：因为它的实例在初始化时可能需要打开文件并读取文件中的内容到内存中。

DataManager 管理数据时也可能不从文件中导入数据。所以当 DataManager 的实例被创建时，没必要创建一个 DataImporter 的实例，更明智的做法是第一次用到 DataImporter 的时候才去创建它。

由于使用了 lazy，DataImporter 的实例 importer 属性只有在第一次被访问的时候才被创建。比如访问它的属性 fileName 时：

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print(manager.importer.fileName)
// DataImporter 实例的 importer 属性现在被创建了
// 输出“data.txt”

注意

如果一个被标记为 lazy 的属性在没有初始化时就同时被多个线程访问，则无法保证该属性只会被初始化一次。

存储属性和实例变量

如果您有过 Objective-C 经验，应该知道 Objective-C 为类实例存储值和引用提供两种方法。除了属性之外，还可以使用实例变量作为一个备份存储将变量值赋值给属性。

Swift 编程语言中把这些理论统一用属性来实现。Swift 中的属性没有对应的实例变量，属性的备份存储也无法直接访问。这就避免了不同场景下访问方式的困扰，同时也将属性的定义简化成一个语句。属性的全部信息——包括命名、类型和内存管理特征——作为类型定义的一部分，都定义在一个地方。

计算属性

除存储属性外，类、结构体和枚举可以定义计算属性。计算属性不直接存储值，而是提供一个 getter 和一个可选的 setter，来间接获取和设置其他属性或变量的值。

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struct Point {
    var x = 0.0, y = 0.0
}
struct Size {
    var width = 0.0, height = 0.0
}
struct Rect {
    var origin = Point()
    var size = Size()
    var center: Point {
        get {
            let centerX = origin.x + (size.width / 2)
            let centerY = origin.y + (size.height / 2)
            return Point(x: centerX, y: centerY)
        }
        set(newCenter) {
            origin.x = newCenter.x - (size.width / 2)
            origin.y = newCenter.y - (size.height / 2)
        }
    }
}
var square = Rect(origin: Point(x: 0.0, y: 0.0),
    size: Size(width: 10.0, height: 10.0))
let initialSquareCenter = square.center
square.center = Point(x: 15.0, y: 15.0)
print("square.origin is now at (\(square.origin.x), \(square.origin.y))")
// 打印“square.origin is now at (10.0, 10.0)”

这个例子定义了 3 个结构体来描述几何形状：

• Point 封装了一个 (x, y) 的坐标
• Size 封装了一个 width 和一个 height
• Rect 表示一个有原点和尺寸的矩形

Rect 也提供了一个名为 center 的计算属性。一个 Rect 的中心点可以从 origin（原点）和 size（大小）算出，所以不需要将中心点以 Point 类型的值来保存。Rect 的计算属性 center 提供了自定义的 getter 和 setter 来获取和设置矩形的中心点，就像它有一个存储属性一样。

上述例子中创建了一个名为 square 的 Rect 实例，初始值原点是 (0, 0)，宽度高度都是 10。如下图中蓝色正方形所示。

square 的 center 属性可以通过点运算符（square.center）来访问，这会调用该属性的 getter 来获取它的值。跟直接返回已经存在的值不同，getter 实际上通过计算然后返回一个新的 Point 来表示 square 的中心点。如代码所示，它正确返回了中心点 (5, 5)。

center 属性之后被设置了一个新的值 (15, 15)，表示向右上方移动正方形到如下图橙色正方形所示的位置。设置属性 center 的值会调用它的 setter 来修改属性 origin 的 x 和 y 的值，从而实现移动正方形到新的位置。

简化 Setter 声明

如果计算属性的 setter 没有定义表示新值的参数名，则可以使用默认名称 newValue。下面是使用了简化 setter 声明的 Rect 结构体代码：

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struct AlternativeRect {
    var origin = Point()
    var size = Size()
    var center: Point {
        get {
            let centerX = origin.x + (size.width / 2)
            let centerY = origin.y + (size.height / 2)
            return Point(x: centerX, y: centerY)
        }
        set {
            origin.x = newValue.x - (size.width / 2)
            origin.y = newValue.y - (size.height / 2)
        }
    }
}

简化 Getter 声明

如果整个 getter 是单一表达式，getter 会隐式地返回这个表达式结果。下面是另一个版本的 Rect 结构体，用到了简化的 getter 和 setter 声明：

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struct CompactRect {
    var origin = Point()
    var size = Size()
    var center: Point {
        get {
            Point(x: origin.x + (size.width / 2),
                  y: origin.y + (size.height / 2))
        }
        set {
            origin.x = newValue.x - (size.width / 2)
            origin.y = newValue.y - (size.height / 2)
        }
    }
}

在 getter 中忽略 return 与在函数中忽略 return 的规则相同，请参考 隐式返回的函数。

只读计算属性

只有 getter 没有 setter 的计算属性叫只读计算属性。只读计算属性总是返回一个值，可以通过点运算符访问，但不能设置新的值。

注意

必须使用 var 关键字定义计算属性，包括只读计算属性，因为它们的值不是固定的。let 关键字只用来声明常量属性，表示初始化后再也无法修改的值。

只读计算属性的声明可以去掉 get 关键字和花括号：

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struct Cuboid {
    var width = 0.0, height = 0.0, depth = 0.0
    var volume: Double {
        return width * height * depth
    }
}
let fourByFiveByTwo = Cuboid(width: 4.0, height: 5.0, depth: 2.0)
print("the volume of fourByFiveByTwo is \(fourByFiveByTwo.volume)")
// 打印“the volume of fourByFiveByTwo is 40.0”

这个例子定义了一个名为 Cuboid 的结构体，表示三维空间的立方体，包含 width、height 和 depth 属性。结构体还有一个名为 volume 的只读计算属性用来返回立方体的体积。为 volume 提供 setter 毫无意义，因为无法确定如何修改 width、height 和 depth 三者的值来匹配新的 volume。然而，Cuboid 提供一个只读计算属性来让外部用户直接获取体积是很有用的。

属性观察器

属性观察器监控和响应属性值的变化，每次属性被设置值的时候都会调用属性观察器，即使新值和当前值相同的时候也不例外。

你可以为除了延时加载存储属性之外的其他存储属性添加属性观察器，你也可以在子类中通过重写属性的方式为继承的属性（包括存储属性和计算属性）添加属性观察器。你不必为非重写的计算属性添加属性观察器，因为你可以直接通过它的 setter 监控和响应值的变化。属性重写请参考 重写。

可以为属性添加其中一个或两个观察器：

• willSet 在新的值被设置之前调用
• didSet 在新的值被设置之后调用

willSet 观察器会将新的属性值作为常量参数传入，在 willSet 的实现代码中可以为这个参数指定一个名称，如果不指定则参数仍然可用，这时使用默认名称 newValue 表示。

同样，didSet 观察器会将旧的属性值作为参数传入，可以为该参数指定一个名称或者使用默认参数名 oldValue。如果在 didSet 方法中再次对该属性赋值，那么新值会覆盖旧的值。

注意

在父类初始化方法调用之后，在子类构造器中给父类的属性赋值时，会调用父类属性的 willSet 和 didSet 观察器。而在父类初始化方法调用之前，给子类的属性赋值时不会调用子类属性的观察器。

有关构造器代理的更多信息，请参考 值类型的构造器代理 和 类的构造器代理。

下面是一个 willSet 和 didSet 实际运用的例子，其中定义了一个名为 StepCounter 的类，用来统计一个人步行时的总步数。这个类可以跟计步器或其他日常锻炼的统计装置的输入数据配合使用。

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class StepCounter {
    var totalSteps: Int = 0 {
        willSet(newTotalSteps) {
            print("将 totalSteps 的值设置为 \(newTotalSteps)")
        }
        didSet {
            if totalSteps > oldValue  {
                print("增加了 \(totalSteps - oldValue) 步")
            }
        }
    }
}
let stepCounter = StepCounter()
stepCounter.totalSteps = 200
// 将 totalSteps 的值设置为 200
// 增加了 200 步
stepCounter.totalSteps = 360
// 将 totalSteps 的值设置为 360
// 增加了 160 步
stepCounter.totalSteps = 896
// 将 totalSteps 的值设置为 896
// 增加了 536 步

StepCounter 类定义了一个叫 totalSteps 的 Int 类型的属性。它是一个存储属性，包含 willSet 和 didSet 观察器。

当 totalSteps 被设置新值的时候，它的 willSet 和 didSet 观察器都会被调用，即使新值和当前值完全相同时也会被调用。

例子中的 willSet 观察器将表示新值的参数自定义为 newTotalSteps，这个观察器只是简单的将新的值输出。

didSet 观察器在 totalSteps 的值改变后被调用，它把新值和旧值进行对比，如果总步数增加了，就输出一个消息表示增加了多少步。didSet 没有为旧值提供自定义名称，所以默认值 oldValue 表示旧值的参数名。

注意

如果将带有观察器的属性通过 in-out 方式传入函数，willSet 和 didSet 也会调用。这是因为 in-out 参数采用了拷入拷出内存模式：即在函数内部使用的是参数的 copy，函数结束后，又对参数重新赋值。关于 in-out 参数详细的介绍，请参考 输入输出参数

全局变量和局部变量

计算属性和观察属性所描述的功能也可以用于全局变量和局部变量。全局变量是在函数、方法、闭包或任何类型之外定义的变量。局部变量是在函数、方法或闭包内部定义的变量。

前面章节提到的全局或局部变量都属于存储型变量，跟存储属性类似，它为特定类型的值提供存储空间，并允许读取和写入。

另外，在全局或局部范围都可以定义计算型变量和为存储型变量定义观察器。计算型变量跟计算属性一样，返回一个计算结果而不是存储值，声明格式也完全一样。

注意

全局的常量或变量都是延迟计算的，跟 延时加载存储属性 相似，不同的地方在于，全局的常量或变量不需要标记 lazy 修饰符。

局部范围的常量和变量从不延迟计算。

类型属性

实例属性属于一个特定类型的实例，每创建一个实例，实例都拥有属于自己的一套属性值，实例之间的属性相互独立。

你也可以为类型本身定义属性，无论创建了多少个该类型的实例，这些属性都只有唯一一份。这种属性就是类型属性。

类型属性用于定义某个类型所有实例共享的数据，比如所有实例都能用的一个常量（就像 C 语言中的静态常量），或者所有实例都能访问的一个变量（就像 C 语言中的静态变量）。

存储型类型属性可以是变量或常量，计算型类型属性跟实例的计算型属性一样只能定义成变量属性。

注意

跟实例的存储型属性不同，必须给存储型类型属性指定默认值，因为类型本身没有构造器，也就无法在初始化过程中使用构造器给类型属性赋值。

存储型类型属性是延迟初始化的，它们只有在第一次被访问的时候才会被初始化。即使它们被多个线程同时访问，系统也保证只会对其进行一次初始化，并且不需要对其使用 lazy 修饰符。

类型属性语法

在 C 或 Objective-C 中，与某个类型关联的静态常量和静态变量，是作为 global（全局）静态变量定义的。但是在 Swift 中，类型属性是作为类型定义的一部分写在类型最外层的花括号内，因此它的作用范围也就在类型支持的范围内。

使用关键字 static 来定义类型属性。在为类定义计算型类型属性时，可以改用关键字 class 来支持子类对父类的实现进行重写。下面的例子演示了存储型和计算型类型属性的语法：

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struct SomeStructure {
    static var storedTypeProperty = "Some value."
    static var computedTypeProperty: Int {
        return 1
    }
}
enum SomeEnumeration {
    static var storedTypeProperty = "Some value."
    static var computedTypeProperty: Int {
        return 6
    }
}
class SomeClass {
    static var storedTypeProperty = "Some value."
    static var computedTypeProperty: Int {
        return 27
    }
    class var overrideableComputedTypeProperty: Int {
        return 107
    }
}

注意

例子中的计算型类型属性是只读的，但也可以定义可读可写的计算型类型属性，跟计算型实例属性的语法相同。

获取和设置类型属性的值

跟实例属性一样，类型属性也是通过点运算符来访问。但是，类型属性是通过类型本身来访问，而不是通过实例。比如：

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print(SomeStructure.storedTypeProperty)
// 打印“Some value.”
SomeStructure.storedTypeProperty = "Another value."
print(SomeStructure.storedTypeProperty)
// 打印“Another value.”
print(SomeEnumeration.computedTypeProperty)
// 打印“6”
print(SomeClass.computedTypeProperty)
// 打印“27”

下面的例子定义了一个结构体，使用两个存储型类型属性来表示两个声道的音量，每个声道具有 0 到 10 之间的整数音量。

下图展示了如何把两个声道结合来模拟立体声的音量。当声道的音量是 0，没有一个灯会亮；当声道的音量是 10，所有灯点亮。本图中，左声道的音量是 9，右声道的音量是 7：

上面所描述的声道模型使用 AudioChannel 结构体的实例来表示：

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struct AudioChannel {
    static let thresholdLevel = 10
    static var maxInputLevelForAllChannels = 0
    var currentLevel: Int = 0 {
        didSet {
            if currentLevel > AudioChannel.thresholdLevel {
                // 将当前音量限制在阈值之内
                currentLevel = AudioChannel.thresholdLevel
            }
            if currentLevel > AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels {
                // 存储当前音量作为新的最大输入音量
                AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels = currentLevel
            }
        }
    }
}

AudioChannel 结构定义了 2 个存储型类型属性来实现上述功能。第一个是 thresholdLevel，表示音量的最大上限阈值，它是一个值为 10 的常量，对所有实例都可见，如果音量高于 10，则取最大上限值 10（见后面描述）。

第二个类型属性是变量存储型属性 maxInputLevelForAllChannels，它用来表示所有 AudioChannel 实例的最大输入音量，初始值是 0。

AudioChannel 也定义了一个名为 currentLevel 的存储型实例属性，表示当前声道现在的音量，取值为 0 到 10。

属性 currentLevel 包含 didSet 属性观察器来检查每次设置后的属性值，它做如下两个检查：

• 如果 currentLevel 的新值大于允许的阈值 thresholdLevel，属性观察器将 currentLevel 的值限定为阈值 thresholdLevel。
• 如果修正后的 currentLevel 值大于静态类型属性 maxInputLevelForAllChannels 的值，属性观察器就将新值保存在 maxInputLevelForAllChannels 中。

注意

在第一个检查过程中，didSet 属性观察器将 currentLevel 设置成了不同的值，但这不会造成属性观察器被再次调用。

可以使用结构体 AudioChannel 创建两个声道 leftChannel 和 rightChannel，用以表示立体声系统的音量：

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var leftChannel = AudioChannel()
var rightChannel = AudioChannel()

如果将左声道的 currentLevel 设置成 7，类型属性 maxInputLevelForAllChannels 也会更新成 7：

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leftChannel.currentLevel = 7
print(leftChannel.currentLevel)
// 输出“7”
print(AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels)
// 输出“7”

如果试图将右声道的 currentLevel 设置成 11，它会被修正到最大值 10，同时 maxInputLevelForAllChannels 的值也会更新到 10：

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rightChannel.currentLevel = 11
print(rightChannel.currentLevel)
// 输出“10”
print(AudioChannel.maxInputLevelForAllChannels)
// 输出“10”

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结构体和类

结构体和类作为一种通用而又灵活的结构，成为了人们构建代码的基础。你可以使用定义常量、变量和函数的语法，为你的结构体和类定义属性、添加方法。

与其他编程语言所不同的是，Swift 并不要求你为自定义的结构体和类的接口与实现代码分别创建文件。你只需在单一的文件中定义一个结构体或者类，系统将会自动生成面向其它代码的外部接口。

注意

通常一个类的实例被称为对象。然而相比其他语言，Swift 中结构体和类的功能更加相近，本章中所讨论的大部分功能都可以用在结构体或者类上。因此，这里会使用实例这个更通用的术语。

结构体和类对比

Swift 中结构体和类有很多共同点。两者都可以：

• 定义属性用于存储值
• 定义方法用于提供功能
• 定义下标操作用于通过下标语法访问它们的值
• 定义构造器用于设置初始值
• 通过扩展以增加默认实现之外的功能
• 遵循协议以提供某种标准功能

更多信息请参见 属性、方法、下标、构造过程、扩展 和 协议。

与结构体相比，类还有如下的附加功能：

• 继承允许一个类继承另一个类的特征
• 类型转换允许在运行时检查和解释一个类实例的类型
• 析构器允许一个类实例释放任何其所被分配的资源
• 引用计数允许对一个类的多次引用

更多信息请参见 继承、类型转换、析构过程 和 自动引用计数。

类支持的附加功能是以增加复杂性为代价的。作为一般准则，优先使用结构体，因为它们更容易理解，仅在适当或必要时才使用类。实际上，这意味着你的大多数自定义数据类型都会是结构体和枚举。更多详细的比较参见 在结构和类之间进行选择。

类型定义的语法

结构体和类有着相似的定义方式。你通过 struct 关键字引入结构体，通过 class 关键字引入类，并将它们的具体定义放在一对大括号中：

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struct SomeStructure {
    // 在这里定义结构体
}
class SomeClass {
    // 在这里定义类
}

注意

每当你定义一个新的结构体或者类时，你都是定义了一个新的 Swift 类型。请使用 UpperCamelCase 这种方式来命名类型（如这里的 SomeClass 和 SomeStructure），以便符合标准 Swift 类型的大写命名风格（如 String，Int 和 Bool）。请使用 lowerCamelCase 这种方式来命名属性和方法（如 framerate 和 incrementCount），以便和类型名区分。

以下是定义结构体和定义类的示例：

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struct Resolution {
    var width = 0
    var height = 0
}
class VideoMode {
    var resolution = Resolution()
    var interlaced = false
    var frameRate = 0.0
    var name: String?
}

在上面的示例中定义了一个名为 Resolution 的结构体，用来描述基于像素的分辨率。这个结构体包含了名为 width 和 height 的两个存储属性。存储属性是与结构体或者类绑定的，并存储在其中的常量或变量。当这两个属性被初始化为整数 0 的时候，它们会被推断为 Int 类型。

在上面的示例还定义了一个名为 VideoMode 的类，用来描述视频显示器的某个特定视频模式。这个类包含了四个可变的存储属性。第一个， resolution，被初始化为一个新的 Resolution 结构体的实例，属性类型被推断为 Resolution。新 VideoMode 实例同时还会初始化其它三个属性，它们分别是初始值为 false 的 interlaced（意为“非隔行视频”），初始值为 0.0 的 frameRate，以及值为可选 String 的 name。因为 name 是一个可选类型，它会被自动赋予一个默认值 nil，意为“没有 name 值”。

结构体和类的实例

Resolution 结构体和 VideoMode 类的定义仅描述了什么是 Resolution 和 VideoMode。它们并没有描述一个特定的分辨率（resolution）或者视频模式（video mode）。为此，你需要创建结构体或者类的一个实例。

创建结构体和类实例的语法非常相似：

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let someResolution = Resolution()
let someVideoMode = VideoMode()

结构体和类都使用构造器语法来创建新的实例。构造器语法的最简单形式是在结构体或者类的类型名称后跟随一对空括号，如 Resolution() 或 VideoMode()。通过这种方式所创建的类或者结构体实例，其属性均会被初始化为默认值。构造过程 章节会对类和结构体的初始化进行更详细的讨论。

属性访问

你可以通过使用点语法访问实例的属性。其语法规则是，实例名后面紧跟属性名，两者以点号（.）分隔，不带空格：

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print("The width of someResolution is \(someResolution.width)")
// 打印 "The width of someResolution is 0"

在上面的例子中，someResolution.width 引用 someResolution 的 width 属性，返回 width 的初始值 0。

你也可以访问子属性，如 VideoMode 中 resolution 属性的 width 属性：

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print("The width of someVideoMode is \(someVideoMode.resolution.width)")
// 打印 "The width of someVideoMode is 0"

你也可以使用点语法为可变属性赋值：

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someVideoMode.resolution.width = 1280
print("The width of someVideoMode is now \(someVideoMode.resolution.width)")
// 打印 "The width of someVideoMode is now 1280"

结构体类型的成员逐一构造器

所有结构体都有一个自动生成的成员逐一构造器，用于初始化新结构体实例中成员的属性。新实例中各个属性的初始值可以通过属性的名称传递到成员逐一构造器之中：

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let vga = Resolution(width: 640, height: 480)

与结构体不同，类实例没有默认的成员逐一构造器。构造过程 章节会对构造器进行更详细的讨论。

结构体和枚举是值类型

值类型是这样一种类型，当它被赋值给一个变量、常量或者被传递给一个函数的时候，其值会被拷贝。

在之前的章节中，你已经大量使用了值类型。实际上，Swift 中所有的基本类型：整数（integer）、浮点数（floating-point number）、布尔值（boolean）、字符串（string)、数组（array）和字典（dictionary），都是值类型，其底层也是使用结构体实现的。

Swift 中所有的结构体和枚举类型都是值类型。这意味着它们的实例，以及实例中所包含的任何值类型的属性，在代码中传递的时候都会被复制。

注意

标准库定义的集合，例如数组，字典和字符串，都对复制进行了优化以降低性能成本。新集合不会立即复制，而是跟原集合共享同一份内存，共享同样的元素。在集合的某个副本要被修改前，才会复制它的元素。而你在代码中看起来就像是立即发生了复制。

请看下面这个示例，其使用了上一个示例中的 Resolution 结构体：

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let hd = Resolution(width: 1920, height: 1080)
var cinema = hd

在以上示例中，声明了一个名为 hd 的常量，其值为一个初始化为全高清视频分辨率（1920 像素宽，1080 像素高）的 Resolution 实例。

然后示例中又声明了一个名为 cinema 的变量，并将 hd 赋值给它。因为 Resolution 是一个结构体，所以会先创建一个现有实例的副本，然后将副本赋值给 cinema 。尽管 hd 和 cinema 有着相同的宽（width）和高（height），但是在幕后它们是两个完全不同的实例。

下面，为了符合数码影院放映的需求（2048 像素宽，1080 像素高），cinema 的 width 属性被修改为稍微宽一点的 2K 标准：

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cinema.width = 2048

查看 cinema 的 width 属性，它的值确实改为了 2048：

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print("cinema is now  \(cinema.width) pixels wide")
// 打印 "cinema is now 2048 pixels wide"

然而，初始的 hd 实例中 width 属性还是 1920：

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print("hd is still \(hd.width) pixels wide")
// 打印 "hd is still 1920 pixels wide"

将 hd 赋值给 cinema 时，hd 中所存储的值会拷贝到新的 cinema 实例中。结果就是两个完全独立的实例包含了相同的数值。由于两者相互独立，因此将 cinema 的 width 修改为 2048 并不会影响 hd 中的 width 的值，如下图所示：

枚举也遵循相同的行为准则：

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enum CompassPoint {
    case north, south, east, west
    mutating func turnNorth() {
        self = .north
    }
}
var currentDirection = CompassPoint.west
let rememberedDirection = currentDirection
currentDirection.turnNorth()

print("The current direction is \(currentDirection)")
print("The remembered direction is \(rememberedDirection)")
// 打印 "The current direction is north"
// 打印 "The remembered direction is west"

当 rememberedDirection 被赋予了 currentDirection 的值，实际上它被赋予的是值的一个拷贝。赋值过程结束后再修改 currentDirection 的值并不影响 rememberedDirection 所储存的原始值的拷贝。

类是引用类型

与值类型不同，引用类型在被赋予到一个变量、常量或者被传递到一个函数时，其值不会被拷贝。因此，使用的是已存在实例的引用，而不是其拷贝。

请看下面这个示例，其使用了之前定义的 VideoMode 类：

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let tenEighty = VideoMode()
tenEighty.resolution = hd
tenEighty.interlaced = true
tenEighty.name = "1080i"
tenEighty.frameRate = 25.0

以上示例中，声明了一个名为 tenEighty 的常量，并让其引用一个 VideoMode 类的新实例。它的视频模式（video mode）被赋值为之前创建的 HD 分辨率（1920*1080）的一个拷贝。然后将它设置为隔行视频，名字设为 “1080i”，并将帧率设置为 25.0 帧每秒。

接下来，将 tenEighty 赋值给一个名为 alsoTenEighty 的新常量，并修改 alsoTenEighty 的帧率：

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let alsoTenEighty = tenEighty
alsoTenEighty.frameRate = 30.0

因为类是引用类型，所以 tenEight 和 alsoTenEight 实际上引用的是同一个 VideoMode 实例。换句话说，它们是同一个实例的两种叫法，如下图所示：

通过查看 tenEighty 的 frameRate 属性，可以看到它正确地显示了底层的 VideoMode 实例的新帧率 30.0：

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print("The frameRate property of tenEighty is now \(tenEighty.frameRate)")
// 打印 "The frameRate property of theEighty is now 30.0"

这个例子也显示了为何引用类型更加难以理解。如果 tenEighty 和 alsoTenEighty 在你代码中的位置相距很远，那么就很难找到所有修改视频模式的地方。无论在哪使用 tenEighty，你都要考虑使用 alsoTenEighty 的代码，反之亦然。相反，值类型就更容易理解了，因为你的源码中与同一个值交互的代码都很近。

需要注意的是 tenEighty 和 alsoTenEighty 被声明为常量而不是变量。然而你依然可以改变 tenEighty.frameRate 和 alsoTenEighty.frameRate，这是因为 tenEighty 和 alsoTenEighty 这两个常量的值并未改变。它们并不“存储”这个 VideoMode 实例，而仅仅是对 VideoMode 实例的引用。所以，改变的是底层 VideoMode 实例的 frameRate 属性，而不是指向 VideoMode 的常量引用的值。

恒等运算符

因为类是引用类型，所以多个常量和变量可能在幕后同时引用同一个类实例。（对于结构体和枚举来说，这并不成立。因为它们作为值类型，在被赋予到常量、变量或者传递到函数时，其值总是会被拷贝。）

判定两个常量或者变量是否引用同一个类实例有时很有用。为了达到这个目的，Swift 提供了两个恒等运算符：

• 相同（===）
• 不相同（!==）

使用这两个运算符检测两个常量或者变量是否引用了同一个实例：

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if tenEighty === alsoTenEighty {
    print("tenEighty and alsoTenEighty refer to the same VideoMode instance.")
}
// 打印 "tenEighty and alsoTenEighty refer to the same VideoMode instance."

请注意，“相同”（用三个等号表示，===）与“等于”（用两个等号表示，==）的不同。“相同”表示两个类类型（class type）的常量或者变量引用同一个类实例。“等于”表示两个实例的值“相等”或“等价”，判定时要遵照设计者定义的评判标准。

当在定义你的自定义结构体和类的时候，你有义务来决定判定两个实例“相等”的标准。在章节 等价操作符 中将会详细介绍实现自定义 == 和 !== 运算符的流程。

指针

如果你有 C，C++ 或者 Objective-C 语言的经验，那么你也许会知道这些语言使用指针来引用内存中的地址。Swift 中引用了某个引用类型实例的常量或变量，与 C 语言中的指针类似，不过它并不直接指向某个内存地址，也不要求你使用星号（*）来表明你在创建一个引用。相反，Swift 中引用的定义方式与其它的常量或变量的一样。如果需要直接与指针交互，你可以使用标准库提供的指针和缓冲区类型 —— 参见 手动管理内存。

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枚举

枚举为一组相关的值定义了一个共同的类型，使你可以在你的代码中以类型安全的方式来使用这些值。

如果你熟悉 C 语言，你会知道在 C 语言中，枚举会为一组整型值分配相关联的名称。Swift 中的枚举更加灵活，不必给每一个枚举成员提供一个值。如果给枚举成员提供一个值（称为原始值），则该值的类型可以是字符串、字符，或是一个整型值或浮点数。

此外，枚举成员可以指定任意类型的关联值存储到枚举成员中，就像其他语言中的联合体（unions）和变体（variants）。你可以在一个枚举中定义一组相关的枚举成员，每一个枚举成员都可以有适当类型的关联值。

在 Swift 中，枚举类型是一等（first-class）类型。它们采用了很多在传统上只被类（class）所支持的特性，例如计算属性（computed properties），用于提供枚举值的附加信息，实例方法（instance methods），用于提供和枚举值相关联的功能。枚举也可以定义构造函数（initializers）来提供一个初始值；可以在原始实现的基础上扩展它们的功能；还可以遵循协议（protocols）来提供标准的功能。

想了解更多相关信息，请参见 属性，方法，构造过程，扩展 和 协议。

枚举语法

使用 enum 关键词来创建枚举并且把它们的整个定义放在一对大括号内：

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enum SomeEnumeration {
    // 枚举定义放在这里
}

下面是用枚举表示指南针四个方向的例子：

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enum CompassPoint {
    case north
    case south
    case east
    case west
}

枚举中定义的值（如 north，south，east 和 west）是这个枚举的成员值（或成员）。你可以使用 case 关键字来定义一个新的枚举成员值。

注意

与 C 和 Objective-C 不同，Swift 的枚举成员在被创建时不会被赋予一个默认的整型值。在上面的 CompassPoint 例子中，north，south，east 和 west 不会被隐式地赋值为 0，1，2 和 3。相反，这些枚举成员本身就是完备的值，这些值的类型是已经明确定义好的 CompassPoint 类型。

多个成员值可以出现在同一行上，用逗号隔开：

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enum Planet {
    case mercury, venus, earth, mars, jupiter, saturn, uranus, neptune
}

每个枚举定义了一个全新的类型。像 Swift 中其他类型一样，它们的名字（例如 CompassPoint 和 Planet）以一个大写字母开头。给枚举类型起一个单数名字而不是复数名字，以便于：

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var directionToHead = CompassPoint.west

directionToHead 的类型可以在它被 CompassPoint 的某个值初始化时推断出来。一旦 directionToHead 被声明为 CompassPoint 类型，你可以使用更简短的点语法将其设置为另一个 CompassPoint 的值：

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directionToHead = .east

当 directionToHead 的类型已知时，再次为其赋值可以省略枚举类型名。在使用具有显式类型的枚举值时，这种写法让代码具有更好的可读性。

使用 Switch 语句匹配枚举值

你可以使用 switch 语句匹配单个枚举值：

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directionToHead = .south
switch directionToHead {
case .north:
    print("Lots of planets have a north")
case .south:
    print("Watch out for penguins")
case .east:
    print("Where the sun rises")
case .west:
    print("Where the skies are blue")
}
// 打印“Watch out for penguins”

你可以这样理解这段代码：

“判断 directionToHead 的值。当它等于 .north，打印 “Lots of planets have a north”。当它等于 .south，打印 “Watch out for penguins”。”

……以此类推。

正如在 控制流 中介绍的那样，在判断一个枚举类型的值时，switch 语句必须穷举所有情况。如果忽略了 .west 这种情况，上面那段代码将无法通过编译，因为它没有考虑到 CompassPoint 的全部成员。强制穷举确保了枚举成员不会被意外遗漏。

当不需要匹配每个枚举成员的时候，你可以提供一个 default 分支来涵盖所有未明确处理的枚举成员：

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let somePlanet = Planet.earth
switch somePlanet {
case .earth:
    print("Mostly harmless")
default:
    print("Not a safe place for humans")
}
// 打印“Mostly harmless”

枚举成员的遍历

在一些情况下，你会需要得到一个包含枚举所有成员的集合。可以通过如下代码实现：

令枚举遵循 CaseIterable 协议。Swift 会生成一个 allCases 属性，用于表示一个包含枚举所有成员的集合。下面是一个例子：

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enum Beverage: CaseIterable {
    case coffee, tea, juice
}
let numberOfChoices = Beverage.allCases.count
print("\(numberOfChoices) beverages available")
// 打印“3 beverages available”

在前面的例子中，通过 Beverage.allCases 可以访问到包含 Beverage 枚举所有成员的集合。allCases 的使用方法和其它一般集合一样——集合中的元素是枚举类型的实例，所以在上面的情况中，这些元素是 Beverage 值。在前面的例子中，统计了总共有多少个枚举成员。而在下面的例子中，则使用 for 循环来遍历所有枚举成员。

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for beverage in Beverage.allCases {
    print(beverage)
}
// coffee
// tea
// juice

在前面的例子中，使用的语法表明这个枚举遵循 CaseIterable 协议。想了解 protocols 相关信息，请参见 协议。

关联值

枚举语法那一小节的例子演示了如何定义和分类枚举的成员。你可以为 Planet.earth 设置一个常量或者变量，并在赋值之后查看这个值。然而，有时候把其他类型的值和成员值一起存储起来会很有用。这额外的信息称为关联值，并且你每次在代码中使用该枚举成员时，还可以修改这个关联值。

你可以定义 Swift 枚举来存储任意类型的关联值，如果需要的话，每个枚举成员的关联值类型可以各不相同。枚举的这种特性跟其他语言中的可识别联合（discriminated unions），标签联合（tagged unions），或者变体（variants）相似。

例如，假设一个库存跟踪系统需要利用两种不同类型的条形码来跟踪商品。有些商品上标有使用 0 到 9 的数字的 UPC 格式的一维条形码。每一个条形码都有一个代表数字系统的数字，该数字后接五位代表厂商代码的数字，接下来是五位代表“产品代码”的数字。最后一个数字是检查位，用来验证代码是否被正确扫描：

其他商品上标有 QR 码格式的二维码，它可以使用任何 ISO 8859-1 字符，并且可以编码一个最多拥有 2,953 个字符的字符串：

这便于库存跟踪系统用包含四个整型值的元组存储 UPC 码，以及用任意长度的字符串储存 QR 码。

在 Swift 中，使用如下方式定义表示两种商品条形码的枚举：

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enum Barcode {
    case upc(Int, Int, Int, Int)
    case qrCode(String)
}

以上代码可以这么理解：

“定义一个名为 Barcode 的枚举类型，它的一个成员值是具有 (Int，Int，Int，Int) 类型关联值的 upc，另一个成员值是具有 String 类型关联值的 qrCode。”

这个定义不提供任何 Int 或 String 类型的关联值，它只是定义了，当 Barcode 常量和变量等于 Barcode.upc 或 Barcode.qrCode 时，可以存储的关联值的类型。

然后你可以使用任意一种条形码类型创建新的条形码，例如：

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var productBarcode = Barcode.upc(8, 85909, 51226, 3)

上面的例子创建了一个名为 productBarcode 的变量，并将 Barcode.upc 赋值给它，关联的元组值为 (8, 85909, 51226, 3)。

同一个商品可以被分配一个不同类型的条形码，例如：

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productBarcode = .qrCode("ABCDEFGHIJKLMNOP")

这时，原始的 Barcode.upc 和其整数关联值被新的 Barcode.qrCode 和其字符串关联值所替代。Barcode 类型的常量和变量可以存储一个 .upc 或者一个 .qrCode（连同它们的关联值），但是在同一时间只能存储这两个值中的一个。

你可以使用一个 switch 语句来检查不同的条形码类型，和之前使用 Switch 语句来匹配枚举值的例子一样。然而，这一次，关联值可以被提取出来作为 switch 语句的一部分。你可以在 switch 的 case 分支代码中提取每个关联值作为一个常量（用 let 前缀）或者作为一个变量（用 var 前缀）来使用：

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switch productBarcode {
case .upc(let numberSystem, let manufacturer, let product, let check):
    print("UPC: \(numberSystem), \(manufacturer), \(product), \(check).")
case .qrCode(let productCode):
    print("QR code: \(productCode).")
}
// 打印“QR code: ABCDEFGHIJKLMNOP.”

如果一个枚举成员的所有关联值都被提取为常量，或者都被提取为变量，为了简洁，你可以只在成员名称前标注一个 let 或者 var：

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switch productBarcode {
case let .upc(numberSystem, manufacturer, product, check):
    print("UPC: \(numberSystem), \(manufacturer), \(product), \(check).")
case let .qrCode(productCode):
    print("QR code: \(productCode).")
}
// 打印“QR code: ABCDEFGHIJKLMNOP.”

原始值

在 关联值 小节的条形码例子中，演示了如何声明存储不同类型关联值的枚举成员。作为关联值的替代选择，枚举成员可以被默认值（称为原始值）预填充，这些原始值的类型必须相同。

这是一个使用 ASCII 码作为原始值的枚举：

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enum ASCIIControlCharacter: Character {
    case tab = "\t"
    case lineFeed = "\n"
    case carriageReturn = "\r"
}

枚举类型 ASCIIControlCharacter 的原始值类型被定义为 Character，并设置了一些比较常见的 ASCII 控制字符。Character 的描述详见 字符串和字符 部分。

原始值可以是字符串、字符，或者任意整型值或浮点型值。每个原始值在枚举声明中必须是唯一的。

注意

原始值和关联值是不同的。原始值是在定义枚举时被预先填充的值，像上述三个 ASCII 码。对于一个特定的枚举成员，它的原始值始终不变。关联值是创建一个基于枚举成员的常量或变量时才设置的值，枚举成员的关联值可以变化。

原始值的隐式赋值

在使用原始值为整数或者字符串类型的枚举时，不需要显式地为每一个枚举成员设置原始值，Swift 将会自动为你赋值。

例如，当使用整数作为原始值时，隐式赋值的值依次递增 1。如果第一个枚举成员没有设置原始值，其原始值将为 0。

下面的枚举是对之前 Planet 这个枚举的一个细化，利用整型的原始值来表示每个行星在太阳系中的顺序：

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enum Planet: Int {
    case mercury = 1, venus, earth, mars, jupiter, saturn, uranus, neptune
}

在上面的例子中，Plant.mercury 的显式原始值为 1，Planet.venus 的隐式原始值为 2，依次类推。

当使用字符串作为枚举类型的原始值时，每个枚举成员的隐式原始值为该枚举成员的名称。

下面的例子是 CompassPoint 枚举的细化，使用字符串类型的原始值来表示各个方向的名称：

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enum CompassPoint: String {
    case north, south, east, west
}

上面例子中，CompassPoint.south 拥有隐式原始值 south，依次类推。

使用枚举成员的 rawValue 属性可以访问该枚举成员的原始值：

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let earthsOrder = Planet.earth.rawValue
// earthsOrder 值为 3

let sunsetDirection = CompassPoint.west.rawValue
// sunsetDirection 值为 "west"

使用原始值初始化枚举实例

如果在定义枚举类型的时候使用了原始值，那么将会自动获得一个初始化方法，这个方法接收一个叫做 rawValue 的参数，参数类型即为原始值类型，返回值则是枚举成员或 nil。你可以使用这个初始化方法来创建一个新的枚举实例。

这个例子利用原始值 7 创建了枚举成员 Uranus：

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let possiblePlanet = Planet(rawValue: 7)
// possiblePlanet 类型为 Planet? 值为 Planet.uranus

然而，并非所有 Int 值都可以找到一个匹配的行星。因此，原始值构造器总是返回一个可选的枚举成员。在上面的例子中，possiblePlanet 是 Planet? 类型，或者说“可选的 Planet”。

注意

原始值构造器是一个可失败构造器，因为并不是每一个原始值都有与之对应的枚举成员。更多信息请参见 可失败构造器

如果你试图寻找一个位置为 11 的行星，通过原始值构造器返回的可选 Planet 值将是 nil：

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let positionToFind = 11
if let somePlanet = Planet(rawValue: positionToFind) {
    switch somePlanet {
    case .earth:
        print("Mostly harmless")
    default:
        print("Not a safe place for humans")
    }
} else {
    print("There isn't a planet at position \(positionToFind)")
}
// 打印“There isn't a planet at position 11”

这个例子使用了可选绑定（optional binding），试图通过原始值 11 来访问一个行星。if let somePlanet = Planet(rawValue: 11) 语句创建了一个可选 Planet，如果可选 Planet 的值存在，就会赋值给 somePlanet。在这个例子中，无法检索到位置为 11 的行星，所以 else 分支被执行。

递归枚举

递归枚举是一种枚举类型，它有一个或多个枚举成员使用该枚举类型的实例作为关联值。使用递归枚举时，编译器会插入一个间接层。你可以在枚举成员前加上 indirect 来表示该成员可递归。

例如，下面的例子中，枚举类型存储了简单的算术表达式：

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enum ArithmeticExpression {
    case number(Int)
    indirect case addition(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
    indirect case multiplication(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
}

你也可以在枚举类型开头加上 indirect 关键字来表明它的所有成员都是可递归的：

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indirect enum ArithmeticExpression {
    case number(Int)
    case addition(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
    case multiplication(ArithmeticExpression, ArithmeticExpression)
}

上面定义的枚举类型可以存储三种算术表达式：纯数字、两个表达式相加、两个表达式相乘。枚举成员 addition 和 multiplication 的关联值也是算术表达式——这些关联值使得嵌套表达式成为可能。例如，表达式 (5 + 4) * 2，乘号右边是一个数字，左边则是另一个表达式。因为数据是嵌套的，因而用来存储数据的枚举类型也需要支持这种嵌套——这意味着枚举类型需要支持递归。下面的代码展示了使用 ArithmeticExpression 这个递归枚举创建表达式 (5 + 4) * 2

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let five = ArithmeticExpression.number(5)
let four = ArithmeticExpression.number(4)
let sum = ArithmeticExpression.addition(five, four)
let product = ArithmeticExpression.multiplication(sum, ArithmeticExpression.number(2))

要操作具有递归性质的数据结构，使用递归函数是一种直截了当的方式。例如，下面是一个对算术表达式求值的函数：

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func evaluate(_ expression: ArithmeticExpression) -> Int {
    switch expression {
    case let .number(value):
        return value
    case let .addition(left, right):
        return evaluate(left) + evaluate(right)
    case let .multiplication(left, right):
        return evaluate(left) * evaluate(right)
    }
}

print(evaluate(product))
// 打印“18”

该函数如果遇到纯数字，就直接返回该数字的值。如果遇到的是加法或乘法运算，则分别计算左边表达式和右边表达式的值，然后相加或相乘。

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闭包

闭包是自包含的函数代码块，可以在代码中被传递和使用。Swift 中的闭包与 C 和 Objective-C 中的代码块（blocks）以及其他一些编程语言中的匿名函数（Lambdas）比较相似。

闭包可以捕获和存储其所在上下文中任意常量和变量的引用。被称为包裹常量和变量。 Swift 会为你管理在捕获过程中涉及到的所有内存操作。

注意

如果你不熟悉捕获（capturing）这个概念也不用担心，在 值捕获 章节有它更详细的介绍。

在 函数 章节中介绍的全局和嵌套函数实际上也是特殊的闭包，闭包采用如下三种形式之一：

• 全局函数是一个有名字但不会捕获任何值的闭包
• 嵌套函数是一个有名字并可以捕获其封闭函数域内值的闭包
• 闭包表达式是一个利用轻量级语法所写的可以捕获其上下文中变量或常量值的匿名闭包

Swift 的闭包表达式拥有简洁的风格，并鼓励在常见场景中进行语法优化，主要优化如下：

• 利用上下文推断参数和返回值类型
• 隐式返回单表达式闭包，即单表达式闭包可以省略 return 关键字
• 参数名称缩写
• 尾随闭包语法

闭包表达式

嵌套函数 作为复杂函数的一部分时，它自包含代码块式的定义和命名形式在使用上带来了方便。当然，编写未完整声明和没有函数名的类函数结构代码是很有用的，尤其是在编码中涉及到函数作为参数的那些方法时。

闭包表达式是一种构建内联闭包的方式，它的语法简洁。在保证不丢失它语法清晰明了的同时，闭包表达式提供了几种优化的语法简写形式。下面通过对 sorted(by:) 这一个案例的多次迭代改进来展示这个过程，每次迭代都使用了更加简明的方式描述了相同功能。。

排序方法

Swift 标准库提供了名为 sorted(by:) 的方法，它会基于你提供的排序闭包表达式的判断结果对数组中的值（类型确定）进行排序。一旦它完成排序过程，sorted(by:) 方法会返回一个与旧数组类型大小相同类型的新数组，该数组的元素有着正确的排序顺序。原数组不会被 sorted(by:) 方法修改。

下面的闭包表达式示例使用 sorted(by:) 方法对一个 String 类型的数组进行字母逆序排序。以下是初始数组：

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let names = ["Chris", "Alex", "Ewa", "Barry", "Daniella"]

sorted(by:) 方法接受一个闭包，该闭包函数需要传入与数组元素类型相同的两个值，并返回一个布尔类型值来表明当排序结束后传入的第一个参数排在第二个参数前面还是后面。如果第一个参数值出现在第二个参数值前面，排序闭包函数需要返回 true，反之返回 false。

该例子对一个 String 类型的数组进行排序，因此排序闭包函数类型需为 (String, String) -> Bool。

提供排序闭包函数的一种方式是撰写一个符合其类型要求的普通函数，并将其作为 sorted(by:) 方法的参数传入：

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func backward(_ s1: String, _ s2: String) -> Bool {
    return s1 > s2
}
var reversedNames = names.sorted(by: backward)
// reversedNames 为 ["Ewa", "Daniella", "Chris", "Barry", "Alex"]

如果第一个字符串（s1）大于第二个字符串（s2），backward(_:_:) 函数会返回 true，表示在新的数组中 s1 应该出现在 s2 前。对于字符串中的字符来说，“大于”表示“按照字母顺序较晚出现”。这意味着字母 "B" 大于字母 "A" ，字符串 "Tom" 大于字符串 "Tim"。该闭包将进行字母逆序排序，"Barry" 将会排在 "Alex" 之前。

然而，以这种方式来编写一个实际上很简单的表达式（a > b)，确实太过繁琐了。对于这个例子来说，利用闭包表达式语法可以更好地构造一个内联排序闭包。

闭包表达式语法

闭包表达式语法有如下的一般形式：

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{ (parameters) -> return type in
    statements
}

闭包表达式参数 可以是 in-out 参数，但不能设定默认值。如果你命名了可变参数，也可以使用此可变参数。元组也可以作为参数和返回值。

下面的例子展示了之前 backward(_:_:) 函数对应的闭包表达式版本的代码：

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reversedNames = names.sorted(by: { (s1: String, s2: String) -> Bool in
    return s1 > s2
})

需要注意的是内联闭包参数和返回值类型声明与 backward(_:_:) 函数类型声明相同。在这两种方式中，都写成了 (s1: String, s2: String) -> Bool。然而在内联闭包表达式中，函数和返回值类型都写在大括号内，而不是大括号外。

闭包的函数体部分由关键字 in 引入。该关键字表示闭包的参数和返回值类型定义已经完成，闭包函数体即将开始。

由于这个闭包的函数体部分如此短，以至于可以将其改写成一行代码：

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reversedNames = names.sorted(by: { (s1: String, s2: String) -> Bool in return s1 > s2 } )

该例中 sorted(by:) 方法的整体调用保持不变，一对圆括号仍然包裹住了方法的整个参数。然而，参数现在变成了内联闭包。

根据上下文推断类型

因为排序闭包函数是作为 sorted(by:) 方法的参数传入的，Swift 可以推断其参数和返回值的类型。sorted(by:) 方法被一个字符串数组调用，因此其参数必须是 (String, String) -> Bool 类型的函数。这意味着 (String, String) 和 Bool 类型并不需要作为闭包表达式定义的一部分。因为所有的类型都可以被正确推断，返回箭头（->）和围绕在参数周围的括号也可以被省略：

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reversedNames = names.sorted(by: { s1, s2 in return s1 > s2 } )

实际上，通过内联闭包表达式构造的闭包作为参数传递给函数或方法时，总是能够推断出闭包的参数和返回值类型。这意味着闭包作为函数或者方法的参数时，你几乎不需要利用完整格式构造内联闭包。

尽管如此，你仍然可以明确写出有着完整格式的闭包。如果完整格式的闭包能够提高代码的可读性，则我们更鼓励采用完整格式的闭包。而在 sorted(by:) 方法这个例子里，显然闭包的目的就是排序。由于这个闭包是为了处理字符串数组的排序，因此读者能够推测出这个闭包是用于字符串处理的。

单表达式闭包的隐式返回

单行表达式闭包可以通过省略 return 关键字来隐式返回单行表达式的结果，如上版本的例子可以改写为：

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reversedNames = names.sorted(by: { s1, s2 in s1 > s2 } )

在这个例子中，sorted(by:) 方法的参数类型明确了闭包必须返回一个 Bool 类型值。因为闭包函数体只包含了一个单一表达式（s1 > s2），该表达式返回 Bool 类型值，因此这里没有歧义，return 关键字可以省略。

参数名称缩写

Swift 自动为内联闭包提供了参数名称缩写功能，你可以直接通过 $0，$1，$2 来顺序调用闭包的参数，以此类推。

如果你在闭包表达式中使用参数名称缩写，你可以在闭包定义中省略参数列表，并且对应参数名称缩写的类型会通过函数类型进行推断。in 关键字也同样可以被省略，因为此时闭包表达式完全由闭包函数体构成：

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reversedNames = names.sorted(by: { $0 > $1 } )

在这个例子中，$0 和 $1 表示闭包中第一个和第二个 String 类型的参数。

运算符方法

实际上还有一种更简短的方式来编写上面例子中的闭包表达式。Swift 的 String 类型定义了关于大于号（>）的字符串实现，其作为一个函数接受两个 String 类型的参数并返回 Bool 类型的值。而这正好与 sorted(by:) 方法的参数需要的函数类型相符合。因此，你可以简单地传递一个大于号，Swift 可以自动推断找到系统自带的那个字符串函数的实现：

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reversedNames = names.sorted(by: >)

更多关于运算符方法的内容请查看 运算符方法。

尾随闭包

如果你需要将一个很长的闭包表达式作为最后一个参数传递给函数，将这个闭包替换成为尾随闭包的形式很有用。尾随闭包是一个书写在函数圆括号之后的闭包表达式，函数支持将其作为最后一个参数调用。在使用尾随闭包时，你不用写出它的参数标签：

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func someFunctionThatTakesAClosure(closure: () -> Void) {
    // 函数体部分
}

// 以下是不使用尾随闭包进行函数调用
someFunctionThatTakesAClosure(closure: {
    // 闭包主体部分
})

// 以下是使用尾随闭包进行函数调用
someFunctionThatTakesAClosure() {
    // 闭包主体部分
}

在 闭包表达式语法 上章节中的字符串排序闭包可以作为尾随包的形式改写在 sorted(by:) 方法圆括号的外面：

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reversedNames = names.sorted() { $0 > $1 }

如果闭包表达式是函数或方法的唯一参数，则当你使用尾随闭包时，你甚至可以把 () 省略掉：

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reversedNames = names.sorted { $0 > $1 }

当闭包非常长以至于不能在一行中进行书写时，尾随闭包变得非常有用。举例来说，Swift 的 Array 类型有一个 map(_:) 方法，这个方法获取一个闭包表达式作为其唯一参数。该闭包函数会为数组中的每一个元素调用一次，并返回该元素所映射的值。具体的映射方式和返回值类型由闭包来指定。

当提供给数组的闭包应用于每个数组元素后，map(_:) 方法将返回一个新的数组，数组中包含了与原数组中的元素一一对应的映射后的值。

下例介绍了如何在 map(_:) 方法中使用尾随闭包将 Int 类型数组 [16, 58, 510] 转换为包含对应 String 类型的值的数组 ["OneSix", "FiveEight", "FiveOneZero"]：

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let digitNames = [
    0: "Zero", 1: "One", 2: "Two",   3: "Three", 4: "Four",
    5: "Five", 6: "Six", 7: "Seven", 8: "Eight", 9: "Nine"
]
let numbers = [16, 58, 510]

如上代码创建了一个整型数位和它们英文版本名字相映射的字典。同时还定义了一个准备转换为字符串数组的整型数组。

你现在可以通过传递一个尾随闭包给 numbers 数组的 map(_:) 方法来创建对应的字符串版本数组：

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let strings = numbers.map {
    (number) -> String in
    var number = number
    var output = ""
    repeat {
        output = digitNames[number % 10]! + output
        number /= 10
    } while number > 0
    return output
}
// strings 常量被推断为字符串类型数组，即 [String]
// 其值为 ["OneSix", "FiveEight", "FiveOneZero"]

map(_:) 为数组中每一个元素调用了一次闭包表达式。你不需要指定闭包的输入参数 number 的类型，因为可以通过要映射的数组类型进行推断。

在该例中，局部变量 number 的值由闭包中的 number 参数获得，因此可以在闭包函数体内对其进行修改，(闭包或者函数的参数总是常量)，闭包表达式指定了返回类型为 String，以表明存储映射值的新数组类型为 String。

闭包表达式在每次被调用的时候创建了一个叫做 output 的字符串并返回。其使用求余运算符（number % 10）计算最后一位数字并利用 digitNames 字典获取所映射的字符串。这个闭包能够用于创建任意正整数的字符串表示。

注意

字典 digitNames 下标后跟着一个叹号（!），因为字典下标返回一个可选值（optional value），表明该键不存在时会查找失败。在上例中，由于可以确定 number % 10 总是 digitNames 字典的有效下标，因此叹号可以用于强制解包（force-unwrap）存储在下标的可选类型的返回值中的 String 类型的值。

从 digitNames 字典中获取的字符串被添加到 output 的前部，逆序建立了一个字符串版本的数字。（在表达式 number % 10 中，如果 number 为 16，则返回 6，58 返回 8，510 返回 0。）

number 变量之后除以 10。因为其是整数，在计算过程中未除尽部分被忽略。因此 16 变成了 1，58 变成了 5，510 变成了 51。

整个过程重复进行，直到 number /= 10 为 0，这时闭包会将字符串 output 返回，而 map(_:) 方法则会将字符串添加到映射数组中。

在上面的例子中，通过尾随闭包语法，优雅地在函数后封装了闭包的具体功能，而不再需要将整个闭包包裹在 map(_:) 方法的括号内。

值捕获

闭包可以在其被定义的上下文中捕获常量或变量。即使定义这些常量和变量的原作用域已经不存在，闭包仍然可以在闭包函数体内引用和修改这些值。

Swift 中，可以捕获值的闭包的最简单形式是嵌套函数，也就是定义在其他函数的函数体内的函数。嵌套函数可以捕获其外部函数所有的参数以及定义的常量和变量。

举个例子，这有一个叫做 makeIncrementer 的函数，其包含了一个叫做 incrementer 的嵌套函数。嵌套函数 incrementer() 从上下文中捕获了两个值，runningTotal 和 amount。捕获这些值之后，makeIncrementer 将 incrementer 作为闭包返回。每次调用 incrementer 时，其会以 amount 作为增量增加 runningTotal 的值。

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func makeIncrementer(forIncrement amount: Int) -> () -> Int {
    var runningTotal = 0
    func incrementer() -> Int {
        runningTotal += amount
        return runningTotal
    }
    return incrementer
}

makeIncrementer 返回类型为 () -> Int。这意味着其返回的是一个函数，而非一个简单类型的值。该函数在每次调用时不接受参数，只返回一个 Int 类型的值。关于函数返回其他函数的内容，请查看 函数类型作为返回类型。

makeIncrementer(forIncrement:) 函数定义了一个初始值为 0 的整型变量 runningTotal，用来存储当前总计数值。该值为 incrementer 的返回值。

makeIncrementer(forIncrement:) 有一个 Int 类型的参数，其外部参数名为 forIncrement，内部参数名为 amount，该参数表示每次 incrementer 被调用时 runningTotal 将要增加的量。makeIncrementer 函数还定义了一个嵌套函数 incrementer，用来执行实际的增加操作。该函数简单地使 runningTotal 增加 amount，并将其返回。

如果我们单独考虑嵌套函数 incrementer()，会发现它有些不同寻常：

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func incrementer() -> Int {
    runningTotal += amount
    return runningTotal
}

incrementer() 函数并没有任何参数，但是在函数体内访问了 runningTotal 和 amount 变量。这是因为它从外围函数捕获了 runningTotal 和 amount 变量的引用。捕获引用保证了 runningTotal 和 amount 变量在调用完 makeIncrementer 后不会消失，并且保证了在下一次执行 incrementer 函数时，runningTotal 依旧存在。

注意

为了优化，如果一个值不会被闭包改变，或者在闭包创建后不会改变，Swift 可能会改为捕获并保存一份对值的拷贝。

Swift 也会负责被捕获变量的所有内存管理工作，包括释放不再需要的变量。

下面是一个使用 makeIncrementer 的例子：

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let incrementByTen = makeIncrementer(forIncrement: 10)

该例子定义了一个叫做 incrementByTen 的常量，该常量指向一个每次调用会将其 runningTotal 变量增加 10 的 incrementer 函数。调用这个函数多次可以得到以下结果：

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incrementByTen()
// 返回的值为10
incrementByTen()
// 返回的值为20
incrementByTen()
// 返回的值为30

如果你创建了另一个 incrementer，它会有属于自己的引用，指向一个全新、独立的 runningTotal 变量：

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let incrementBySeven = makeIncrementer(forIncrement: 7)
incrementBySeven()
// 返回的值为7

再次调用原来的 incrementByTen 会继续增加它自己的 runningTotal 变量，该变量和 incrementBySeven 中捕获的变量没有任何联系：

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incrementByTen()
// 返回的值为40

注意

如果你将闭包赋值给一个类实例的属性，并且该闭包通过访问该实例或其成员而捕获了该实例，你将在闭包和该实例间创建一个循环强引用。Swift 使用捕获列表来打破这种循环强引用。更多信息，请参考 闭包引起的循环强引用。

闭包是引用类型

上面的例子中，incrementBySeven 和 incrementByTen 都是常量，但是这些常量指向的闭包仍然可以增加其捕获的变量的值。这是因为函数和闭包都是引用类型。

无论你将函数或闭包赋值给一个常量还是变量，你实际上都是将常量或变量的值设置为对应函数或闭包的引用。上面的例子中，指向闭包的引用 incrementByTen 是一个常量，而并非闭包内容本身。

这也意味着如果你将闭包赋值给了两个不同的常量或变量，两个值都会指向同一个闭包：

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let alsoIncrementByTen = incrementByTen
alsoIncrementByTen()
// 返回的值为50

逃逸闭包

当一个闭包作为参数传到一个函数中，但是这个闭包在函数返回之后才被执行，我们称该闭包从函数中逃逸。当你定义接受闭包作为参数的函数时，你可以在参数名之前标注 @escaping，用来指明这个闭包是允许“逃逸”出这个函数的。

一种能使闭包“逃逸”出函数的方法是，将这个闭包保存在一个函数外部定义的变量中。举个例子，很多启动异步操作的函数接受一个闭包参数作为 completion handler。这类函数会在异步操作开始之后立刻返回，但是闭包直到异步操作结束后才会被调用。在这种情况下，闭包需要“逃逸”出函数，因为闭包需要在函数返回之后被调用。例如：

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var completionHandlers: [() -> Void] = []
func someFunctionWithEscapingClosure(completionHandler: @escaping () -> Void) {
    completionHandlers.append(completionHandler)
}

someFunctionWithEscapingClosure(_:) 函数接受一个闭包作为参数，该闭包被添加到一个函数外定义的数组中。如果你不将这个参数标记为 @escaping，就会得到一个编译错误。

将一个闭包标记为 @escaping 意味着你必须在闭包中显式地引用 self。比如说，在下面的代码中，传递到 someFunctionWithEscapingClosure(_:) 中的闭包是一个逃逸闭包，这意味着它需要显式地引用 self。相对的，传递到 someFunctionWithNonescapingClosure(_:) 中的闭包是一个非逃逸闭包，这意味着它可以隐式引用 self。

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func someFunctionWithNonescapingClosure(closure: () -> Void) {
    closure()
}

class SomeClass {
    var x = 10
    func doSomething() {
        someFunctionWithEscapingClosure { self.x = 100 }
        someFunctionWithNonescapingClosure { x = 200 }
    }
}

let instance = SomeClass()
instance.doSomething()
print(instance.x)
// 打印出“200”

completionHandlers.first?()
print(instance.x)
// 打印出“100”

自动闭包

自动闭包是一种自动创建的闭包，用于包装传递给函数作为参数的表达式。这种闭包不接受任何参数，当它被调用的时候，会返回被包装在其中的表达式的值。这种便利语法让你能够省略闭包的花括号，用一个普通的表达式来代替显式的闭包。

我们经常会调用采用自动闭包的函数，但是很少去实现这样的函数。举个例子来说，assert(condition:message:file:line:) 函数接受自动闭包作为它的 condition 参数和 message 参数；它的 condition 参数仅会在 debug 模式下被求值，它的 message 参数仅当 condition 参数为 false 时被计算求值。

自动闭包让你能够延迟求值，因为直到你调用这个闭包，代码段才会被执行。延迟求值对于那些有副作用（Side Effect）和高计算成本的代码来说是很有益处的，因为它使得你能控制代码的执行时机。下面的代码展示了闭包如何延时求值。

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var customersInLine = ["Chris", "Alex", "Ewa", "Barry", "Daniella"]
print(customersInLine.count)
// 打印出“5”

let customerProvider = { customersInLine.remove(at: 0) }
print(customersInLine.count)
// 打印出“5”

print("Now serving \(customerProvider())!")
// Prints "Now serving Chris!"
print(customersInLine.count)
// 打印出“4”

尽管在闭包的代码中，customersInLine 的第一个元素被移除了，不过在闭包被调用之前，这个元素是不会被移除的。如果这个闭包永远不被调用，那么在闭包里面的表达式将永远不会执行，那意味着列表中的元素永远不会被移除。请注意，customerProvider 的类型不是 String，而是 () -> String，一个没有参数且返回值为 String 的函数。

将闭包作为参数传递给函数时，你能获得同样的延时求值行为。

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// customersInLine is ["Alex", "Ewa", "Barry", "Daniella"]
func serve(customer customerProvider: () -> String) {
    print("Now serving \(customerProvider())!")
}
serve(customer: { customersInLine.remove(at: 0) } )
// 打印出“Now serving Alex!”

上面的 serve(customer:) 函数接受一个返回顾客名字的显式的闭包。下面这个版本的 serve(customer:) 完成了相同的操作，不过它并没有接受一个显式的闭包，而是通过将参数标记为 @autoclosure 来接收一个自动闭包。现在你可以将该函数当作接受 String 类型参数（而非闭包）的函数来调用。customerProvider 参数将自动转化为一个闭包，因为该参数被标记了 @autoclosure 特性。

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// customersInLine is ["Ewa", "Barry", "Daniella"]
func serve(customer customerProvider: @autoclosure () -> String) {
    print("Now serving \(customerProvider())!")
}
serve(customer: customersInLine.remove(at: 0))
// 打印“Now serving Ewa!”

注意

过度使用 autoclosures 会让你的代码变得难以理解。上下文和函数名应该能够清晰地表明求值是被延迟执行的。

如果你想让一个自动闭包可以“逃逸”，则应该同时使用 @autoclosure 和 @escaping 属性。@escaping 属性的讲解见上面的 逃逸闭包。

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// customersInLine i= ["Barry", "Daniella"]
var customerProviders: [() -> String] = []
func collectCustomerProviders(_ customerProvider: @autoclosure @escaping () -> String) {
    customerProviders.append(customerProvider)
}
collectCustomerProviders(customersInLine.remove(at: 0))
collectCustomerProviders(customersInLine.remove(at: 0))

print("Collected \(customerProviders.count) closures.")
// 打印“Collected 2 closures.”
for customerProvider in customerProviders {
    print("Now serving \(customerProvider())!")
}
// 打印“Now serving Barry!”
// 打印“Now serving Daniella!”

在上面的代码中，collectCustomerProviders(_:) 函数并没有调用传入的 customerProvider 闭包，而是将闭包追加到了 customerProviders 数组中。这个数组定义在函数作用域范围外，这意味着数组内的闭包能够在函数返回之后被调用。因此，customerProvider 参数必须允许“逃逸”出函数作用域。

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函数

函数是一段完成特定任务的独立代码片段。你可以通过给函数命名来标识某个函数的功能，这个名字可以被用来在需要的时候“调用”这个函数来完成它的任务。

Swift 统一的函数语法非常的灵活，可以用来表示任何函数，包括从最简单的没有参数名字的 C 风格函数，到复杂的带局部和外部参数名的 Objective-C 风格函数。参数可以提供默认值，以简化函数调用。参数也可以既当做传入参数，也当做传出参数，也就是说，一旦函数执行结束，传入的参数值将被修改。

在 Swift 中，每个函数都有一个由函数的参数值类型和返回值类型组成的类型。你可以把函数类型当做任何其他普通变量类型一样处理，这样就可以更简单地把函数当做别的函数的参数，也可以从其他函数中返回函数。函数的定义可以写在其他函数定义中，这样可以在嵌套函数范围内实现功能封装。

函数的定义与调用

当你定义一个函数时，你可以定义一个或多个有名字和类型的值，作为函数的输入，称为参数，也可以定义某种类型的值作为函数执行结束时的输出，称为返回类型。

每个函数有个函数名，用来描述函数执行的任务。要使用一个函数时，用函数名来“调用”这个函数，并传给它匹配的输入值（称作实参）。函数的实参必须与函数参数表里参数的顺序一致。

下面例子中的函数的名字是 greet(person:)，之所以叫这个名字，是因为这个函数用一个人的名字当做输入，并返回向这个人问候的语句。为了完成这个任务，你需要定义一个输入参数——一个叫做 person 的 String 值，和一个包含给这个人问候语的 String 类型的返回值：

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func greet(person: String) -> String {
    let greeting = "Hello, " + person + "!"
    return greeting
}

所有的这些信息汇总起来成为函数的定义，并以 func 作为前缀。指定函数返回类型时，用返回箭头 ->（一个连字符后跟一个右尖括号）后跟返回类型的名称的方式来表示。

该定义描述了函数的功能，它期望接收什么作为参数和执行结束时它返回的结果是什么类型。这样的定义使得函数可以在别的地方以一种清晰的方式被调用：

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print(greet(person: "Anna"))
// 打印“Hello, Anna!”
print(greet(person: "Brian"))
// 打印“Hello, Brian!”

调用 greet(person:) 函数时，在圆括号中传给它一个 String 类型的实参，例如 greet(person: "Anna")。正如上面所示，因为这个函数返回一个 String 类型的值，所以 greet 可以被包含在 print(_:separator:terminator:) 的调用中，用来输出这个函数的返回值。

注意

print(_:separator:terminator:) 函数的第一个参数并没有设置一个标签，而其他的参数因为已经有了默认值，因此是可选的。关于这些函数语法上的变化详见下方关于 函数参数标签和参数名以及默认参数值。

在 greet(person:) 的函数体中，先定义了一个新的名为 greeting 的 String 常量，同时，把对 personName 的问候消息赋值给了 greeting 。然后用 return 关键字把这个问候返回出去。一旦 return greeting 被调用，该函数结束它的执行并返回 greeting 的当前值。

你可以用不同的输入值多次调用 greet(person:)。上面的例子展示的是用 "Anna" 和 "Brian" 调用的结果，该函数分别返回了不同的结果。

为了简化这个函数的定义，可以将问候消息的创建和返回写成一句：

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func greetAgain(person: String) -> String {
    return "Hello again, " + person + "!"
}
print(greetAgain(person: "Anna"))
// 打印“Hello again, Anna!”

函数参数与返回值

函数参数与返回值在 Swift 中非常的灵活。你可以定义任何类型的函数，包括从只带一个未名参数的简单函数到复杂的带有表达性参数名和不同参数选项的复杂函数。

无参数函数

函数可以没有参数。下面这个函数就是一个无参数函数，当被调用时，它返回固定的 String 消息：

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func sayHelloWorld() -> String {
    return "hello, world"
}
print(sayHelloWorld())
// 打印“hello, world”

尽管这个函数没有参数，但是定义中在函数名后还是需要一对圆括号。当被调用时，也需要在函数名后写一对圆括号。

多参数函数

函数可以有多种输入参数，这些参数被包含在函数的括号之中，以逗号分隔。

下面这个函数用一个人名和是否已经打过招呼作为输入，并返回对这个人的适当问候语:

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func greet(person: String, alreadyGreeted: Bool) -> String {
    if alreadyGreeted {
        return greetAgain(person: person)
    } else {
        return greet(person: person)
    }
}
print(greet(person: "Tim", alreadyGreeted: true))
// 打印“Hello again, Tim!”

你可以通过在括号内使用逗号分隔来传递一个 String 参数值和一个标识为 alreadyGreeted 的 Bool 值，来调用 greet(person:alreadyGreeted:) 函数。注意这个函数和上面 greet(person:) 是不同的。虽然它们都有着同样的名字 greet，但是 greet(person:alreadyGreeted:) 函数需要两个参数，而 greet(person:) 只需要一个参数。

无返回值函数

函数可以没有返回值。下面是 greet(person:) 函数的另一个版本，这个函数直接打印一个 String 值，而不是返回它：

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func greet(person: String) {
    print("Hello, \(person)!")
}
greet(person: "Dave")
// 打印“Hello, Dave!”

因为这个函数不需要返回值，所以这个函数的定义中没有返回箭头（->）和返回类型。

注意

严格地说，即使没有明确定义返回值，该 greet(Person：) 函数仍然返回一个值。没有明确定义返回类型的函数的返回一个 Void 类型特殊值，该值为一个空元组，写成 ()。

调用函数时，可以忽略该函数的返回值：

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func printAndCount(string: String) -> Int {
    print(string)
    return string.count
}
func printWithoutCounting(string: String) {
    let _ = printAndCount(string: string)
}
printAndCount(string: "hello, world")
// 打印“hello, world”，并且返回值 12
printWithoutCounting(string: "hello, world")
// 打印“hello, world”，但是没有返回任何值

第一个函数 printAndCount(string:)，输出一个字符串并返回 Int 类型的字符数。第二个函数 printWithoutCounting(string:) 调用了第一个函数，但是忽略了它的返回值。当第二个函数被调用时，消息依然会由第一个函数输出，但是返回值不会被用到。

注意

返回值可以被忽略，但定义了有返回值的函数必须返回一个值，如果在函数定义底部没有返回任何值，将导致编译时错误。

多重返回值函数

你可以用元组（tuple）类型让多个值作为一个复合值从函数中返回。

下例中定义了一个名为 minMax(array:) 的函数，作用是在一个 Int 类型的数组中找出最小值与最大值。

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func minMax(array: [Int]) -> (min: Int, max: Int) {
    var currentMin = array[0]
    var currentMax = array[0]
    for value in array[1..<array.count] {
        if value < currentMin {
            currentMin = value
        } else if value > currentMax {
            currentMax = value
        }
    }
    return (currentMin, currentMax)
}

minMax(array:) 函数返回一个包含两个 Int 值的元组，这些值被标记为 min 和 max ，以便查询函数的返回值时可以通过名字访问它们。

在 minMax(array:) 的函数体中，在开始的时候设置两个工作变量 currentMin 和 currentMax 的值为数组中的第一个数。然后函数会遍历数组中剩余的值并检查该值是否比 currentMin 和 currentMax 更小或更大。最后数组中的最小值与最大值作为一个包含两个 Int 值的元组返回。

因为元组的成员值已被命名，因此可以通过 . 语法来检索找到的最小值与最大值：

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let bounds = minMax(array: [8, -6, 2, 109, 3, 71])
print("min is \(bounds.min) and max is \(bounds.max)")
// 打印“min is -6 and max is 109”

需要注意的是，元组的成员不需要在元组从函数中返回时命名，因为它们的名字已经在函数返回类型中指定了。

可选元组返回类型

如果函数返回的元组类型有可能整个元组都“没有值”，你可以使用可选的 元组返回类型反映整个元组可以是 nil 的事实。你可以通过在元组类型的右括号后放置一个问号来定义一个可选元组，例如 (Int, Int)? 或 (String, Int, Bool)?

注意

可选元组类型如 (Int, Int)? 与元组包含可选类型如 (Int?, Int?) 是不同的。可选的元组类型，整个元组是可选的，而不只是元组中的每个元素值。

前面的 minMax(array:) 函数返回了一个包含两个 Int 值的元组。但是函数不会对传入的数组执行任何安全检查，如果 array 参数是一个空数组，如上定义的 minMax(array:) 在试图访问 array[0] 时会触发一个运行时错误。

为了安全地处理这个“空数组”问题，将 minMax(array:) 函数改写为使用可选元组返回类型，并且当数组为空时返回 nil：

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func minMax(array: [Int]) -> (min: Int, max: Int)? {
    if array.isEmpty { return nil }
    var currentMin = array[0]
    var currentMax = array[0]
    for value in array[1..<array.count] {
        if value < currentMin {
            currentMin = value
        } else if value > currentMax {
            currentMax = value
        }
    }
    return (currentMin, currentMax)
}

你可以使用可选绑定来检查 minMax(array:) 函数返回的是一个存在的元组值还是 nil：

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if let bounds = minMax(array: [8, -6, 2, 109, 3, 71]) {
    print("min is \(bounds.min) and max is \(bounds.max)")
}
// 打印“min is -6 and max is 109”

隐式返回的函数

如果一个函数的整个函数体是一个单行表达式，这个函数可以隐式地返回这个表达式。举个例子，以下的函数有着同样的作用：

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func greeting(for person: String) -> String {
    "Hello, " + person + "!"
}
print(greeting(for: "Dave"))
// 打印 "Hello, Dave!"

func anotherGreeting(for person: String) -> String {
    return "Hello, " + person + "!"
}
print(anotherGreeting(for: "Dave"))
// 打印 "Hello, Dave!"

greeting(for:) 函数的完整定义是打招呼内容的返回，这就意味着它能使用隐式返回这样更简短的形式。anothergreeting(for:) 函数返回同样的内容，却因为 return 关键字显得函数更长。任何一个可以被写成一行 return 语句的函数都可以忽略 return。

正如你将会在 简略的 Getter 声明 里看到的， 一个属性的 getter 也可以使用隐式返回的形式。

函数参数标签和参数名称

每个函数参数都有一个参数标签（argument label）以及一个参数名称（parameter name）。参数标签在调用函数的时候使用；调用的时候需要将函数的参数标签写在对应的参数前面。参数名称在函数的实现中使用。默认情况下，函数参数使用参数名称来作为它们的参数标签。

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func someFunction(firstParameterName: Int, secondParameterName: Int) {
    // 在函数体内，firstParameterName 和 secondParameterName 代表参数中的第一个和第二个参数值
}
someFunction(firstParameterName: 1, secondParameterName: 2)

所有的参数都必须有一个独一无二的名字。虽然多个参数拥有同样的参数标签是可能的，但是一个唯一的函数标签能够使你的代码更具可读性。

指定参数标签

你可以在参数名称前指定它的参数标签，中间以空格分隔：

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func someFunction(argumentLabel parameterName: Int) {
    // 在函数体内，parameterName 代表参数值
}

这个版本的 greet(person:) 函数，接收一个人的名字和他的家乡，并且返回一句问候：

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func greet(person: String, from hometown: String) -> String {
    return "Hello \(person)!  Glad you could visit from \(hometown)."
}
print(greet(person: "Bill", from: "Cupertino"))
// 打印“Hello Bill!  Glad you could visit from Cupertino.”

参数标签的使用能够让一个函数在调用时更有表达力，更类似自然语言，并且仍保持了函数内部的可读性以及清晰的意图。

忽略参数标签

如果你不希望为某个参数添加一个标签，可以使用一个下划线（_）来代替一个明确的参数标签。

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func someFunction(_ firstParameterName: Int, secondParameterName: Int) {
     // 在函数体内，firstParameterName 和 secondParameterName 代表参数中的第一个和第二个参数值
}
someFunction(1, secondParameterName: 2)

如果一个参数有一个标签，那么在调用的时候必须使用标签来标记这个参数。

默认参数值

你可以在函数体中通过给参数赋值来为任意一个参数定义默认值（Deafult Value）。当默认值被定义后，调用这个函数时可以忽略这个参数。

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func someFunction(parameterWithoutDefault: Int, parameterWithDefault: Int = 12) {
    // 如果你在调用时候不传第二个参数，parameterWithDefault 会值为 12 传入到函数体中。
}
someFunction(parameterWithoutDefault: 3, parameterWithDefault: 6) // parameterWithDefault = 6
someFunction(parameterWithoutDefault: 4) // parameterWithDefault = 12

将不带有默认值的参数放在函数参数列表的最前。一般来说，没有默认值的参数更加的重要，将不带默认值的参数放在最前保证在函数调用时，非默认参数的顺序是一致的，同时也使得相同的函数在不同情况下调用时显得更为清晰。

可变参数

一个*可变参数（variadic parameter）*可以接受零个或多个值。函数调用时，你可以用可变参数来指定函数参数可以被传入不确定数量的输入值。通过在变量类型名后面加入（...）的方式来定义可变参数。

可变参数的传入值在函数体中变为此类型的一个数组。例如，一个叫做 numbers 的 Double... 型可变参数，在函数体内可以当做一个叫 numbers 的 [Double] 型的数组常量。

下面的这个函数用来计算一组任意长度数字的 算术平均数（arithmetic mean)：

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func arithmeticMean(_ numbers: Double...) -> Double {
    var total: Double = 0
    for number in numbers {
        total += number
    }
    return total / Double(numbers.count)
}
arithmeticMean(1, 2, 3, 4, 5)
// 返回 3.0, 是这 5 个数的平均数。
arithmeticMean(3, 8.25, 18.75)
// 返回 10.0, 是这 3 个数的平均数。

注意

一个函数最多只能拥有一个可变参数。

输入输出参数

函数参数默认是常量。试图在函数体中更改参数值将会导致编译错误。这意味着你不能错误地更改参数值。如果你想要一个函数可以修改参数的值，并且想要在这些修改在函数调用结束后仍然存在，那么就应该把这个参数定义为输入输出参数（In-Out Parameters）。

定义一个输入输出参数时，在参数定义前加 inout 关键字。一个 输入输出参数有传入函数的值，这个值被函数修改，然后被传出函数，替换原来的值。想获取更多的关于输入输出参数的细节和相关的编译器优化，请查看 输入输出参数 一节。

你只能传递变量给输入输出参数。你不能传入常量或者字面量，因为这些量是不能被修改的。当传入的参数作为输入输出参数时，需要在参数名前加 & 符，表示这个值可以被函数修改。

注意

输入输出参数不能有默认值，而且可变参数不能用 inout 标记。

下例中，swapTwoInts(_:_:) 函数有两个分别叫做 a 和 b 的输入输出参数：

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func swapTwoInts(_ a: inout Int, _ b: inout Int) {
    let temporaryA = a
    a = b
    b = temporaryA
}

swapTwoInts(_:_:) 函数简单地交换 a 与 b 的值。该函数先将 a 的值存到一个临时常量 temporaryA 中，然后将 b 的值赋给 a，最后将 temporaryA 赋值给 b。

你可以用两个 Int 型的变量来调用 swapTwoInts(_:_:)。需要注意的是，someInt 和 anotherInt 在传入 swapTwoInts(_:_:) 函数前，都加了 & 的前缀：

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var someInt = 3
var anotherInt = 107
swapTwoInts(&someInt, &anotherInt)
print("someInt is now \(someInt), and anotherInt is now \(anotherInt)")
// 打印“someInt is now 107, and anotherInt is now 3”

从上面这个例子中，我们可以看到 someInt 和 anotherInt 的原始值在 swapTwoInts(_:_:) 函数中被修改，尽管它们的定义在函数体外。

注意

输入输出参数和返回值是不一样的。上面的 swapTwoInts 函数并没有定义任何返回值，但仍然修改了 someInt 和 anotherInt 的值。输入输出参数是函数对函数体外产生影响的另一种方式。

函数类型

每个函数都有种特定的函数类型，函数的类型由函数的参数类型和返回类型组成。

例如：

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func addTwoInts(_ a: Int, _ b: Int) -> Int {
    return a + b
}
func multiplyTwoInts(_ a: Int, _ b: Int) -> Int {
    return a * b
}

这个例子中定义了两个简单的数学函数：addTwoInts 和 multiplyTwoInts。这两个函数都接受两个 Int 值， 返回一个 Int 值。

这两个函数的类型是 (Int, Int) -> Int，可以解读为:

“这个函数类型有两个 Int 型的参数并返回一个 Int 型的值”。

下面是另一个例子，一个没有参数，也没有返回值的函数：

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func printHelloWorld() {
    print("hello, world")
}

这个函数的类型是：() -> Void，或者叫“没有参数，并返回 Void 类型的函数”。

使用函数类型

在 Swift 中，使用函数类型就像使用其他类型一样。例如，你可以定义一个类型为函数的常量或变量，并将适当的函数赋值给它：

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var mathFunction: (Int, Int) -> Int = addTwoInts

这段代码可以被解读为：

”定义一个叫做 mathFunction 的变量，类型是‘一个有两个 Int 型的参数并返回一个 Int 型的值的函数’，并让这个新变量指向 addTwoInts 函数”。

addTwoInts 和 mathFunction 有同样的类型，所以这个赋值过程在 Swift 类型检查（type-check）中是允许的。

现在，你可以用 mathFunction 来调用被赋值的函数了：

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print("Result: \(mathFunction(2, 3))")
// Prints "Result: 5"

有相同匹配类型的不同函数可以被赋值给同一个变量，就像非函数类型的变量一样：

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mathFunction = multiplyTwoInts
print("Result: \(mathFunction(2, 3))")
// Prints "Result: 6"

就像其他类型一样，当赋值一个函数给常量或变量时，你可以让 Swift 来推断其函数类型：

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let anotherMathFunction = addTwoInts
// anotherMathFunction 被推断为 (Int, Int) -> Int 类型

函数类型作为参数类型

你可以用 (Int, Int) -> Int 这样的函数类型作为另一个函数的参数类型。这样你可以将函数的一部分实现留给函数的调用者来提供。

下面是另一个例子，正如上面的函数一样，同样是输出某种数学运算结果：

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func printMathResult(_ mathFunction: (Int, Int) -> Int, _ a: Int, _ b: Int) {
    print("Result: \(mathFunction(a, b))")
}
printMathResult(addTwoInts, 3, 5)
// 打印“Result: 8”

这个例子定义了 printMathResult(_:_:_:) 函数，它有三个参数：第一个参数叫 mathFunction，类型是 (Int, Int) -> Int，你可以传入任何这种类型的函数；第二个和第三个参数叫 a 和 b，它们的类型都是 Int，这两个值作为已给出的函数的输入值。

当 printMathResult(_:_:_:) 被调用时，它被传入 addTwoInts 函数和整数 3 和 5。它用传入 3 和 5 调用 addTwoInts，并输出结果：8。

printMathResult(_:_:_:) 函数的作用就是输出另一个适当类型的数学函数的调用结果。它不关心传入函数是如何实现的，只关心传入的函数是不是一个正确的类型。这使得 printMathResult(_:_:_:) 能以一种类型安全（type-safe）的方式将一部分功能转给调用者实现。

函数类型作为返回类型

你可以用函数类型作为另一个函数的返回类型。你需要做的是在返回箭头（->）后写一个完整的函数类型。

下面的这个例子中定义了两个简单函数，分别是 stepForward(_:) 和 stepBackward(_:)。stepForward(_:) 函数返回一个比输入值大 1 的值。stepBackward(_:) 函数返回一个比输入值小 1 的值。这两个函数的类型都是 (Int) -> Int：

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func stepForward(_ input: Int) -> Int {
    return input + 1
}
func stepBackward(_ input: Int) -> Int {
    return input - 1
}

如下名为 chooseStepFunction(backward:) 的函数，它的返回类型是 (Int) -> Int 类型的函数。chooseStepFunction(backward:) 根据布尔值 backwards 来返回 stepForward(_:) 函数或 stepBackward(_:) 函数：

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func chooseStepFunction(backward: Bool) -> (Int) -> Int {
    return backward ? stepBackward : stepForward
}

你现在可以用 chooseStepFunction(backward:) 来获得两个函数其中的一个：

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var currentValue = 3
let moveNearerToZero = chooseStepFunction(backward: currentValue > 0)
// moveNearerToZero 现在指向 stepBackward() 函数。

上面这个例子中计算出从 currentValue 逐渐接近到0是需要向正数走还是向负数走。currentValue 的初始值是 3，这意味着 currentValue > 0 为真（true），这将使得 chooseStepFunction(_:) 返回 stepBackward(_:) 函数。一个指向返回的函数的引用保存在了 moveNearerToZero 常量中。

现在，moveNearerToZero 指向了正确的函数，它可以被用来数到零：

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print("Counting to zero:")
// Counting to zero:
while currentValue != 0 {
    print("\(currentValue)... ")
    currentValue = moveNearerToZero(currentValue)
}
print("zero!")
// 3...
// 2...
// 1...
// zero!

嵌套函数

到目前为止本章中你所见到的所有函数都叫全局函数（global functions），它们定义在全局域中。你也可以把函数定义在别的函数体中，称作 嵌套函数（nested functions）。

默认情况下，嵌套函数是对外界不可见的，但是可以被它们的外围函数（enclosing function）调用。一个外围函数也可以返回它的某一个嵌套函数，使得这个函数可以在其他域中被使用。

你可以用返回嵌套函数的方式重写 chooseStepFunction(backward:) 函数：

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func chooseStepFunction(backward: Bool) -> (Int) -> Int {
    func stepForward(input: Int) -> Int { return input + 1 }
    func stepBackward(input: Int) -> Int { return input - 1 }
    return backward ? stepBackward : stepForward
}
var currentValue = -4
let moveNearerToZero = chooseStepFunction(backward: currentValue > 0)
// moveNearerToZero now refers to the nested stepForward() function
while currentValue != 0 {
    print("\(currentValue)... ")
    currentValue = moveNearerToZero(currentValue)
}
print("zero!")
// -4...
// -3...
// -2...
// -1...
// zero!