《The Swift Programming Language》中文版

翻译:sg552
校对:numbbbbb, stanzhai

表达式(Expressions)


本页包含内容:

Swift 中存在四种表达式: 前缀(prefix)表达式,二元(binary)表达式,主要(primary)表达式和后缀(postfix)表达式。表达式可以返回一个值,以及运行某些逻辑(causes a side effect)。

前缀表达式和二元表达式就是对某些表达式使用各种运算符(operators)。 主要表达式是最短小的表达式,它提供了获取(变量的)值的一种途径。 后缀表达式则允许你建立复杂的表达式,例如配合函数调用和成员访问。 每种表达式都在下面有详细论述~

表达式语法
表达式前置表达式 二元表达式列表 可选
表达式列表表达式 | 表达式 , 表达式列表

前缀表达式(Prefix Expressions)

前缀表达式由 前缀符号和表达式组成。(这个前缀符号只能接收一个参数)

Swift 标准库支持如下的前缀操作符:

  • ++ 自增1 (increment)
  • -- 自减1 (decrement)
  • ! 逻辑否 (Logical NOT )
  • ~ 按位否 (Bitwise NOT )
  • + 加(Unary plus)
  • - 减(Unary minus)

对于这些操作符的使用,请参见: Basic Operators and Advanced Operators

作为对上面标准库运算符的补充,你也可以对 某个函数的参数使用 '&'运算符。 更多信息,请参见: "In-Out parameters".

前置表达式语法
前置表达式前置运算符 可选 后置表达式
前置表达式写入写出(in-out)表达式
写入写出(in-out)表达式& 标识符

二元表达式(Binary Expressions)

二元表达式由 "左边参数" + "二元运算符" + "右边参数" 组成, 它有如下的形式:

left-hand argument operator right-hand argument

Swift 标准库提供了如下的二元运算符:

  • 求幂相关(无结合,优先级160)
    • << 按位左移(Bitwise left shift)
    • 按位右移(Bitwise right shift)

  • 乘除法相关(左结合,优先级150)
    • * 乘
    • / 除
    • % 求余
    • &* 乘法,忽略溢出( Multiply, ignoring overflow)
    • &/ 除法,忽略溢出(Divide, ignoring overflow)
    • &% 求余, 忽略溢出( Remainder, ignoring overflow)
    • & 位与( Bitwise AND)
  • 加减法相关(左结合, 优先级140)
    • + 加
    • - 减
    • &+ Add with overflow
    • &- Subtract with overflow
    • | 按位或(Bitwise OR )
    • ^ 按位异或(Bitwise XOR)
  • Range (无结合,优先级 135)
    • ..< 半闭值域 Half-closed range
    • ... 全闭值域 Closed range
  • 类型转换 (无结合,优先级 132)
    • is 类型检查( type check)
    • as 类型转换( type cast)
  • Comparative (无结合,优先级 130)
    • < 小于
    • <= 小于等于
    • > 大于
    • >= 大于等于
    • == 等于
    • != 不等
    • === 恒等于
    • !== 不恒等
    • ~= 模式匹配( Pattern match)
  • 合取( Conjunctive) (左结合,优先级 120)
    • && 逻辑与(Logical AND)
  • 析取(Disjunctive) (左结合,优先级 110)
    • || 逻辑或( Logical OR)
  • 三元条件(Ternary Conditional )(右结合,优先级 100)
    • ?: 三元条件 Ternary conditional
  • 赋值 (Assignment) (右结合, 优先级 90)
    • = 赋值(Assign)
    • *= Multiply and assign
    • /= Divide and assign
    • %= Remainder and assign
    • += Add and assign
    • -= Subtract and assign
    • <<= Left bit shift and assign
    • >>= Right bit shift and assign
    • &= Bitwise AND and assign
    • ^= Bitwise XOR and assign
    • |= Bitwise OR and assign
    • &&= Logical AND and assign
    • ||= Logical OR and assign

关于这些运算符(operators)的更多信息,请参见:Basic Operators and Advanced Operators.

注意
在解析时, 一个二元表达式表示为一个一级数组(a flat list), 这个数组(List)根据运算符的先后顺序,被转换成了一个tree. 例如: 2 + 3 5 首先被认为是: 2, + , 3, , 5. 随后它被转换成 tree (2 + (3 * 5))

二元表达式语法
二元表达式二元运算符 前置表达式
二元表达式赋值运算符 前置表达式
二元表达式条件运算符 前置表达式
二元表达式类型转换运算符
二元表达式列表二元表达式 二元表达式列表 可选

赋值表达式(Assignment Operator)

赋值表达式会对某个给定的表达式赋值。 它有如下的形式;

expression = value

就是把右边的 value 赋值给左边的 expression. 如果左边的expression 需要接收多个参数(是一个tuple ),那么右边必须也是一个具有同样数量参数的tuple. (允许嵌套的tuple)

(a, _, (b, c)) = ("test", 9.45, (12, 3))
// a is "test", b is 12, c is 3, and 9.45 is ignored

赋值运算符不返回任何值。

赋值运算符语法
赋值运算符=

三元条件运算符(Ternary Conditional Operator)

三元条件运算符 是根据条件来获取值。 形式如下:

condition ? expression used if true : expression used if false

如果 condition 是true, 那么返回 第一个表达式的值(此时不会调用第二个表达式), 否则返回第二个表达式的值(此时不会调用第一个表达式)。

想看三元条件运算符的例子,请参见: Ternary Conditional Operator.

三元条件运算符语法
三元条件运算符? 表达式 :

类型转换运算符(Type-Casting Operators)

有两种类型转换操作符: as 和 is. 它们有如下的形式:

expression as type
expression as? type
expression is type

as 运算符会把目标表达式转换成指定的类型(specified type),过程如下:

  • 如果类型转换成功, 那么目标表达式就会返回指定类型的实例(instance). 例如:把子类(subclass)变成父类(superclass)时.
  • 如果转换失败,则会抛出编译错误( compile-time error)。
  • 如果上述两个情况都不是(也就是说,编译器在编译时期无法确定转换能否成功,) 那么目标表达式就会变成指定的类型的optional. (is an optional of the specified type ) 然后在运行时,如果转换成功, 目标表达式就会作为 optional的一部分来返回, 否则,目标表达式返回nil. 对应的例子是: 把一个 superclass 转换成一个 subclass.
class SomeSuperType {}
class SomeType: SomeSuperType {}
class SomeChildType: SomeType {}
let s = SomeType()

let x = s as SomeSuperType  // known to succeed; type is SomeSuperType
let y = s as Int            // known to fail; compile-time error
let z = s as SomeChildType  // might fail at runtime; type is SomeChildType?

使用'as'做类型转换跟正常的类型声明,对于编译器来说是一样的。例如:

let y1 = x as SomeType  // Type information from 'as'
let y2: SomeType = x    // Type information from an annotation

'is' 运算符在“运行时(runtime)”会做检查。 成功会返回true, 否则 false

上述检查在“编译时(compile time)”不能使用。 例如下面的使用是错误的:

"hello" is String
"hello" is Int

关于类型转换的更多内容和例子,请参见: Type Casting.

类型转换运算符(type-casting-operator)语法
类型转换运算符is 类型 | as ? 可选 类型

主表达式(Primary Expressions)

主表达式是最基本的表达式。 它们可以跟 前缀表达式,二元表达式,后缀表达式以及其他主要表达式组合使用。

主表达式语法
主表达式标识符 泛型参数子句 可选
主表达式字面量表达式
主表达式self表达式
主表达式超类表达式
主表达式闭包表达式
主表达式圆括号表达式
主表达式隐式成员表达式
主表达式通配符表达式

字符型表达式(Literal Expression)

由这些内容组成:普通的字符(string, number) , 一个字符的字典或者数组,或者下面列表中的特殊字符。

字符(Literal) 类型(Type) 值(Value)
_FILE_ String 所在的文件名
_LINE_ Int 所在的行数
_COLUMN_ Int 所在的列数
_FUNCTION_ String 所在的function 的名字

在某个函数(function)中,__FUNCTION__ 会返回当前函数的名字。 在某个方法(method)中,它会返回当前方法的名字。 在某个property 的getter/setter中会返回这个属性的名字。 在特殊的成员如init/subscript中 会返回这个关键字的名字,在某个文件的顶端(the top level of a file),它返回的是当前module的名字。

一个array literal,是一个有序的值的集合。 它的形式是:

[value 1, value 2, ...]

数组中的最后一个表达式可以紧跟一个逗号(','). []表示空数组 。 array literal的type是 T[], 这个T就是数组中元素的type. 如果该数组中有多种type, T则是跟这些type的公共supertype最接近的type.(closest common supertype)

一个dictionary literal 是一个包含无序的键值对(key-value pairs)的集合,它的形式是:

[key 1: value 1, key 2: value 2, ...]

dictionary 的最后一个表达式可以是一个逗号(','). [:] 表示一个空的dictionary. 它的type是 Dictionary (这里KeyType表示 key的type, ValueType表示 value的type) 如果这个dictionary 中包含多种 types, 那么KeyType, Value 则对应着它们的公共supertype最接近的type( closest common supertype).

字面量表达式语法
字面量表达式字面量
字面量表达式数组字面量 | 字典字面量
字面量表达式__FILE__ | __LINE__ | __COLUMN__ | __FUNCTION__
数组字面量[ 数组字面量项列表 可选 ]
数组字面量项列表数组字面量项 , 可选 | 数组字面量项 , 数组字面量项列表
数组字面量项表达式
字典字面量[ 字典字面量项列表 ] | [ : ]
字典字面量项列表字典字面量项 , 可选 | 字典字面量项 , 字典字面量项列表
字典字面量项表达式 : 表达式

self表达式(Self Expression)

self表达式是对 当前type 或者当前instance的引用。它的形式如下:

self
self.member name
self[subscript index]
self(initializer arguments
self.init(initializer arguments

如果在 initializer, subscript, instance method中,self等同于当前type的instance. 在一个静态方法(static method), 类方法(class method)中, self等同于当前的type.

当访问 member(成员变量时), self 用来区分重名变量(例如函数的参数). 例如, (下面的 self.greeting 指的是 var greeting: String, 而不是 init(greeting: String) )

class SomeClass {
    var greeting: String
    init(greeting: String) {
        self.greeting = greeting
    }
}

在mutating 方法中, 你可以使用self 对 该instance进行赋值。

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

Self 表达式语法
self表达式self
self表达式self . 标识符
self表达式self [ 表达式 ]
self表达式self . init

超类表达式(Superclass Expression)

超类表达式可以使我们在某个class中访问它的超类. 它有如下形式:

super.member name
super[subscript index]
super.init(initializer arguments

形式1 用来访问超类的某个成员(member). 形式2 用来访问该超类的 subscript 实现。 形式3 用来访问该超类的 initializer.

子类(subclass)可以通过超类(superclass)表达式在它们的 member, subscripting 和 initializers 中来利用它们超类中的某些实现(既有的方法或者逻辑)。

超类(superclass)表达式语法
超类表达式超类方法表达式 | 超类下标表达式 | 超类构造器表达式
超类方法表达式super . 标识符
超类下标表达式super [ 表达式 ]
超类构造器表达式super . init

闭包表达式(Closure Expression)

闭包(closure) 表达式可以建立一个闭包(在其他语言中也叫 lambda, 或者 匿名函数(anonymous function)). 跟函数(function)的声明一样, 闭包(closure)包含了可执行的代码(跟方法主体(statement)类似) 以及接收(capture)的参数。 它的形式如下:

{ (parameters) -> return type in
    statements
}

闭包的参数声明形式跟方法中的声明一样, 请参见:Function Declaration.

闭包还有几种特殊的形式, 让使用更加简洁:

  • 闭包可以省略 它的参数的type 和返回值的type. 如果省略了参数和参数类型,就也要省略 'in'关键字。 如果被省略的type 无法被编译器获知(inferred) ,那么就会抛出编译错误。
  • 闭包可以省略参数,转而在方法体(statement)中使用 $0, $1, $2 来引用出现的第一个,第二个,第三个参数。
  • 如果闭包中只包含了一个表达式,那么该表达式就会自动成为该闭包的返回值。 在执行 'type inference '时,该表达式也会返回。

下面几个 闭包表达式是 等价的:

myFunction {
    (x: Int, y: Int) -> Int in
    return x + y
}

myFunction {
    (x, y) in
    return x + y
}

myFunction { return $0 + $1 }

myFunction { $0 + $1 }

关于 向闭包中传递参数的内容,参见: Function Call Expression.

闭包表达式可以通过一个参数列表(capture list) 来显式指定它需要的参数。 参数列表 由中括号 [] 括起来,里面的参数由逗号','分隔。一旦使用了参数列表,就必须使用'in'关键字(在任何情况下都得这样做,包括忽略参数的名字,type, 返回值时等等)。

在闭包的参数列表( capture list)中, 参数可以声明为 'weak' 或者 'unowned' .

myFunction { printself.title) }                    // strong capture
myFunction { [weak self] in printself!.title) }    // weak capture
myFunction { [unowned self] in printself.title) }  // unowned capture

在参数列表中,也可以使用任意表达式来赋值. 该表达式会在 闭包被执行时赋值,然后按照不同的力度来获取(这句话请慎重理解)。(captured with the specified strength. ) 例如:

// Weak capture of "self.parent" as "parent"
myFunction { [weak parent = self.parent] in print(parent!.title) }

关于闭包表达式的更多信息和例子,请参见: Closure Expressions.

闭包表达式语法
闭包表达式{ 闭包签名(Signational) 可选 多条语句(Statements) }
闭包签名(Signational)参数子句 函数结果 可选 in
闭包签名(Signational)标识符列表 函数结果 可选 in
闭包签名(Signational)捕获(Capature)列表 参数子句 函数结果 可选 in
闭包签名(Signational)捕获(Capature)列表 标识符列表 函数结果 可选 in
闭包签名(Signational)捕获(Capature)列表 in
捕获(Capature)列表[ 捕获(Capature)说明符 表达式 ]
捕获(Capature)说明符weak | unowned | unowned(safe) | unowned(unsafe)

隐式成员表达式(Implicit Member Expression)

在可以判断出类型(type)的上下文(context)中,隐式成员表达式是访问某个type的member( 例如 class method, enumeration case) 的简洁方法。 它的形式是:

.member name

例子:

var x = MyEnumeration.SomeValue
x = .AnotherValue

隐式成员表达式语法
隐式成员表达式. 标识符

圆括号表达式(Parenthesized Expression)

圆括号表达式由多个子表达式和逗号','组成。 每个子表达式前面可以有 identifier x: 这样的可选前缀。形式如下:

identifier 1: expression 1, identifier 2: expression 2, ...

圆括号表达式用来建立tuples , 然后把它做为参数传递给 function. 如果某个圆括号表达式中只有一个 子表达式,那么它的type就是 子表达式的type。例如: (1)的 type是Int, 而不是(Int)

圆括号表达式(Parenthesized Expression)语法
圆括号表达式( 表达式元素列表 可选 )
表达式元素列表表达式元素 | 表达式元素 , 表达式元素列表
表达式元素表达式 | 标识符 : 表达式

通配符表达式(Wildcard Expression)

通配符表达式用来忽略传递进来的某个参数。例如:下面的代码中,10被传递给x, 20被忽略(译注:好奇葩的语法。。。)

(x, _) = (10, 20// x is 10, 20 is ignored

通配符表达式语法
通配符表达式_

后缀表达式(Postfix Expressions)

后缀表达式就是在某个表达式的后面加上 操作符。 严格的讲,每个主要表达式(primary expression)都是一个后缀表达式

Swift 标准库提供了下列后缀表达式:

  • ++ Increment
  • -- Decrement

对于这些操作符的使用,请参见: Basic Operators and Advanced Operators

后置表达式语法
后置表达式主表达式
后置表达式后置表达式 后置运算符
后置表达式函数调用表达式
后置表达式构造器表达式
后置表达式显示成员表达式
后置表达式后置self表达式
后置表达式动态类型表达式
后置表达式下标表达式
后置表达式强制取值(Forced Value)表达式
后置表达式可选链(Optional Chaining)表达式

函数调用表达式(Function Call Expression)

函数调用表达式由函数名和参数列表组成。它的形式如下:

function nameargument value 1, argument value 2

The function name can be any expression whose value is of a function type. (不用翻译了, 太罗嗦)

如果该function 的声明中指定了参数的名字,那么在调用的时候也必须得写出来. 例如:

function nameargument name 1: argument value 1, argument name 2: argument value 2

可以在 函数调用表达式的尾部(最后一个参数之后)加上 一个闭包(closure) , 该闭包会被目标函数理解并执行。它具有如下两种写法:

// someFunction takes an integer and a closure as its arguments
someFunction(x, {$0 == 13})
someFunction(x) {$0 == 13}

如果闭包是该函数的唯一参数,那么圆括号可以省略。

// someFunction takes a closure as its only argument
myData.someMethod() {$0 == 13}
myData.someMethod {$0 == 13}

函数调用表达式语法
函数调用表达式后置表达式 圆括号表达式
函数调用表达式后置表达式 圆括号表达式 可选 后置闭包(Trailing Closure)
后置闭包(Trailing Closure)闭包表达式

初始化函数表达式(Initializer Expression)

Initializer表达式用来给某个Type初始化。 它的形式如下:

expression.init(initializer arguments

(Initializer表达式用来给某个Type初始化。) 跟函数(function)不同, initializer 不能返回值。

var x = SomeClass.someClassFunction // ok
var y = SomeClass.init              // error

可以通过 initializer 表达式来委托调用(delegate to )到superclass的initializers.

class SomeSubClass: SomeSuperClass {
    init() {
        // subclass initialization goes here
        super.init()
    }
}

构造器表达式语法
构造器表达式后置表达式 . init

显式成员表达式(Explicit Member Expression)

显示成员表达式允许我们访问type, tuple, module的成员变量。它的形式如下:

expression.member name

该member 就是某个type在声明时候所定义(declaration or extension) 的变量, 例如:

class SomeClass {
    var someProperty = 42
}
let c = SomeClass()
let y = c.someProperty  // Member access

对于tuple, 要根据它们出现的顺序(0, 1, 2...)来使用:

var t = (10, 20, 30)
t.0 = t.1
// Now t is (20, 20, 30)

The members of a module access the top-level declarations of that module. (不确定:对于某个module的member的调用,只能调用在top-level声明中的member.)

显式成员表达式语法
显示成员表达式后置表达式 . 十进制数字
显示成员表达式后置表达式 . 标识符 泛型参数子句 可选

后缀self表达式(Postfix Self Expression)

后缀表达式由 某个表达式 + '.self' 组成. 形式如下:

expression.self
type.self

形式1 表示会返回 expression 的值。例如: x.self 返回 x

形式2:返回对应的type。我们可以用它来动态的获取某个instance的type。

后置Self 表达式语法
后置self表达式后置表达式 . self

dynamic表达式(Dynamic Type Expression)

(因为dynamicType是一个独有的方法,所以这里保留了英文单词,未作翻译, --- 类似与self expression)

dynamicType 表达式由 某个表达式 + '.dynamicType' 组成。

expression.dynamicType

上面的形式中, expression 不能是某type的名字(当然了,如果我都知道它的名字了还需要动态来获取它吗)。动态类型表达式会返回"运行时"某个instance的type, 具体请看下面的列子:

class SomeBaseClass {
    class func printClassName() {
        println"SomeBaseClass")
    }
}
class SomeSubClass: SomeBaseClass {
    override class func printClassName() {
        println"SomeSubClass")
    }
}
let someInstance: SomeBaseClass = SomeSubClass()

// someInstance is of type SomeBaseClass at compile time, but
// someInstance is of type SomeSubClass at runtime
someInstance.dynamicType.printClassName()
// prints "SomeSubClass"

动态类型表达式语法
动态类型表达式后置表达式 . dynamicType

下标脚本表达式(Subscript Expression)

下标脚本表达式提供了通过下标脚本访问getter/setter 的方法。它的形式是:

expression[index expressions]

可以通过下标脚本表达式通过getter获取某个值,或者通过setter赋予某个值.

关于subscript的声明,请参见: Protocol Subscript Declaration.

附属脚本表达式语法
附属脚本表达式后置表达式 [ 表达式列表 ]

强制取值表达式(Forced-Value Expression)

强制取值表达式用来获取某个目标表达式的值(该目标表达式的值必须不是nil )。它的形式如下:

expression!

如果该表达式的值不是nil, 则返回对应的值。 否则,抛出运行时错误(runtime error)。

强制取值(Forced Value)语法
强制取值(Forced Value)表达式后置表达式 !

可选链表达式(Optional-Chaining Expression)

可选链表达式由目标表达式 + '?' 组成,形式如下:

expression?

后缀'?' 返回目标表达式的值,把它做为可选的参数传递给后续的表达式

如果某个后缀表达式包含了可选链表达式,那么它的执行过程就比较特殊: 首先先判断该可选链表达式的值,如果是 nil, 整个后缀表达式都返回 nil, 如果该可选链的值不是nil, 则正常返回该后缀表达式的值(依次执行它的各个子表达式)。在这两种情况下,该后缀表达式仍然是一个optional type(In either case, the value of the postfix expression is still of an optional type)

如果某个"后缀表达式"的"子表达式"中包含了"可选链表达式",那么只有最外层的表达式返回的才是一个optional type. 例如,在下面的例子中, 如果c 不是nil, 那么 c?.property.performAction() 这句代码在执行时,就会先获得c 的property方法,然后调用 performAction()方法。 然后对于 "c?.property.performAction()" 这个整体,它的返回值是一个optional type.

var c: SomeClass?
var result: Bool? = c?.property.performAction()

如果不使用可选链表达式,那么 上面例子的代码跟下面例子等价:

if let unwrappedC = c {
    result = unwrappedC.property.performAction()
}

可选链表达式语法
可选链表达式后置表达式 ?